【简介:】一、鸭翼和三角翼的区别?鸭翼布局是三角翼布局的升级版。鸭翼:早期的鸭式布局飞起来像一只鸭子,“鸭式布局”由此得名,前移的前翼也由此而被称为“鸭翼”。 无水平尾翼,机翼前面
一、鸭翼和三角翼的区别?
鸭翼布局是三角翼布局的升级版。
鸭翼:早期的鸭式布局飞起来像一只鸭子,“鸭式布局”由此得名,前移的前翼也由此而被称为“鸭翼”。 无水平尾翼,机翼前面有水平小翼面的飞机。鸭式布局,是一种十分适合于超音速空战的气动布局。
三角翼:是飞机机翼平面形状的一种,由于其形状形似三角形而得名。三角翼飞机分为有平尾式和无平尾式两类。
二、常规三角翼和双三角翼有什么不同?
三角翼(delta-wing airplane) 机翼前缘后掠,后缘基本平直,半翼俯视平面形状为三角形的飞机。
机翼重量轻、刚度好,有利于收置起落架,安放燃油和其他设备。
三角翼超声速阻力小,从亚声速过渡到超声速时机翼压力中心向后移动量小,这对于舵面平衡能力比较差的飞机尤为重要,所以无尾飞机和鸭式飞机基本上都采用三角翼。
超声速飞机也常用三角翼的形式,但由于超声速三角翼飞机展弦比较小,亚声速飞行时的升阻比低,故亚声速巡航特性不好。
小展弦比的三角翼只有在大迎角下有足够升力系数,因飞机着陆前迎角不能很大,故其着陆性能较差。
理想后掠角的大小与飞机飞行速度有关系。
高速飞行时(如巡航),不需要大面积的翼面即可获得足够的升力,同时大的翼展会产生过多的阻力。
所以后掠角大些(机翼收敛些)比较好;反之,低速飞行时(如起飞降落),需要大面积的翼面才可获得足够的升力,同时大的翼展不会产生过多的阻力。
所以后掠角小些(机翼张开些)比较好。
双三角翼的翼型内侧比较收敛,外侧比较张开。
所以有内外侧两个后掠角(内大外小)。
它的机翼前沿不是直线而是有个转折的折线。
这样均衡了高速和低速时的要求,并且主要的阻力在尾部,使飞机飞行比较稳定。
如:美德X-31 VECTOR,瑞典Saab J35A“龙”,国产歼-7E 可变后掠角,就是指可以改变飞机翼型使后掠角依据飞行速度的要求变化达到最好的飞行效率。
图-160的机身由铝钛合金制成,机翼的可变后掠角为20-65度,这使得飞机既可在平流层以2倍音速的速度飞行(飞行员必须和宇航员一样着密封飞行服),又可贴地表超低速飞行。
中国J7MG三角翼与双三角翼型对比图
三、双三角翼是什么?
双三是两个三角形叠在一起的。双三角翼的翼型内侧比较收敛,外侧比较张开。所以有内外侧两个后掠角(内大外小)。它的机翼前沿不是直线而是有个转折的折线。这样均衡了高速和低速时的要求,并且主要的阻力在尾部,使飞机飞行比较稳定。
四、什么是双三角翼?
双三是两个三角形叠在一起的。双三角翼的翼型内侧比较收敛,外侧比较张开。所以有内外侧两个后掠角(内大外小)。它的机翼前沿不是直线而是有个转折的折线。这样均衡了高速和低速时的要求,并且主要的阻力在尾部,使飞机飞行比较稳定。
五、边条翼和鸭翼对比?
和边条翼相比,鸭翼对于飞机的增升能力更强,而且角度可以无级调整,非常灵活,并不像边条一样固定不动,需要通过机身迎角的变化来获取相对固定的气动收益,就这一点而言,鸭翼确实更强。
但是事情也有些特殊之处,鸭翼增升能力强,面积大,给飞机带来了巨大的升力,以及更好的机动性,但是负面情况也不少,比如更大升力带来更大的附加阻力,鸭翼和机翼距离越近,耦合作用越强烈,高速飞行阻力越大,经过长期的努力,法国人发现,在经典的鸭式布局中间加入边条,可以极大提高飞机的大迎角特性,而且带来的阻力也很小,最终1985年首飞的“阵风”ACX战斗机上没有边条,但是到了1990年后的“阵风”战斗机却都在机翼前面加了一个很小的边条,假如不仔细,几乎都看不到。
六、双三角翼的优缺点?
三角翼的优点就是适应超音速高速飞行,飞机在超越音速时候,机头的空气因为激波急剧压缩,形成音障,这一直是阻碍飞机超音速的主要原因,机头的激波无法避免,但是机翼可以,怎么办?
三角翼或者后掠翼来避免激波压缩空气,很多著名的高速飞机都是三角翼,比如F106等等,这一布局在冷战时期非常盛行,因为当时的飞机追求两高原则,高空高速,那时候你飞不到2马赫都不好意思见人,缺点也很明显,三角翼升力低,机动性大幅度下降。
七、阵风鸭翼作用?
鸭翼是飞机机身前端的一个重要部件,起到平衡飞机俯仰的作用。中国和世界上很多军迷极不喜欢鸭翼,而且世界上很多飞机也没有设计鸭翼,这到底都是为了什么呢?
目前,欧洲陈风战斗机或long-EZ超轻型飞机都设计有鸭翼,它起到2个作用,一是改善飞机的飞行控制,这一作用在战斗机上经常看到。二是提供升力,替代水平尾翼安定面的功能,理论上还可以降低阻力。 具体而言,鸭翼如何降低阻力呢,它通过减小飞机需要产生总升力降低阻力,但是,为此要付出代价,鸭翼会破坏机身平衡,降低失速复原能力。
大部分飞机使用水平尾翼安定面保持稳定,比如赛斯纳172飞机,机身重心如果在机翼之前,势必会产生下俯,但是,水平尾翼安定面可以看作是迷你机翼,产生向下的压力(机尾下压力),使机头上仰。 传统的垂直尾翼飞机,如果起飞重量907千克,那么发动机提供1020千克升力,尾部就需要113千克的向下的力,才能使飞机保持水平。
鸭翼本质上是将水平尾翼移向了机头部位,将机翼的升力中心点移到机身重心点后方。为了平稳机头下降的自然趋势,鸭翼产生向上的升力。图为萨博AJS-37“雷”战斗机。
如果long-EZ超轻型飞机的起飞重量是589千克,鸭翼提供113千克升力,机翼只需要提供476千克升力。赛斯纳172飞机需要提供1133千克的升力,那么1020千克升力来自机翼,尾部就需要113千克的向下的力,比飞机起飞重量多了226千克,才能使飞机保持水平。也就是说,long-EZ超轻型飞机起飞重量是多少,机翼提供的升力就是多少,因此鸭翼布局的空气动力学特征更加高效。
但是,事情又没这么简单,还要考虑稳定性和失速复原的问题。如果鸭翼就是这么简单实现了高效飞行,那么世界上所有飞机都该采用鸭翼设计了,但是,空气动力学从来就是不是简单的事,在失速控制方面非常复杂。
以赛斯纳172飞机为例,如果主翼失速发生在尾翼之前,驾驶时就要通过操纵让机头下俯。如果失速尾翼发生在机翼之前,飞机就自然地实现机头下俯。这2种情况都能做到失速复原。但是,如果飞机安装了鸭翼替代水平尾翼安定面,如果先发生主翼失速就非常麻烦,飞机重心将使机翼和尾翼下降,机头仰起。这时飞机就进入到严重失速状态,无法复原。
那么,如果解决这个问题呢,必须设计更大型的机翼,保证在鸭翼失速之前永远不接近临界迎角。但是,大型机翼增加了飞机全重和阻力,降低了设计效率。
在稳定性方面,鸭翼也容易造成飞机不稳定。简而言之,如果阵风短暂地增加了赛斯纳172飞机的迎角,飞机就有机头下降的趋势,回到它最初的姿态。在赛斯纳的图例中,增加迎角增加就是机翼的升力,但是实际上降低了尾翼的下压力,原因是它降低的尾翼的迎角。
但是,鸭翼能够使飞机进一步上仰,迎角的增加导致鸭翼和机翼都产生更大的升力,如果鸭翼的升力增加超过机翼的增幅,机头还会继续上仰。
为解决这个难题,设计师在鸭翼上采用大翼载荷设计,鸭翼上单位面积上产生的升力大力机翼产生的升力。大翼载荷相比于小翼载荷在迎角增加时产生较小的升力增加。但是,大翼载荷也有缺陷,它会产生更多的诱导阻力,设计师必须使用大纵横比的鸭翼,也就是又长又窄,这样尽管降低了阻力,但是增加了鸭翼的制造难度。
那么,有了鸭翼是不是就可以取消尾翼了呢?错,你还是需要一个垂直稳定翼,而且要位于重心后方。要么就增加机身长度解决,这样带来重量和阻力增加;要么采用后掠翼并在翼尖加垂直鳍,罗塔在Long-EZ飞机采用了这种设计,但是一样有缺陷(后掠翼降低低速飞行性能,又可以写一个文章了,在此不做研究)。
因此,我们可以看出,飞机设计包括战斗机设计没有完美。鸭翼在纸面上看挺好,但是它增加了设计的复杂性,罗塔在VeriEze和Long-EZ系列飞机上熟练掌握了这种设计,但是很多飞机的复杂性缺陷抹杀了鸭翼带来的收益。不过,世界上很多先进战斗机都采用鸭翼设计,比如欧洲台风战斗机和歼20,就都是和罗塔一样,熟练掌握鸭翼的是非曲直,能够做到完美地平衡鸭翼的优缺点,保证其良好的空气动力学性能(飞行性能)。
八、鸭翼涡流原理?
鸭翼设计,鸭翼增升的基本原理就是当气流经过鸭翼时会在主翼形成涡流,造成低压区,增大了上下翼面的压力差,从而提高升力。
1,平飞时
传统近距鸭翼安装位置高于主翼,鸭翼阻拦气流产生的低压区经过主翼上方,增加升力
歼20是通过上反鸭翼下反主翼实现
2,有迎角机动时,鸭翼产生涡流,加强主翼低压区,增加升力
九、什么是鸭翼?
鸭翼,又称前翼,是一种飞行器配置。
十、鸭翼的利弊?
鸭翼布局的优点
1.增加总体升力
在常规气动布局中,飞机的重心处于机翼之前,为了维持飞机的飞行状态,就需要在机翼产生的正升力的同时,需要平尾产生负的配平力将机头“压”起来,此时飞机的状态为机翼升力-平尾升力=飞机的重力,是损失了机翼的升力的。而采用鸭翼的飞机则与之不同,鸭式布局的重心位于机翼机翼和鸭翼之间,此时前置鸭翼与主机翼一样都可以为飞机提供正升力,以增加飞机的总体升力。
2.解决飞机重心后移带来的影响
鸭式布局的应用则解决了战机重心后移的问题,前置鸭翼位于飞机的重心之前,很容易得到一个较长的力臂,从解决了喷气式战机重心后移带来的影响。
3.提升大迎角升阻比
采用鸭式布局的飞机将导致较为复杂的耦合气动流场,包括上洗(外翼段)、下洗(内翼段)效应,涡流之间以及涡流和翼面之间的相互作用等复杂的流场结构,而其中鸭翼产生的上洗、下洗气流对机翼前缘的涡流溃散起到了延迟的作用,可以延缓飞机的失速迎角(可达30°以上,而普通常规气动布局飞机的失速迎角只有十几度),从而在一定程度上提升飞机在大迎角飞行时的升阻比。
4.提升飞机机动性
另外,采用鸭式布局设计还可以提升飞机的机动性和敏捷性,因为鸭翼布局的升力系数与操控效率较高,具有天生不稳定的特征,静不稳定的特性和为飞机带来机动性方面的改善,特别是在飞机进行大迎角机动飞行时,此时鸭式布局的优点相比于常规布局等的优势就会凸显出来。
三、鸭式布局的缺点
1.鸭式布局飞机设计难度较大
由于鸭翼产生的涡流对主机翼有着很多的相互影响,这些影响可以是好的也可以是坏的,而且不同距离、不同大小、不同高度、不同形状甚至不同材料的前置鸭翼对主机翼的影响都是不同的,一点小小的改动对飞机总体气动就会产生较大的影响,所以,想要设计出适合的鸭翼这就需要大量的实验和改动,这就在为鸭翼飞机的设计时,增加了不小的难度。
2.鸭式布局飞机操作难度较高
由于鸭翼产生的涡流会对主机翼产生上洗(外翼段)、下洗(内翼段)效应,下洗时会降低内侧主机翼的有效迎角,从而会减少升力的产生;而上洗涡流却会使得主机翼外侧迎角增加,使得上洗气流提前分离。而且鸭翼飞机在不同的飞行姿态中,鸭翼的脱体涡流在主翼面上的生成、发展、破裂和漂移对飞机的升力和纵横向的力矩特性影响较大,使得纵向力矩曲线出现极严重的非线性化变化;这样一来二去就使得飞机操作难度大幅度增加,而单靠飞行员很难进行操作。
3.鸭翼会影响飞机的隐身性
其实,鸭翼对飞机隐身性的影响与采用平尾设计的飞机是相差不大的,两者都是在平飞时对飞机的隐身效果没有太大的影响,只有在转动或者大迎角飞行时才会增加飞机的RCS(雷达反射截面)值,所以直接说鸭翼会影响飞机的隐身性是不对的,只是相比较无尾式飞机或者飞翼布局飞机的在隐身性方面略逊一筹而已。