標籤:

有些飛機的機翼並不是平展的,而是在靠近翼尖的地方向上折起,這是做什麼用的?


我們知道,飛機能夠飛起來,是因為氣體在相對飛機機翼運動的時候會在機翼的上下表面之間產生一個「壓力差」——機翼下面的壓力更大,所以自然就產生一個升力。

但是我們同時也知道,只有有壓力差,氣體就會產生相對的運動,從壓力高的地方流動到壓力低的地方去,所以在飛機機翼的邊緣位置,氣體會從機翼下表面向機翼上表面不斷運動【因為機翼下的壓力更大一些】,然後在飛機的後方留下來一道氣流的漩渦【如下圖所示】。

如果發生這樣的現象,那麼就會造成飛機周圍氣體流動的改變,最終造成一定的阻力——雖然說一般人很難理解為什麼翅膀上產生漩渦會造成飛機前進的阻力,但是從能量的角度說,飛機引起周圍的氣流發生更多的運動,自然要消耗飛機更多的能量,這樣就能夠理解為什麼設計人員不希望飛機飛行的時候出現這樣的漩渦了——這個漩渦的學名就叫做「翼尖渦流」。

有人想:這樣的氣流才有多少能量呀?飛機那麼大,還怕這麼點兒氣流流動嗎?我們以前上課的時候,老師說大飛機起飛的時候如果哪個小飛機不開眼到大飛機的旁邊,很有可能被這樣氣流直接拍翻。所以你就知道這股產生的氣流該有多大的能量了。

而為了防止這樣的現象發生,設計人員就想了一個非常巧妙地方法:我用個板子把機翼上下隔開來、防止氣體從機翼下表面流動到機翼上表面不就行了嗎?這就是為什麼飛機機翼的尖端位置有個翹起來的部分。

具體的原理可以看下圖。簡單來說,就是裝了這個「小板子」【學名叫做翼梢小翼】的飛機飛起來阻力更小、更省油。

最後,放幾張帶有翼梢小翼的飛機圖。


圖註:空中客車A320、310及380的翼尖小翼

靠近翼尖向上折起的部分叫做翼尖小翼或翼梢小翼。它的作用是提高飛機機翼的效率,改善飛機的操控特性。

我們都知道,飛機的機翼主要是用來產生升力的,而空氣流經機翼上、下表面時就會形成壓力差,從而產生升力把飛機舉起來。而產生的壓力差有時也會出現副作用。因為機翼下表面的壓力大,上表面的壓力小,因此在翼尖的地方就會出現一些下表面壓力大的氣流向上表面壓力小的區域流動的現象,從而在翼尖形成渦流(也就是翼尖渦),於是這就好比汽車的尾部會捲起塵土一樣,增大了飛機的阻力。這種阻力就是我們所說的誘導阻力。

有了翼尖折起的小翼之後,情況就有很大不同。機翼下表面的氣流依然向上表面流動,但由於翼尖小翼擋住了渦流,降低因翼尖渦造成的升力誘導阻力,減少繞流對升力的破壞,提高升阻比,增加升力的同時也降低了飛機的油耗,所以在翼尖安裝上一對翼尖小翼,是一種消除機翼渦流的相當簡單而且有效的新措施,並且已被航空界所重視。近些年因為國際油價的抬升,有些並無翼尖小翼的飛機都被要求加裝翼尖小翼。如波音727,波音757和波音767等機型,都是事後才加上去的。

不過,機翼端部安裝翼尖小翼技術複雜,也會增加飛機的結構重量。當飛機航時為兩個小時以下時反而會增加耗油量,飛機進行兩個小時以上航時的飛行時,翼尖小翼降低飛機油耗的優勢才能體現出來。

除了飛機外,現今很多賽車也在後擾流器兩端裝上翼尖小翼。


推薦閱讀:

黑飛無人機,有一個算一個,都別說自己無辜
一個未經培訓的人能夠在緊急情況下操縱飛機嗎?
飛機可以一直加速嗎?加速到什麼程度我們的身體會受不了?
飛機怎麼剎車?
世界最冷的機場如何保證飛機的起降?

TAG:航空 |