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双发单垂尾鸭翼 单发双垂尾战斗机有哪些

作者:admin 发布时间: 2023-07-22 19:45:48

简介:】一、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

一、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)。

二、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

三、什么是鸭翼?

鸭翼,又称前翼,是一种飞行器配置。

四、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。

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、鸭翼和后掠翼的区别?

鸭翼

鸭式布局:座舱两侧有两个较小的三角(后掠)翼,后边是一个大的三角翼。比如中国的歼10、歼20、欧洲EF2000都采用鸭式布局,是一种十分适合于超音速空战的气动布局。

早在二战前,前苏联已经发现如果将水平尾翼移到主翼之前的机头两侧,就可以用较小的翼面来达到同样的操纵效能,而且前翼和机翼可以同时产生升力,而不像水平尾翼那样,平衡俯仰力矩多数情况下会产生负升力。

早期的鸭式布局飞起来像一只鸭子,“鸭式布局”由此得名。采用鸭式布局的飞机的前翼称为“鸭翼”。战机的鸭翼有两种,一种是不能操纵的,其功能是当飞机处在大迎角状态时加强机翼的前缘涡流,改善飞机大迎角状态的性能,也有利于飞机的短矩起降。

真正有可操纵鸭翼的战机目前有中国的歼10 、欧洲的EF-2000、法国的“阵风”和瑞典的JAS-39等。这些飞机的鸭翼除了用以产生涡流外,还用于改善跨音速过程中安定性骤降的问题,同时也可减少配平阻力、有利于超音速空战。在降落时,鸭翼还可偏转一个很大的负角,起减速板的作用。

后掠翼

机翼各剖面沿展向后移的机翼称为后族翼,这种机翼的外形特点是,其前缘和后缘均向后掠。机翼后掠的程度用后掠角的大小来表示。

与平直机翼相比,后掠翼的气动特点是可增大机翼的临界马赫数,并减小超音速飞行时的阻力。飞机在飞行中,当垂直于机翼前缘的气流流速接近音速时,机翼上表面局部地区的气流受凸起的翼面的影响,其速度将会超过音速,出现局部激波,从而使飞行阻力急剧增加。

后掠翼由于可使垂直于机翼前缘的气流速度分量低于飞行速度,因而与平直机翼相比,只有在更高的飞行速度情况下才会出现激波( 即提高了临界马赫数),从而推迟了机翼面上激波的产生,即使出现激波,也有助于减弱激波强度,降低飞行阻力。后掠角的缺点是扭转刚度差、升力线斜率较低、气流容易从翼梢处分离、亚音速飞行时诱导阻力较大等。

七、波音公司的双发单通道客机?

波音737是双发单通道客机,它包括14个型号,最新型号波音737MAX。波音737是和空客A320系列并列最畅销的双发单通道客机。波音737主要针对中短程航线的需要,自1967年起已生产超过10000架,由于设计相对陈旧,波音考虑设计新的机型取代它。

八、羽毛接发单束和双束区别?

区别在于接发的数量和效果。单束羽毛接发是将一根羽毛通过热水疏松后,和自己的头发配对扎绑,一束只能扎一个位置,效果会比较自然。而双束羽毛接发是将两根羽毛通过热水疏松后,和自己的头发配对扎绑,一束可以扎两个位置,看起来比较丰盈。从价格角度来看,双束羽毛接发比单束羽毛接发要贵一些。

九、螺旋桨双发单发的区别?

螺旋桨飞机机型大部分都是小型通航机型,它们的特点是机型小、飞行速度慢、巡航高度低,从飞机用途看,多用于农林业的农化、航空护林等飞行……,以螺旋桨飞机构型区别,有双发、单发机型,双发安装在机身两侧飞机大翼上(如运12飞机),从安全性更高,而单发安装在飞机头部(如运5飞机)。单发螺旋桨型噪音大,安全上不如双发。

十、什么叫鸭翼布局?

鸭翼布局多指飞机机翼的布局,我国歼20就是鸭翼布局,主翼在后,鸭翼在前。

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