nba直播动画精妙绝伦的飞机襟翼如何发挥作用?

日期:2021-08-30 21:19

  讲襟翼之前,有必要和大家聊聊飞机的历史。莱特兄弟发明第一架飞机是在1903年,这家飞机在空中试飞了四次,最长的一次也仅仅只有一分钟,即便如此,这一名场面也足以载入史册。第一个襟翼设计是在1908年。也就是说,在这五年的时间内,是没有襟翼这个东西的。为什么会出现襟翼?襟翼又是不是飞机设计的必需品?

  飞机终归是一个交通工具,能拉更多的人、飞更快的速度是它亘古不变的追求。从某种程度上看,襟翼的出现是飞机发展进程中必然的结果。

  现在,我们来思考一个问题。怎么增加升力?换言之,如何设计襟翼?第一个思路,改变翼型弯度,使上下表面形成气流速度差;第二个思路,根据升力公式,增加机翼面积。

  形成速度差有一个最简单的办法,形成路程差,也就是掰弯机翼。1908年,法曼提出了人类历史上第一个襟翼设计,将机翼后缘设计成可绕轴转动的小翼面,达到让机翼掰弯的效果。谈起这段历史时,很多人会认为,落后的材料科学是这种设计的无奈之选。事实上,莱特兄弟发明飞机之后,注册了他们可以想到的所有专利,这种后缘转动的小翼面巧妙地攻破了专利壁垒。

  1919年,德国飞行员拉赫曼在医院养伤,忽然想到,如果可以在襟翼前缘设计出一个缝隙,流向上缘的气流会形成更大的压力差,开缝式的设计使升力增加了60%以上。拉赫曼获得了它的专利,但却无法说出其中的原理。实际上,气流与人是一样的,当路程逐渐变长时,有些气流就开始选择走弯路,从而,无法为飞机增加升力。如果,可以增加流向上表面的气流,“督促”作用就可以促使部分气流重新回到正轨。

  为什么早期的飞机设计师一直执着于增加速度差,而不是机翼面积。从前面的升力公式中,你会发现,这个公式同样也适用于阻力。所以,机翼面积的增加是不利于高空巡航的,即便可以设计出一个可变形的机翼,又会增加机翼厚度。

  在人类的思维里,机翼厚度的增加是不利于飞行的。因为,印象中,再胖的鸟也有一对纤细的翅膀。直到1917年,科学家们才证实了较厚机翼的优越性,自认为早已征服天空的我们,实际上,依然活在自然的窥视之中。

  1924年,里程碑来了——富勒襟翼。工作时,襟翼一边向后退,一边向下偏转,后退偏转的同时,收敛式的缝隙使加速气流吹向上翼面。这是襟翼历史上,第一次同时使用了增加机翼面积、增加弯度、控制附面层三大原理的设计,增升能力迎来了质的飞跃。

  事实证明,单缝隙是可行的,那么两缝隙的效果会更好,以此类推。时至今日,100年过去了,多缝隙的富勒襟翼依旧随处可见,影响力可见一斑。有趣的是,设计师富勒曾说道,虽然鸟类可以随时控制翅膀的弯曲度,但人类的智慧,可以长出另一对翅膀。(整理:赵清建)