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【图文并茂】四代机基本知识 之 翱翔之翼

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 楼主| 发表于 2009-6-17 11:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
(图文并茂5)冲压发动机界的恐龙、哥斯拉以及宇宙哥斯拉 (图文并茂)四代机基本知识4-进气道之XB70女武神的哀伤 (图文并茂)四代机基本知识3---进气道的故事(1/4) 【图文并茂】四代机基本知识 之 翱翔之翼 (图文并茂)四代机基本知识 之 隐身 第二部分   四代机基本知识 之 翱翔之翼   “ For a plane to fly well, it must be beautiful. ” 一架飞的好的飞机,必定是架漂亮的飞机。这话还真给说对了,从最初莱特兄弟的骨架式飞机,到第一架实用的喷气式战机 Me262 ,再到今天闪着无数高科技第四代的 F22 ,这飞机真是越来越耐看了。得益于人们对空气性质的不断深入了解,人们设计的飞机越来越符合空气动力的要求。自然飞机的性能是越来越好。 飞机该有什么样的翅膀,什么样的外形,这跟它作什么样的功用密切相关。最初人们是通过观察鸟类的翅膀来一点一点进行摸索的。毕竟在没有任何可用的经验面前,模仿鸟类是最保险的。鸟儿在大自然里生活了千百万年能适应下来,必然有他的道理。 早期的时候人们走了歪路,朝扑翼机的方向发展,把翅膀拍上拍下的,他们也不想想他们那时候是什么破材料科技。直到后来搞固定翼飞机,才算进了门道。

【图文并茂】四代机基本知识 之 翱翔之翼

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古代人天天看星星,于是成了天文学家。天天看河流,于是成了水利学家。天天看石头,成了地质学家。近代人天天看鸟儿,于是鸟人出现了。。。。。。。囧(这段话怎么这么耳熟呢?) 说起鸟人,其实做个鸟人还真一直是很多人的梦想,不过现代的鸟人不再傻呵呵的煽翅膀了,换上了固定翼,再加上几个发动机,于是。。。。。终于。。。。。。。

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现代鸟人,此公名叫罗西,是前瑞士战斗机飞行员。他于 08 年 5 月穿着这套鸟人装成功飞越阿尔卑斯山。       对飞机机翼而言,翼型的选择对飞机的气动性能有直接的影响,这里有几个基本知识可以作为参考。  

【图文并茂】四代机基本知识 之 翱翔之翼

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这里面,大家只要知道下展弦比。展弦比大的,机翼一般都是又细又长,这种机翼的升力很大,低空低速性能很好,但缺点是阻力大。而展弦比小的,一般机翼很短,比如三角翼,展弦比小的高速性能好,一般的战斗机都采用小展弦比机翼。

【图文并茂】四代机基本知识 之 翱翔之翼

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滑翔机的机翼就是典型的大展弦比机翼,它又细又长,这样就能获得最大的升力,反正滑翔机追求的不是速度,大展弦比的低速性能很好,借助气流,可以飞很远。

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信天翁是鸟类中翅膀最长的,体型大的翅膀展开可以达到 2.5 米 长,这种大展弦比的翅膀赋予它极佳的滑翔能力,是鸟类中绝对的滑翔冠军。它一年中,除了交配外,其余时间都在天空渡过,包括吃喝拉撒睡,它能像海豚一样左右脑交替休息,这样就能一边飞翔一边睡觉。大家想象一下,一边吃东西,一边消化,一边睡觉还一边拉屎,而且还不停的在天上飞,这是一种什么样的人生境界啊!!!!!!

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 楼主| 发表于 2009-6-17 11:13 | 显示全部楼层
而对于高速飞行的飞机,波阻占很大的比例,要想使波阻系数降低,就应该减小展弦比。总的来说,对于亚音速的飞机,应该采用大展弦比的机翼,而超音速飞机则应该采用小展弦比。 还有一个是根稍比,就是机翼的翼根与翼尖之比。对亚音速飞机而言,还要考虑诱导阻力的影响。根稍比越大,诱导阻力的影响越大,根稍比越小,诱导阻力的影响越小。 那么什么是诱导阻力呢?由于机翼的升力原理是通过机翼使下表面的气流压力大,上表面的压力小,通过这压力差,来产生升力。但到了机翼翼尖两端,上下两股气流的交汇处,由于下面的高压气流会绕过机翼的翼尖,朝上翼面的低压区流去。因此在翼尖会产生漩涡,由于它改变流经翼尖附近气流的方向,增加了附加的阻力,而且还降低了升力。因为它是由升力诱导出来的,所以叫诱导阻力。

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从第二图中可以看出,在机翼的翼尖,下面的高压气流会流向上面,形成涡流。  

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怎么样,这张图显示的够清楚了吧,在飞机的翼尖,形成了强烈的涡流。由于这股涡流改变了气流的正常流向,会形成额外的阻力。 不过也可以很清楚的看到,对翼尖涡流而言,内侧的气流向下,而外侧的气流向上,是股免费的升力流,这么好的事情,大自然里的动物是绝不会白白浪费的。  

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《大雁南飞图》   天气凉了,树叶黄了,一片片叶子从树上落下来,天空那么高那么蓝,一群大雁往南飞,一会儿排成个人字,一会儿排成个一字,啊!秋天到了。 怎么样,大家回忆起小学一年级的那篇课文没?大雁为什么要排成人字形或一字形呢?上面那张飞机涡流图给出了很清晰的答案。领头大雁翅膀的翼尖拉出涡流,由于涡流的外侧是股向上的升力气流。这样队伍后面的小雁就可以免费享受到那股上升气流,小雁只需花很少的力气就能进行长途飞行。当然,队伍后面的爽了,领头的大哥就得劳神了。

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由于诱导阻力对升力也有破坏,很多飞机在翼尖安装了这个翼尖小翼,来阻碍上下表面气流的扰流。这样就能减小诱导阻力,还能增加升力,经济性也有提高。翼尖小翼的安装有很多种,有向上翘的,有向下翻的,也有上下都翻的。这就看个人的口味了。

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除了飞机外, F1 也在它的扰流板尖端安装类似的大翼面,这样一方面能增加纵向稳定性,一方面能减少诱导阻力。这是法拉利车队 2009 的最新战车 F60 。后面站的自然是马萨和莱科宁。
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 楼主| 发表于 2009-6-17 11:19 | 显示全部楼层
对机翼的升力而言,仅凭高中知识所知道的机翼上下压力差形成升力还不足以解释全面。一般的机翼,前面厚后面薄,由于空气是有黏性的,机翼上表面的气流会沿着表面的形状从厚的地方向薄的地方移动,是种自上而下的移动。既然这股气流是向下吹的,那么根据牛顿第三定律,力的平衡, F1 =- F2 。气流往下吹,自然有股抬升的力量作用于机翼上。这股向下吹的气流叫作下洗气流。而机翼抬升的角度越大,或者说攻角越大,下洗的作用越明显,升力也就越大。

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气流沿着机翼表面的方向进行向下的移动,这股气流称之为下洗气流。机翼的攻角越大,下洗的效果越明显,升力自然就越大。 所以我们看到飞机起飞时,都要抬起头,这样就能增大机翼的攻角,增加下洗,也就增大了升力,飞机就从跑道上腾飞起来。

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机翼的下洗气流,加上翼尖的涡流。使飞机穿过云层后留下了一个浪漫的爱心符号。好玩么,我再来一张。哈哈  

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米格 29 拉出了一个搞笑的笑脸。。 后掠角   增大机翼的后掠角,可以提高临界马赫数,延缓激波的产生。飞机在稀薄空气中飞行与在浓密空气中飞行相比,明显在稀薄空气飞行的阻力小,浓厚空气的飞行阻力大。而在同水平的空气中高速飞行时,由于空气是可压缩的,飞机高速飞行时,机翼前缘的空气被压缩,密度增大,相当于增加了前面空气的阻力。另一方面,如果机翼前面的空气被同步压缩,那么阻力增加速度明显增大,但如果分批的被压缩,那么阻力增大的速率就会降低,延缓激波的产生。所以高速飞行的飞机都采用后掠角,使空气不至于被同步压缩。

【图文并茂】四代机基本知识 之 翱翔之翼

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在亚音速时,前面的压力波会以音速跑到飞机的前面,扰动集中不起来。当飞机刚好达到音速的时候,所有的压力波刚好集中在一块,阻力突然增大。当飞机超过音速时,声波扰动来不及传到飞机前面去,前面的空气直接受到飞机的突然压缩,形成很明显的锥形。经过激波,气体的压强,密度,温度突然升高,而流速突然下降。压强突然的跃升会有强烈的爆响。所以超音速时能听到刺耳的音爆声。  

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超音速时候,由于锥后的气压突然降低,如果空气湿度够的话,就能汽化,能看到很明显的锥
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发表于 2009-6-17 11:25 | 显示全部楼层
哈哈 第一个顶
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 楼主| 发表于 2009-6-17 11:27 | 显示全部楼层

【图文并茂】四代机基本知识 之 翱翔之翼

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这是美国海军蓝天使表演队的 F18 在近海面突破音速,可以看到激波形成的冲击波打到海面上,带有明显的破坏性。

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这张就看的更近了 在超音速时,如果机翼延伸到激波锥外,则不仅气动阻力大,冲击波还对机翼有破坏性。而后掠角机翼,则刚好“躲”在锥后的低压区,对降低气动阻力有利。   后掠角机翼一般采用三角翼,小展弦比的三角翼虽然高速性能好,但低速性能差,起降的时候不得不把机头高高的抬起,以增加升力,起降速度还非常快。所以对跑道的要求很高,跑道还很长。

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采用无尾三角翼的协和式,虽然能以 2 倍音速巡航,但低速性能差,起降的时候不仅仰角比一般的亚音速飞机大,前起落架也明显高于后面,使得它即使在地面仍然保持抬头。这样起飞时能保持一个迎角,增加升力。帮助它顺利起飞。

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看看毛子的图 144 ,一对难兄难弟,图 144 的机头抬的更高,这样起飞时能获得更大的仰角。不过图 144 还有个秘密武器,驾驶舱后面有对可伸缩的鸭翼,帮助它低速时顺利起降。即使这样,他还是要靠这个抬头来辅助起飞。  

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图 144 打开鸭翼的时候。
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 楼主| 发表于 2009-6-17 11:31 | 显示全部楼层
  机翼边条       在讲机翼边条前,我常长真臻得先讲一下失速,因为边条的作用很大程度上就是为了改善飞机大仰角性能的,能极大的推迟失速。因为飞机做纵向机动时,飞机靠仰头,再往上飞。而作水平机动时,飞机会先侧身,然后做仰头动作,这样完成水平机动。因此飞机的仰角性能非常的重要。   失速 飞机从水平状态作大仰角机动时,会有个先抬头的动作,但这时候不会马上朝上飞,由于惯性,飞机抬起头,露出大肚皮朝前飞一小会儿时间,然后再朝上飞。但这个肚皮朝前飞的一小会儿时间,却是最关键的时间。搞的不好就会失速,那么我们先来看两个例子。让大家认识下什么是失速及失速的后果。 第一例   鹰狮大闹蟠桃园  

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1993 年 8 月 8 号,一架瑞典的 JAS39 鹰狮为斯德哥尔摩当地的庆祝节日做表演,飞机正飞的 high ,准备做大仰角机动给居民们表演,好让那些土包子们开开眼界,瞧瞧咱们本国刚刚服役才 2 个月的新式战斗机。  

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飞机的仰角继续增大,这时候飞行员突然发觉不对,抬过头了,怎么飞机有了垂直的姿势,却没有垂直的动作呢?  

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这时候飞行员意识到飞机失速,很识趣的知道自己改不出来了。毕竟飞机是国家的,小命是自己的,内心怀着强烈的人权大于主权的信念,毫不犹豫的跳伞了。。。。。。  

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飞行员跳伞后,这个“活死人”直接往下掉。这图里都可以看到后面的教堂了。地面不明真相的群众们目瞪口呆。咱们土包子确实没见过这等场面。

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轰的一声,掉进了附近的花园里,狼烟四起,群众们大呼过瘾。今天这节日过的真热闹。
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 楼主| 发表于 2009-6-17 11:37 | 显示全部楼层
第二例   牛魔王火烧白云城  

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  1994 年 6 月 24 日 ,美国费尔柴德空军基地( Fairchild air base ),主驾驶员霍兰德驾驶着一架 B52 作低空表演。

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飞机飞到跑道尽头后,这位大侠驾机作了一个空中大回环,一切良好。  

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大回环后,他继续大回环动作,镜头里已经能很明显的看到整个机背了。整架飞机侧面已经接近于垂直了。这位老兄,直接把轰炸机当成战斗机来开了。  

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回环回环再回环,这大爷连续做完几个高难度体操后,就开始做最后的动作了。所谓一套体操做完了,自然要做落地结束动作了  

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这时候飞机已经直接掉高度了,一头栽下去。他确实是在做落地动作,他也确实做到了。看看周围谁在给他们喝彩,飞机镜头右边是被飞机机翼切断的高压电线,闪着电光(红圈处),左边是一个油库,前面是高强度水泥,他不是一个人在战斗,他不是一个人在战斗!!!!!
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发表于 2009-6-17 11:39 | 显示全部楼层
..................................................顶一个!
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 楼主| 发表于 2009-6-17 11:42 | 显示全部楼层

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轰的一声,好大的一个红色棉花糖。场面真是壮观啊。。。。。。  

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让我们看看从别的镜头处拍摄到的画面吧,这可绝不是 PS 的,货真价实的镜头哦。整架 B52 直接侧面垂直与地面成 90 度。怎么样,这图够刺激了吧?你霍大爷的,见过开飞机的没见过这么开飞机的,而且还是轰炸机。  

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从这张 google 图上,标识了飞机的飞行路线,真是一个超级大回环啊。。。。。。。 这两个例子,一个是从正面大角度,一个是侧面大角度,分别演示了失速的后果。那么本来飞的好好的,怎么突然就这样子了呢?让我们从风洞演示里看看究竟吧。  

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这是机翼小仰角时的风洞演示图,可以看到,一切良好。上表面气流密集,流速快,气压低,气流沿着机翼还有个下洗的过程,带来额外的升力。  

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机翼的仰角增大,这时候,下洗气流的角度也越往下,机翼的升力增大。事实上,机翼升力的产生主要靠上表面吸力的作用,而不是靠下表面正压力的作用,一般机翼上表面形成的吸力占总升力的 60-80% 左右,下表面的正压形成的升力只占总升力的 20-40% 左右。也就是说机翼的上表面比下表面更加重要!飞机更多的是被吸上天的,而不是被托上天的!
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 楼主| 发表于 2009-6-17 11:49 | 显示全部楼层

【图文并茂】四代机基本知识 之 翱翔之翼

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机翼仰角更大了,这时候看到什么不同了么?由于仰角太大,机翼后面的气流没有汇合在一起。后面形成了一个巨大的“真空”。这个“真空”可真要命,想想看,机翼前面有正常压力的气流吹打着机翼,机翼后面是“真空”,根据伯努力原理,机翼往哪儿飞?当然是往后面飞啦!更加郁闷的是,你飞的越快,后面的“真空区”越大,带来的吸力也越大。 怎么样,往后飞,现在明白了吧。前面说过,飞机大仰角机动时,由于惯性,会有个肚子迎面朝前,继续平飞的姿势。这时候,飞机整个肚子把气流挡住了,后面的机背就流不到空气,形成了一个“真空”,从后面像真空吸尘器一样把飞机狠狠的“吸住”不让他继续前飞。所以飞机会突然掉速度,这就是所谓的失速。飞机失速了,而且还直挺挺的立在那,那是什么?就是个突然停在半空中的砖头,结果当然是砖头往下掉啦。。。。。。然后,出人命啦。。。。 前面两个飞机失事的例子,就是飞机进入失速后,没有及时改出来的后果。其实在高空还能有机会改出来,在低空就根本没这机会了。

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  我们在日常生活中,也有类似的情况。迎面高速驶来一辆集装箱卡车,当卡车屁股开过后,你在旁边会感到一股强烈的风。这股风其实是涡流,因为卡车屁股后面太平整了,高速驶过后会在后面有个很大的“真空区 ” 。为了填补这个“真空区”,周围的气流以涡流的形式迅速进入,所以给你的感觉就是有股巨大的风,而且是要把你吹向马路中间的风。   由于后面这个“真空区”给汽车带来巨大的阻力,要想消除这个真空区,当然是把方方正正的屁股改成流线型啦。所以现在的汽车,不仅头部流线型,屁股也越来越流线型了。不过最近几年,聪明的汽车设计师们反而开始利用这个效应起来,用来加强跑车的刹车效果。在汽车尾部放置一块可活动的扰流板,平时横放起来跟汽车尾部融合为一体,需要紧急刹车时,再把扰流板翻起来,增强刹车效果。

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这辆 McLaren SLR 在吹风洞,它不仅前面流畅,后面也尽量成流线型。但汽车还要有足够的抓地力,不然的话车就漂了,所以要综合考虑。这张图还看不到后面的扰流板。同时这图也显示出,汽车前面的气流很平顺,而到了最后面就开始乱了。就是因为在屁股后面产生了一股股的涡流。  

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这张图就显示的很清晰了,这样它在刹车时候,这扰流板翻开,增加刹车效果。  

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再来一个更狠的,布加迪威龙, 16 气缸, 1001 匹马力,从 0 加速到 100 只需 2.9 秒。全车明显的非常光滑,以最大的减小空气摩擦阻力。看到它后面的扰流板了么,这个不仅比 SLR 来的更大,结构也更复杂。低速时可以完全缩回去,跟汽车尾部融为一体,高速的时候升起来,用来增加尾部的下压力,需要刹车时,整个向上翻,人为的增大空气阻力来更快的减速。
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 楼主| 发表于 2009-6-17 11:54 | 显示全部楼层

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这张图片里,布加迪后面的扰流板已经完全打开,这样就能更好的减速。       讲完了失速,现在正式开讲机翼边线条。大后掠角机翼前缘在仰角不大时就能产生自前缘卷起的脱体涡,从而产生非线性的涡升力。这句话怎么理解呢?我在刚开始时介绍过,由于机翼翼尖上下表面的压力不平衡,下面的高压气流会卷起来朝上面流去,并形成涡流。还记得前面那张飞机翼尖拉出红色巨大涡流的图么?还记得上面集装箱卡车吹风图么?他们有一个共同点是什么?就是存在压力差,由于有压力差,高压部分的气流会以漩涡的形式自然的流向低压气流区。也就是说有涡流的先决条件就是要有压力差,管你是前面,翼尖,背后还是屁股,只要有压力差,并能自由流动,那么就会有涡流,就自会有涡流会去填补那个低压区。尤其在物体的边缘处表现的最为强烈,涡流也最明显。 那么边条拉出的涡流为什么能改善飞机的仰角性能呢?答案当然得从生活中去寻找。从日常生活中寻找出的答案,就能更好的帮助理解涡流的作用。  

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挥杆用力击打高尔夫球,奇怪的是几乎所有的球类都尽可能的要求表面光滑平整,为什么这个高尔夫球表面偏偏要整的坑坑洼洼。弄出这么一个怪胎来呢?   其实最早的高尔夫球也是表面光滑的,但人们经常用力挥杆击打球,这小球哪经得起铁棍的猛烈击打呢?所以打着打着,打到后来这球就被打的破破烂烂,表面坑坑洼洼。奇怪的是,人们发现,这表面破烂的旧球,要比光滑的新球飞的更远。而且差距非常大,有时候用同样的力气打球,旧球飞出的距离要比新球远一倍!!!!后来大家都喜欢带自己的旧球去参加各类比赛。但旧球是不可能每个都一样的,所以飞出去的距离有时候相差很大,给比赛带来极大的不公平,而大家都喜欢用旧球,不喜欢用新球。所以最后高尔夫球的规则就改变了,统一在球表面开许多小洞,使表面坑坑洼洼,这样球既飞的远,比赛也公平,皆大欢喜。 为什么高尔夫球在表面开这些小坑后球能飞的更远?关键当然在这些小坑上,球在高速飞行中,由于有这些小坑,表面不完整,产生一个个细小的扰流,这些扰流呈涡流的形式快速流到球的背后,刚好给后面的“真空区 ” 补充了大量的气流,这样后面的“真空区”就明显小的多,带来的吸力也就小的多。很显然,表面坑坑洼洼的球和光滑的球比起来,前者能产生更多的涡流。

【图文并茂】四代机基本知识 之 翱翔之翼

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高尔夫球表面的小坑带来的涡流,紧紧贴着高尔夫球的表面流向后方,明显使后面的尾流区域大大减小,这样球就能飞的更快更远。     所以我们把这几个思路整理起来; 1.        飞机失速是因为后面有个巨大的“真空区”。 2.        而涡流却能紧贴表面流向后方去填补这个“真空”,使后面的“真空”大大减小。 3.        机翼翼尖最容易产生涡流。   飞机仰头时,主翼面面积最大,最容易产生“真空区”。如果我们在飞机主翼前方再添上一条容易产生涡流的翼尖,那么飞机的大仰角性能就能大大的改善。事实上就是这样,这个额外的翼尖,就称之为边条。如果我们再把这翼尖跟主翼连在一起,那真是 very very very good 。这就叫翼身融合体。 机翼后掠角太大,其低速性能就较差。基于大后掠角细长机翼会产生脱体涡升力和小后掠机翼低速升力大的两方面考虑。中等后掠翼前面加大后掠细长边条的设计布局就出现了。第三代战斗机很多都带有边条的设计,这其中的典型代表就是大黄蜂。  

【图文并茂】四代机基本知识 之 翱翔之翼

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大黄蜂的机翼明显可以分为两部分,前面大后掠的边条翼跟后面小后掠的主翼。前面的边条翼使大黄蜂在作仰角机动时能拉出涡流,迅速的填充到机背后面,改善飞机的飞行性能。这是最新型的 F/A -18G 咆哮者电子大黄蜂。在上次演习中因中距离干掉了一架 F22 而一炮走红。令大家对它刮目相看。  

【图文并茂】四代机基本知识 之 翱翔之翼

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F16 拉出了明显的涡流。在它主翼前方也可以看到边条,而且和翼身融合在一起。
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 楼主| 发表于 2009-6-17 12:02 | 显示全部楼层
事实上,涡流还有一个作用。由于飞机会同时拉出两股涡流,这样在涡流后面,内侧的涡流是股下沉气流,刚好用来填补机背的“真空区”,专业术语叫给机背补充能量。而外侧的两股气流是上升流,《大雁南飞图》里,队伍后面的小雁就是借这上升流使自己也能进行长途飞行。对飞机而言,外侧的上升流刚好打到机翼上,给飞机增加了额外的升力。 采用翼身融合,边条翼跟机身和主翼融合在一起,不仅能增加飞机的仰角性能,还能增加飞机的隐身性能,所以老美的四代机都毫不犹豫的用上了边条。

【图文并茂】四代机基本知识 之 翱翔之翼

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F22 在作大仰角机动。 F22 的机身边线,可以很明显的分成三段,机头,进气口侧,和翼尖。尤其是机头和进气口侧的边条,在使劲的拉出涡流来填补到机背。飞机背后的“白烟”其实是背后的低压区空气液化形成的,在空气湿度高的时候,能看的很明显。       涡流产生的原因是有压力差,压力差越大,涡流越强悍,压力差越多,产生的涡流也就越多。这就好比同一辆卡车,高速行驶时后面产生的涡流要比低速行驶时来的强。而在相同速度下,一辆集装箱卡车后面的涡流要明显的比一辆小汽车的来的多。对飞机而言,压力差的强度是跟速度呈正比的,但多少却跟飞机的布局是紧密相关的。要想使飞机拉出的涡流最大化,边条就应该最大化,甚至整个的从头连贯到尾。所以 F22 的边条很明显的从机头连贯到机尾,这样的好处不仅大大改善了飞机的性能,而且也大大的利于隐身。既然边条的效果这么好,对我们的四代机而言,当然是毫不客气的也把边条从头连贯到尾。  

【图文并茂】四代机基本知识 之 翱翔之翼

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F22 在小仰角时,仅仅在主翼两侧有两股小的低气压区,机背部分都已经被涡流填补的差不多,已经处于正常气压状态下。飞机就不需花额外的能量去跟“真空区”作斗争,这样飞机能有更多的剩余能量去进行机动飞行。 垂尾       垂尾是保证飞机的侧向稳定性和操纵性的。对单垂尾而言,由于远离飞机的重心,设计时应该尽量的轻量化。单垂尾虽然简单,但硕大无比,受力也复杂。高大的垂尾,它的受力焦点也高高在上,飞行时有个下沉动作,需要水平尾翼进行配平,增加配平阻力,因此后来出现在机腹下安置腹鳍来分散压力。但腹鳍太小了,起不了作用,太大了,影响飞机的起飞。有些飞机索性在下面安装了一个可折叠的腹鳍。起降时折叠起来,不让它刮到地上,飞起来后,再打开,我们的歼 8II 就有这个可折叠腹鳍。  

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J8II 的腹鳍在飞行时打开,起飞和降落的时候折叠起来避免刮到地面。 有一片的,也有两片的,双片腹鳍的话还有个作用,就是飞机仰头时用来兜住气流,给机尾一个额外的力,不让飞机仰头过于敏感。前面的鹰狮大闹蟠桃园里,除了飞机自己的飞控软件有问题外,就是因为仰头太猛,使飞机一下子进入失速。  

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这架委内瑞拉的苏 30MK2 。从后面看能看到尾部下方的两片腹鳍。而且对重型战斗机来说,用双垂尾更好,双垂尾不会让每个垂尾受力过于猛烈。 对腹鳍来说,增加了空气摩擦阻力,而且也不利于隐身,所以四代机都不再用腹鳍了。 但是,但是,不管是单垂尾还是双垂尾,都存在一个严重的问题。就是大仰角时候,整个机背处于低压区,就是我上面说的比较夸张的“真空区”。由于处于真空区,尾翼接触不到空气,气动舵面失效,飞机就会“漂乎乎”,左右晃动。虽然腹鳍能兜住气流,起一定的稳定作用,但毕竟效果不够。    

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这是 F15 在正常飞行时的电脑模拟图。可以看到,在受空气接触摩擦的地方显示有不同的色温。机头,机翼前缘受空气的压力越大,摩擦越厉害,温度越高,有醒目的红色。而在驾驶舱后面等受力最小的地方,表示温度低,显示出蓝色。空气从机背流到垂尾根部。
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 楼主| 发表于 2009-6-17 12:07 | 显示全部楼层

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飞机在做仰角时,机头上翘,机尾下沉。机头,进气口处受力最厉害。而对于垂尾,气流的主力从垂尾的根部上移的垂尾尖部。红色区域已经处于垂尾翼尖位置  

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而仰角更大时,可以看到,整个垂尾都显示了蓝色。说明气流并没有流经垂尾。这时候,垂尾已经失效了,不对飞机起控制的作用。所以飞机会漂,严重的话飞机会进入螺旋。 对于如何解决,一种办法是安装推力矢量装置,而另一种办法就是把两个垂直的尾翼外倾,就成了 V 型垂尾。这样尾尖就能探出脑袋,外伸到机背后面的低压区外面,跟外面的空气接触,这样垂尾的控制舵面就又能发挥作用了。所以对于四代机而言,无论是竞标胜利或失败的,还是高低搭配的,清一色使用了 V 型垂尾。全都用来改善仰角性能,而且我在隐身的帖子里就说过,垂直的双垂尾会形成角反射,是个强反射源,而 V 型垂尾能有效的消除角反射。所以,四代机不用外倾的 V 型垂尾,天理难容。  

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先上来 JSF 计划中被淘汰的波音 X32 。这飞机用的是三角翼+外倾 V 型垂尾布局,可后来却在最后关头大改气动布局。计划前后不一致,是它落选的一个重要原因。  

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胜利获选的 F35 。外倾的垂尾很清晰,这飞机的工艺非常高,很多电子设备都内嵌在飞机全身的各个部位。    

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这个 YF - 23 也是外垂尾,而且还外倾的厉害。由于它没有平尾,它的这两个 V 垂尾既起横向控制的作用也兼顾纵向控制。对于我们的四代机,由于用的是鸭式布局,没有水平尾,所以这个 V 型垂尾也会像它一样外倾的厉害,在仰角机动时用来更好的控制。
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 楼主| 发表于 2009-6-17 12:11 | 显示全部楼层

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最后嘛,哈哈,还是用这张图来作为这帖的结束。仔细瞧好它那双硕大无比的 V 型垂尾咯。。。。   好了,这一帖就到此结束,欢迎大家继续关注美言,美言是你最温馨的伙伴,也欢迎大家多发帖,多多发帖,多多多发帖,多多多多发帖。。。。。。。。
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发表于 2009-6-17 12:12 | 显示全部楼层

再顶楼主 好帖子。。。。

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发表于 2009-6-17 12:31 | 显示全部楼层
倒,沙发没了,楼主真的全才,方方面面都说到了。厉害。。。。顶了
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发表于 2009-6-17 12:49 | 显示全部楼层
哈哈~
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发表于 2009-6-17 13:36 | 显示全部楼层
牛贴!!!  顶
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发表于 2009-6-17 13:57 | 显示全部楼层
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这个YF23也是外垂尾,而且还外倾的厉害。由于它没有平尾,它的这两个V垂尾既起横向控制的作用也兼顾纵向控制。对于我们的四代机,由于用的是鸭式布局,没有水平尾,所以这个V型垂尾也会像它一样外倾的厉害,在仰角机动时用来更好的控制。

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这个算泄了四代滴外形么?

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发表于 2009-6-17 14:02 | 显示全部楼层
强淫强帖、鸟人鸟贴。。。。。。坚决要顶强淫楼主滴强贴~!呵呵!
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