無弧度機翼

無弧度機翼

無弧度機翼(slab wing)即指機翼表面無弧度的機翼,也叫做平板機翼。平板機翼在飛行的時候可以不考慮升力中心,它通過升降舵略微抬起,使飛機略微抬頭,從而使機翼產生一個迎角,飛機在前進的時候,氣流通過機翼就可以產生一個垂直於翼面的向上的作用力,從而使飛機飛行。

基本信息

無弧度機翼的飛機平衡

圖1 圖1

對於無弧度(平板)機翼的固定翼飛機,雖然機翼不產生升力,但是飛行仍然是以平衡為核心的。

在飛行中,力矩不平衡就會產生旋轉。如果左右機翼不平衡就會以飛機滾轉軸為軸發生滾轉,這個平衡稱為橫側平衡;如果以俯仰軸為軸,飛機抬頭或低頭,這個平衡稱為俯仰平衡;如果以偏航軸為軸,飛機左轉或右轉,這個平衡稱為方向平衡。通過舵面的變化就可以維持平衡或者打破平衡。

平板機翼在飛行的時候可以不考慮升力中心,它通過升降舵略微抬起,使飛機略微抬頭,從而使機翼產生一個迎角,飛機在前進的時候,氣流通過機翼就可以產生一個垂直於翼面的向上的作用力,從而使飛機飛行。

平板翼型超聲速升阻力的產生

圖2 圖2

當超聲速氣流以正迎角流過平板(圖1),在上表面前緣,超聲速氣流繞外凸角流動,產生膨脹波。氣流經過膨脹波後,以較大的速度沿平板上表面等速向後流去。在下表面前緣,氣流相當於流過內凹角的壁面,方向內折,產生斜激波。氣流經過斜激波後,以較小的速度沿平板下表面等速向後流去。流至後緣,情況正好相反,上表面產生後緣斜激波;下表面產生後緣膨脹波。氣流流過斜激波和膨脹波後,以同一方向同一速度流離平板。

氣流經過平板上表面前緣的膨脹波,膨脹加速,壓力降低,產生吸力。氣流經過下表面前緣的斜激波,壓縮減速,壓力增大,產生正壓力。由於氣流等速流過平板上下表面,所以,吸力和正壓力沿平板保持等值,如圖2所示。可見,平板的總空氣動力(R)作用在平板弦線的中點,並與平板保持垂直。即X=0.5。R沿垂直來流方向的分力,為升力(Y);沿平行來流方向的分力,為阻力(X)。因為這種阻力是由於超聲速氣流流過平板時,出現膨脹波和激波而產生的,故稱為超聲速飛行時的激波阻力,簡稱波阻。

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