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            淺析翼梢小翼氣動特性

            發布日期:2021-05-09??來源:北京棲云通航科技有限公司我要投稿我要評論
                在亞音速的空氣流場中,有迎角的機翼必定會產生升力。也會在機翼翼尖處,形成一定強度的漩渦后拖出。這條渦流、與機翼后緣拖出的無數條渦流相互誘導,最后紐結成集中渦流,拖至無窮遠處。這就是飛機機翼的誘導阻力。


            以往的飛機采用平直機翼,機翼的下表面氣流由于高壓而會流向上表面,在翼尖產生較大的旋渦,檔飛機飛行速度增加,旋渦的強度也會隨之增加。這種旋渦的能量很大,但是對于飛機的升力和推力都沒有任何幫助,反而會增加飛機的阻力和燃油消耗。


            在飛行過程中,每增加1%的阻力都會讓飛機燒掉不少沒有必要花費的錢,因此人們開始研究解決這個渦流的問題。早期的翼梢概念是由19世紀初一位英國空氣動力學家構想的,但是真正將其與飛機聯系在一起則是NASA(美國國家航空航天局)的Richard Whitcomb博士。在上世紀70年代末期,NASA在一家KC-135飛機上安裝了翼梢小翼進行試驗,得到的結果是最大飛行高度增加了3.4%,升力系數增大了4.88%,巡航狀態升阻比提高了7.8%,航程增加了7.5%。這充分說明了翼梢小翼的設計是有價值的。




            首先,翼梢小翼有翼尖端板的作用。翼梢小翼可以阻擋機翼下表面氣流向上的繞流,同時,減小了升力損失和誘導阻力。

            其次,翼梢小翼還可以耗散翼尖渦流。因為翼梢小翼和機翼流場相似,而交匯處氣流流向相反。所從,兩股渦流會互相纏繞、干擾,最后分散成若干渦流。這樣不但可從減小誘導阻力,也可以減小對尾隨飛機的危害。


             

            并且,翼梢小翼可以增加升力、和向前推力。上翼梢小翼可以利用機翼翼尖的畸變流場,產生向內的側向力。該力可以分解為上升力、和前向推力兩項。雖然都微乎其微。

            最后,翼梢小翼可以推遲機翼表面上的氣流分離,提高失速迎角。當上機翼表面的空氣到達負壓峰、又恢復壓力時,會導致氣流分離,使飛機失速。只要翼梢小翼位置合適,就可使機翼翼尖的壓力變化不再尖而陡。使氣流分離減少,提高失速性能。



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