欢迎来到这个节目,作为一个"襟翼"科学家,今天为您深入分析——襟翼是如何出现的?
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在我们谈论襟翼之前,有必要与您谈谈飞机的历史。莱特兄弟于1903年发明了第一架飞机,该飞机在空中试飞四次,最长的时间只有一分钟,这种耐力简直就是......即便如此,这个场景也足以载入史册。第一个襟翼设计是在1908年。也就是说,在这五年的时间里,没有襟翼这个东西。为什么是襟翼?襟翼是飞机设计的必需品吗?

飞机最终是一种运输工具,能拉更多的人,飞得更快是它永恒的追求。在此背景下,为了达到安全出发、平稳着陆的要求,如何增加升降机成为设计师亟待克服的问题。在某种程度上,襟翼的出现是飞机发展的必然结果。我们知道襟翼的作用,在想了解其设计原理时,有必要与您讨论升降机是如何形成的。
对于飞机升力,通常有两种一般解释,牛顿第三定律和伯努利定律。由于这两个名字有点令人垂涎三,我将在以后的视频中为Niu San和Expement做简短的介绍。
首先,谈谈牛三,升力的原理是由于空气对机翼底部的反作用力。从表面上看,这个想法似乎没有问题,但如果你仔细想想,它只不过是结果的原理的逆转。
我们来谈谈努力,伯努利根据能量守恒定律介绍:流体的静动压力之和是对应于相应机翼的常数,上下气流同时到达终点。由于机翼结构的特殊原因,上表面距离较长,因此气流速度更快。随着压力的增加,静压必然会减小,上下层之间的压差会使飞机形成升力。从表面上看,这个想法似乎没有问题,但仔细想想,为什么上下表面气流同时到达终点呢?您在堆叠纸飞机时是否设计了较差的距离?
在粘贴栏、论坛上,总能看到这样的回复:"原来伯努利定律真的不对,记得高中,而老师要红耳朵红,当时教科书的编辑也很不专业。"
这个。。。牛三和努力只是狭隘的,没有错。事实上,气流对飞机升力的影响非常复杂,这两种解释虽然漏洞百出,但很容易理解,可以解释各种飞行控制设计。因此,它们在各种大学教科书中随处可见。在教科书中,实际上还有另一个更准确的提升公式。
知道伯努利定律和升力公式,现在让我们考虑一个问题。如何增加升降机?换句话说,如何设计襟翼?第一个想法是改变机翼弯曲,使上下表面形成气流速度的差异,第二个想法,根据升力公式,增加机翼面积。
奇怪的是,早期的飞机设计与科学技术的发展无关,许多设计甚至推翻了这一理论。我们在理性和感性的矛盾中以惊人的速度向前迈进。
形成速度差有一种最简单的方法,那就是弯曲机翼。1908年,法曼提出了人类历史上第一个襟翼设计,将机翼的后缘设计为可以绕轴旋转的小机翼表面,以达到弯曲机翼的效果。说起这段历史,很多人会认为,落后的材料科学是这种设计的无助选择。事实上,莱特兄弟发明飞机后,他们注册了所有能想到的专利,后缘的小机翼表面巧妙地突破了专利壁垒。
1914年,萨拉热窝的枪声点燃了欧洲的炸药桶,并在第一次世界大战中正式爆炸,战争是残酷的,但它是社会进步和科学技术的催化剂。航空业发展迅速,出现了奇怪的襟翼设计,但从未可能跳出弯曲机翼的思维圈。
1919年,德国飞行员拉赫曼在医院,突然想到,如果可以在襟翼的前缘设计一个间隙,那么流向上边缘的气流会产生更大的压差,开口缝设计将升力提高了60%以上。拉赫曼为它申请了专利,但不能说如何。事实上,气流与人是一样的,随着距离的变长,一些气流开始选择绕道而行,从而阻止飞机增加升力。如果可以增加流向上表面的空气流量,"推"效应可以将一些气流推回正轨。
当故事被讲述时,你可能会有疑问。为什么早期的飞机设计师痴迷于增加速度差异而不是机翼面积。从之前的提升公式中,您会发现相同的公式适用于阻力。因此,机翼面积的增加不利于高空巡航,即使可以设计出可变形的机翼,也可以增加机翼厚度。
在人类心目中,机翼厚度的增加不利于飞行。因为在印象中,这只胖鸟还有一对苗条的翅膀。直到1917年,科学家才证实了较厚的翅膀的优越性,而我们这些自以为很久以前就已经征服了天空的人,实际上仍然生活在大自然的视线中。
1924年,一个里程碑来了 - 更丰满的襟翼。工作时,襟翼侧向后,同时向下偏转,同时向后偏转,收敛型间隙使加速气流吹起机翼表面。这是襟翼历史上第一次,同时使用增加机翼面积,增加弯曲,控制层设计三大原则,提高质量的飞跃能力。
事实证明,单个间隙是可行的,因此两个间隙效果更好,依此类推。100年后的今天,富勒襟翼仍然无处不在,其影响是显而易见的。有趣的是,设计师富勒曾经说过,虽然鸟类可以随时控制翅膀的弯曲,但人类的智慧可以长出另一对翅膀。