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理解弓角是理解飞机如何产生升力以及何时会失速的关键。我们从一个典型机翼的横截面来看,如果把它从前往后对半切开,会看到一条中线叫做中弧线。在这条线上,机翼上下的厚度是相等的, 中弧线最前端是机翼的前缘,最后端是后缘。连接这两点的直线就是弦线。当飞机飞行时,他会推开空气中的粒子,这些粒子流过的轨迹代表了空气与飞机之间的相对运动,我们称之为相对气流,他的方向与飞机的飞行路径正好相反。 而弓角就是机翼的弦线与这股相对气流之间的夹角,这个角度会随着飞机姿态的变化而变化。 比如在平飞时,飞机抬头或低头,弓脚就会改变,但在稳定爬升时,情况有所不同。此时相对气流不再水平,而是与飞机向上的飞行路径方向一致。即使机头抬得更高,弓脚也可能和水平飞行时一样。 同样,在下滑过程中,相对气流的方向与飞机向下的飞行路径一致,弓角同样可以保持不变。所以,弓角的核心在于弦线与相对气流的方向关系,而不仅仅是机头的高低。理解这一点,就掌握了分析飞机升力与失速状态的基础。

你有没有发现一个细节,几乎坐过的每一架客机,机翼尖端都会往上翘起,看起来像是随手折了一下。飞机机翼尖端为啥非要翘起来?难道只是为了好看吗?其实飞机在天上飞的时候,一直在默默的和空气较劲, 机翼下面的空气压力大,机翼上面的空气压力小,所以飞机才能被拖起来。问题主要出现在机翼最尖端,气流跑在这里,上面的空气想往下钻,下面的空气又拼命往上跑。 两股气流一拧,就会在翼间形成一股打转的乱流,也叫翼间涡流。这股乱流不会把飞机拽下来,但会让飞机额外消耗很多燃油。 就像你骑自行车,本来直线前进,结果有人一直在你后面拉着衣服,你还是能骑,但会明显更累。飞机飞行时遇到的正是这种被拖出的感觉。工程师想了一个很简单的办法,在最容易漏气的地方,也就是在气流上下窜动的一间区域给他挡一下, 机翼尖端就被设计成向上翘起,也就是我们看到的翼尖小翼。它的核心作用是为了不让气流在翼尖乱窜,把空气引导走,不是挡死,而是让机翼的升力损失变小。 简单说,就是让飞机既省油又高效,还能更环保、更平稳。一九七六年,美国著名空气动力学家理查德惠特科姆从鸟类飞行中获得灵感,鸟类会通过平滑上翘的姿态弯曲翅尖羽毛来减少涡流,提升飞行效率。 由此,他设计出上翘角度约五度的翼尖小翼。根据空客播音公开的测试数据,翼尖小翼能让飞机巡航阶段的整体阻力降低百分之三至百分之五,别小看这几个百分点, 一架空客 a 三二零一次中长航程要消耗大约二点五至三吨燃油,一年飞三千个小时的话,单靠翼尖小翼就能省下上百吨燃油。 航空燃油的成本按吨计算,这也是很多老飞机后期加装一间小翼的原因,无关颜值,只为实实在在省钱。 当然,也并非所有飞机的一间都会翘起,大多数民航客机都有一间小翼,但对于一些短航线的飞机来说,短航线飞行时间短,燃油节省效果有限。一间小翼的重量带来的成本 较远大于节省的燃油消耗。还有一些战斗机的主要需求是高机动性,并非燃油效率增加翼尖小翼反而会影响飞机本身性能。 你可能还会注意到,有的飞机翼尖翘的高,有的像鲨鱼旗,有的甚至是弯曲的。波音和空客作为全球两大航空制造巨头,在翼尖小翼的设计上各有特色,如波音设计的端板式小翼、融合式小翼等。空客飞机设计的鲨鱼旗小翼、 环形小翼等。说到底,不同机型速度、重量、需要的导流方式不一样,但目的只有一个,让飞机飞的更轻松。 下次你再坐飞机,如果刚好靠窗,可以注意看一眼机翼最尖的地方,那一小节翘起来的设计不是为了好看,而是为了让这架飞机在一万米高空每一秒都少费一点力。


地勤正在为战机挂在导弹一个标准的战备流程,他们的目标是展示这架重型舰载机的全部实力,但他们并不知道,自己即将见证的不只是一场飞行表演,而是一个关键设计。 如何让这头三十三吨的钢铁猛兽补上整个航母战斗群的最后短板。他叫歼十五 t, 此刻他的表演从变形开始。 折叠的机翼正在展开,这是一个为适应航母甲板有限空间而生的复杂设计,整个结构通过一个主销、两个黄色承重机构和一个支撑机构连接,它必须在保证机翼强度的同时 无缝连接内部精密的电传系统,即便挂载着导弹,机翼也能一同折叠,省去了部署时重新挂弹的繁琐步骤。两分半钟后,机翼完全展开,蓄势待发。地勤人员开始为他装载獠牙。他手持遥控器,操控一辆无人挂弹车精准驶入战机下方。 车上搭载的是霹雳十二中距空空导弹,这是一种具备超视距发射后不管能力的致命武器, 一旦被他的主动雷达导引头锁定目标将难以逃脱。地勤再次操控遥控器将导弹缓缓举起,他为弹体安装翼面中部的三角形翼面提供升力与姿态控制,尾部的梯形翼面负责机动转向。整个安装过程如同组装精密积木,冷静而高效。 导弹随后被精准对准发射,挂架卡入到位。歼十五 t 是 一头重型猛兽,它的最大起飞重量达到三十三吨,最大载弹量八点五吨,超过了美制 f 三五 c 的 六点八吨。在弹射起飞模式下,它能携带十五吨的燃油和武器, 拳击十二个挂点可以混合挂在空空导弹与反舰导弹任务,弹性极高。而它真正的进化在于对电磁弹射系统的完美兼容,这一点 连久经沙场的美制 f a r 八都无法做到。秘密藏在它的前起落架上。高高翘起的牵引杆用于连接弹射器滑块后方粗壮的斜撑杆 与主起落架形成稳固的三角形结构。它必须承受电磁弹射器在二点三秒内将三十三吨的肌体从静止加速到时速两百四十公里的恐怖冲击力。现在,表演正式开始。歼十五 t 离开跑道, 他贴着地面加速冲刺,随即拉起飞离观众席。他即将展示的是极致的操控性能,他驾驶战机以一个小半径转弯进场,起落架完全放下姿态,仿佛即将降落。此刻机体满载导弹,重量巨大,但在飞行员的操控下,飞机快速下降高度, 尾部舵面微调,精准对准跑道中线。就在距离地面仅有数十米时,他突然猛的拉起操纵杆,发动机怒吼,飞机以大仰角姿态重新爬升,起落架同步快速收回。这是一个标准的触舰负飞动作, 模拟在航母降落时尾钩未能挂住阻拦索的紧急情况。他考验的不仅是战机强大的动力涌余,更是飞行员在毫秒间做出决断的心理素质。 紧接着,他驾驶歼十五 t 一个大角度转弯飞跃观众席,他将机腹完全展示出来,挂载的导弹清晰可见,这既是致意,也是一种力量展示。随后,三机编队出现, 领头的歼十五 t 机尾拖着一根加油软管,他正在展示强大的伙伴加油能力。作为空中加油机时,他最多可携带近十吨燃油。其配备的伙伴加油吊舱每分钟可以输送两千三百升燃油, 折合约一点八吨,几分钟内就能为僚机补充作战所需的航程。突然,编队解散,他驾驶单机飞跃观众席上空,随即一个左向急转,下一秒,机头指向天空,开始剧烈的垂直爬升。这不是普通的爬升,而是对发动机极限推力的炫耀。 两台最新改进型的涡扇发动机喷出漂亮的蓝色等离子火焰,单台推力十四点五吨,两台总计二十九吨, 推重比超过了美国的超级大黄蜂。这种极致性能的背后,是材料学的突破。歼十五 t 的 基体框架采用了三 d 打印钛合金技术,这使其疲劳寿命达到了六千小时, 是其原型苏三三的两倍。可承受的弹射起飞次数也达到了近一千五百次。它在关键指标上已经无限接近美国现役的超级大黄蜂与 f 三五 c。 从复杂的折叠机翼,到强悍的弹射起落架,再到澎湃的动力核心, 这头来自东方的钢铁猛兽,用冷静而残酷的性能数据宣告了一个事实,一个顶级航母战斗群的关键拼图已经完成。

客机在降落时,机翼上的这些板子就会翘起来,感觉上是在给飞机增加迎风面积,用来刹车制动。但问题是这些板子看着面积也不大,增加这么点迎风面积真的管用吗?或者他们还有什么其他用途?今天我们就聊聊飞机上的这个板子。 机翼上翘起的板子是飞机的扰流板,又称减速板,是一个为飞机降高降速的设备。扰流板分为飞行扰流板和地面扰流板。飞行扰流板能让飞机在飞行过程中减速,而地面扰流板则在着陆过程中帮助飞机刹车制动。 那么扰流板是如何做到让飞机减速刹车的呢?答案是通过破坏机翼产生的生理, 他们弹起时会减缓机翼上方的空气流速,机翼上下表面的压力差减小,机翼获得的升力也随之降低。当飞机需要快速下高时,机长会尝试增加速度。


以基翼的横截面为例,当你将基翼上下精确的切成两半,这条线叫中弧线,中弧线开始的点被称为基翼的前缘,另一端称为后缘,这两个点的连线叫做弦线。在飞行中,飞机穿过大气中的空气颗粒,这些颗粒形成了相对气流, 它的方向与飞机飞行的路径方向相反。菱角是弦线与相对气流之间的夹角。如果飞机在平飞中俯仰上升或下降,菱角会发生变化。然而,在稳定爬升和下降时, 相对气流不再是水平的,而是呈现出与飞机飞行路径一致的方向。菱角可能与平飞是相同,保持不变。

每天都有上百架飞机从头顶的高空飞过,你可曾思考过飞机的飞行原理是什么?一架数百吨重的金属机器是如何挣脱地球引力,优雅的翱翔于天空的?它的核心原理并非对抗重力,而是巧妙的驾驭空气的力量。 想像飞机在空中匀速平飞,它同时受到四种力的作用,达成精妙的平衡。生力向上,由机翼产生对抗重力。重力向下源于地球引力,推力向前,由发动机产生对抗阻力。阻力向后,空气阻碍飞机前进的力。 飞机的一切操纵,本质上就是在打破并重建这四种力之间的平衡。机翼如何靠空气上升,这是最核心的部分。升力的产生主要基于两个相互关联的物理原理。机翼的横截面叫做异形, 它的典型特征是上表面弯曲,弧线更长,而下表面相对平坦。当这样的形状在空气中运动时,奇迹发生了。薄努力原理与气流加速 空气流经激蚀时会被拆分,上表面路径长,气流必须加速通过,才能与下表面的气流同时到达。一、后源。根据薄努力原理,流体速度越快,其压墙越小。结果激上表面的空气流速快,压墙低。下表面的空气流速相对慢,压墙高, 这个下表面与上表面之间的压力差,就产生了强大的向上的总压力,这就是生理的主要来源。与此同时,激的迎角也起着关键作用, 机翼会将迎面而来的气流向下偏转。根据牛顿第三定律,作用力与反作用力。机翼给气流一个向下的力,气流就给机一个向上的反作用力, 这构成了升力的另一部分。有了升力,还需要动力来产生前进的速度,让空气持续流过机翼。螺旋桨引擎像一个大风扇高速旋转,将大量空气向后推。根据反作用力,飞机获得向前的推力。喷气引擎原理更极致, 它吸入空气与燃料混合,燃烧后产生高温高压,气体猛烈地从尾部喷出。根据动量守恒,气体被高速向后喷出,飞机就获得向前的巨大推力。核心推力是为了获得速度,速度是为了产生足够的升力。 起飞时,发动机全力工作,产生巨大推力使飞机加速。随着速度增加,升力逐渐增大。当升力大于重力时,飞行员拉杆抬起机头。飞机离地 巡航时,达到预定高度后,降低发动机功率,使推力约等于阻力,升力约等于重力。飞机保持匀速平飞降落,减小推力,飞机速度下降。为了在低速下维持足够升力,飞行员会放下金翼。他像一块可伸出的活动一行, 能极大增加记忆面积和弯曲度,从而在低速时产生高升力并增加阻力,帮助减速。飞机的飞行原理是人类智慧与物理定律的完美共舞,所以下一次当你乘坐飞机时,可以感受一下,它并非粗暴的推开空气向上冲, 而是以一种精妙高效的方式邀请空气将自己托举起来,并与之和谐共舞,最终实现我们翱翔天际的梦想。

如果你有注意过的话,就会看到很多客机机的尖端都是网上翘起的。咦,这究竟是为什么呢?实际上,他是专门为了帮航空公司省钱用的。我们都知道啊,飞机之所以能够获得胜利,是由于记忆下表面的空气压力比上表面的空气压力要更大。 尽管科学家对此现象到底是如何产生的还有争议啊。但不管是工程师还是航空公司都知道,只要加大引擎,烧掉燃料,把飞机往前使劲推,就可以让他飞起来了。相比起为什么飞机能够飞起来,航空公司显然更关心让他飞起来到底要烧掉多少油啊, 当然是越少越好啊。说到这,他们一定会讨厌的一样东西就是蜗牛了。流体。比如流动的空气有一个特点,就是总会从高压区域流动到低压区域。飞机机上下表面的压力差,既产生了有利于飞机的生力,但 同时也在机翼的尖端造成了一些麻烦。来自机翼下方的高压空气会在这里绕向双方形成漩涡。这样的漩涡不断的产生,并不断的向后流去形成蜗牛。而蜗牛则产生出一种阻止飞机前进的阻力,叫做诱导阻力。 因为他是由胜利的产生给诱导出来的吗?蜗牛当然是一个令人讨厌的东西,他既降低了机翼的胜利,又增加了飞机的油耗。所以是工程师和航空公司共同的敌人。长期以来啊,工程师其实都知道,降低诱导阻力最快最简单的方案, 那就是增加机翼的驿展。机翼越长,蜗牛对它产生的影响也就越小。但机翼加长了强度也必须要得到相应的增加。增加强度,重量势必也会增加上去。这不又回到了问题的起点了吗?如何在不增加机翼重量的情况下提高它的飞行效率呢? 这个问题啊,在上世纪七十年代达到了巅峰。因为石油危机导致油价飞涨,航空公司对任何能够降低油耗的建议都如饥似渴。于是啊,向上弯曲一肩。这样一个天才的点子被事实提了出来。提出他的是拉萨的一位工程师理查德惠特科姆, 说他从鸟类飞行身上得到了部分的灵感,因为当鸟类在滑翔的时候,会将翅膀上面的羽毛卷去起来,以获得更多的生力。 看到这点后的辉的科目鱼是立马测试这样的理论,并得到了肯定的结果。这个后来被称为一间小一的结构,可以通过减小一间的压力梯度来减小蜗牛的产生,从而降低诱导阻力,得到最直接的好处省油。 于是,在进行了十多年的测试之后,到了一九八九年,第一架使用一间小一的客机正式投入商业运营。这么多年来,估计已经为全球省下了数十 一美元的燃料。这就是为什么如今你到处都能见到带有上翘意见的科技的原因了。把这个知识分享给你的朋友,让他大吃一惊吧。我是火箭术,关注我,让科学更有趣!