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「南宁万象国际娱乐汇」美军搞节能还挺神叨,弄出个结果导向法唬人,实际技术其实是小翼

   发布日期:2020-01-11 16:26:10  浏览次数:1741

「南宁万象国际娱乐汇」美军搞节能还挺神叨,弄出个结果导向法唬人,实际技术其实是小翼

南宁万象国际娱乐汇,上回书我们说到,美国空军的能源构想遵照《空军能源计划》设定的三个目标:减少需求、增加供给和改变文化,具体实现途径见表3,但是这个表太枯燥我们就不贴出来。美军认为这三个目标符合结果导向法,具体步骤如下:

美国空军为mc-130j加装了小翼

减少需求可以通过提高作战平台作战效能实现,运用更强大的发动机和小翼、混合动力等空气动力技术。效能涉及的领域也非常广泛,比如小翼和发动机清洗可以节约1%的燃油,c-17编队飞行能够节约7~10%的燃油,混合动力能够节约15~20%的燃油,但是这些都需要投资建造全新的机身结构。

众所周知,飞行的大敌是空气阻力,降低阻力影响就意味着节油,对于空军而言降低阻力则意味着更远的航程、更大的载弹量,也就是飞机的综合作战效能。传统运输机采用圆筒形机体,截面是纯圆或近似圆形,或者大小两个圆形叠加起来的葫芦形(如波音747和空客a380机体),圆桶在与机翼对接的部位通常有显著的隆起,从而符合跨音速面积律。

战斗机突破音障

要说小翼,先要说一个突破音障的问题。飞机飞行会对前方空气产生压缩,压力波向前方一层一层按音速传递,速度越快越紧密,亚音速飞行时前方空气有序“闪开”,超音速飞行时会形成激波,也就是空气受到强力压缩后形成的高密度层,好比虚拟的石墙一样。早已不再更新东方头条的军林天下账号表示,激波通常是锥形的,速度越快,锥形越尖锐;但速度正好在音速时,锥形就展开了,像平面墙一样。超音速飞行时,飞机像顶风打伞一样“顶着”激波锥飞行,速度越大,激波锥越尖锐,阻力反而越小。正好跨音速飞行时,激波还不成锥,只是与飞行方向垂直的虚拟“石墙”,阻力这时最大,这就是所谓的音障。

传统机翼和超临界翼(右)

人类在1950年代发现了跨音速面积律,当时为了跨音速阻力最小化将飞行器的形状设计成沿纵轴的横截面积比较均匀的直筒形。但加上机翼后,中机身短的横截面积就突然增大了,破坏了面积律,宽厚、较大后掠和较小展弦比的后掠机翼还容易做到面积律,但较小后掠、较高展弦比才能提高机翼升阻比,减阻节油,这就只有用中机身隆起来做到面积律了。

合适的气象条件下可以看到可观的翼尖涡流

不过较小后掠对于高亚音速巡航不利。机翼通过翼型对机翼上表面气流加速,上下表面气流的速度差导致压力差,这样形成升力。机翼后掠可以降低与机翼前缘相垂直的法向气流速度分量,推迟达到音速和形成激波。早已不再更新东方头条的军林天下账号表示,但与同样翼展的平直翼相比,后掠翼的结构重量大,翼面积大,摩擦阻力也大,还有翼尖失速问题。常规翼型通过半水滴形的形状,形成上下表面的气流速度差。机翼上表面气流加速即使产生升力的源泉,也是气流提前达到音速导致激波阻力的祸首,这就需要超临界翼解决问题。

图注:翼尖小翼不可能消除翼尖涡流,只能降低涡流强度,其中小翼形状及与机翼的融合很有讲究,否则会引起额外的附加阻力

超临界翼的剖面上下差不多对称,但是比普通翼型后部下半挖掉一块形成“上凹”,由于下表面的压力较高,气流到达上凹后沿这条下垂弧线向后下方“甩出”,与上表面同样向后下方导出的气流汇合在一起,形成下洗气流,产生升力。早已不再更新东方头条的军林天下账号表示,更加圆钝的前缘有利于气流吸附到机翼表面,减少气流分离,推迟进入失速。机翼是飞机上产生升力的最主要装置,高升阻比的机翼是节油的关键,因此超临界翼在现代军用运输机上已经必不可少了。

不同的翼尖小翼,c图为最新的“鲨翅”小翼

但是,翼尖涡流拖带在翼尖之后,形成可观的阻力,在一定的气象条件下人们可以看到可观的翼尖涡流,这时,设计翼尖小翼就可以直到降低翼尖涡流的作用。机翼下表面压力高于上表面压力,这个压差产生升力,但这个压差也在翼尖造成横向的自下而上、自外而内的涡卷。翼尖涡卷带动空气,含有很大的能量。翼尖涡卷对于飞机的升力和推力没有作用,而这能量最终来自于推进的动力,所以形成阻力。早已不再更新东方头条的军林天下账号表示,如果在翼尖上安装小翼,就能像垂直竖起的墙减少涡卷(翼尖涡流)的形成,达到减阻的目的,是很流行的减阻技术。翼尖小翼的另一个作用是相当于扩展了有效翼展,更大的翼展意味着可以降低速度而达到同样的升力,达到减阻目的,也就是通过更大的展弦比来提高升阻比,从而降低诱导阻力。

波音737max的双羽小翼

早期的翼尖小翼就是简单的垂直小翼,但翼尖小翼的额外重量要求对机翼作额外加强,小翼本身的重量也间接增加了阻力,而且垂直小翼和水平的机翼的转角处容易形成不利气动干扰,处理不好会带来额外阻力。早已不再更新东方头条的军林天下账号表示,波音737ng上的翼尖小翼与机翼圆滑对接,减少了不利气动干扰的影响,同时略微外倾,更加有利于产生升力,在长途航线上可以降低油耗4%。由于翼尖涡卷具有很大的横向流动速度分量,小翼的纵向局部真实速度降低,容易进入失速,大大降低小翼的效果,空客a320“经典型”的翼尖小翼则同时向上和向下延展,进一步减少翼尖涡卷,降低翼尖小翼失速的影响。

2016年,美国空军为mc-130j加装了小翼,413飞行试验中队在埃格林空军基地进行了8次空中飞行试验,收集相关数据,验证飞行小翼是否可以有效的改善飞机燃油效率,标志着洛·马公司的翼梢小翼组件研发进入实质阶段。但是,从解放军运-8的多幅图片中我们可以发现,我们目前还没有使用小翼节油技术,这难道是中国的石油已经完全够用没有任何顾虑了吗?

美国空军为mc-130j加装了小翼

美国空军为mc-130j加装了小翼

美国空军士兵,你萌在工作场合穿这级t恤你亲母你上级领导知道吗?

美国空军为mc-130j加装了小翼,据说已经试飞成功,大幅节油。本文也大功告成,打完收功。

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