在開(kāi)始今天的文章之前,小編先來(lái)一組有獎(jiǎng)問(wèn)答,前三位全部猜對(duì)的鵬友,可獲得縱橫周邊小禮包一份。
看機(jī)翼猜機(jī)型
上面的飛機(jī),都是什么機(jī)型呢?
是不是感覺(jué)有很奇怪的東西混進(jìn)去了?
是的,一堆民航飛機(jī)里面混進(jìn)了一架大鵬無(wú)人機(jī)。
坐飛機(jī)時(shí),有些朋友可能會(huì)注意到,很多民航客機(jī)會(huì)在翼尖加裝一個(gè)小翼。而且隨著飛機(jī)的不同,小翼的樣式也是多種多樣。
在《想知道你的飛機(jī)性能是否優(yōu)異,看這3個(gè)參數(shù)》這篇文章中,小編曾經(jīng)提到:“CW-007在外形設(shè)計(jì)方面使用了CFD數(shù)值優(yōu)化技術(shù),對(duì)機(jī)翼的翼型分布和翼尖的上翹延伸小翼進(jìn)行了優(yōu)化,最大限度地提高升阻比,保證航時(shí)需求?!?
不僅是CW-007,經(jīng)常關(guān)注縱橫的鵬友會(huì)發(fā)現(xiàn),CW-100大鵬也引入了翼梢小翼構(gòu)型,很多見(jiàn)過(guò)照片的鵬友,粗粗看一眼翼梢,還以為CW-100是民航飛機(jī)。
那么民航和大鵬無(wú)人機(jī)上的這些小翼究竟起什么作用?CW100的小翼是如何設(shè)計(jì)的?
現(xiàn)在,小編將舞臺(tái)交給技術(shù)小哥。
(PS:如果大家更愛(ài)小編,可直接拉到末尾看小編的總結(jié)。)
了解翼梢小翼首先需要從認(rèn)識(shí)誘導(dǎo)阻力開(kāi)始。
所謂“誘導(dǎo)阻力”就是伴隨升力而產(chǎn)生阻力。流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)告訴我們(這個(gè)“我們”并不包含小編),升力是由環(huán)量產(chǎn)生的。對(duì)于三維有限翼展機(jī)翼來(lái)說(shuō),流場(chǎng)中的渦從機(jī)翼上分離并拖出來(lái)。而脫離機(jī)翼的渦并不產(chǎn)生升力,這樣就會(huì)耗散掉飛行中的能量,導(dǎo)致阻力的出現(xiàn)。
這種渦的形狀像馬蹄,因而被稱作“馬蹄渦”。由脫體渦流引起的阻力則被稱作“誘導(dǎo)阻力”。飛機(jī)在巡航狀態(tài),誘導(dǎo)阻力通常會(huì)占到總阻力的40%左右。翼梢小翼就是為了減小誘導(dǎo)阻力而誕生的。
誘導(dǎo)阻力系數(shù)的表達(dá)式如下:
這個(gè)式子表明,誘導(dǎo)阻力的大小首先跟機(jī)翼的展弦比A有關(guān)。展弦比越大,誘導(dǎo)阻力就越小。但是由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和機(jī)體重量的限制,飛機(jī)設(shè)計(jì)中并不能無(wú)限地增加展弦比。
那么機(jī)翼上的升力分布情況又會(huì)對(duì)誘導(dǎo)阻力有什么影響呢?理論研究已經(jīng)證明,平直機(jī)翼上如果升力沿展向的分布是橢圓形的,則機(jī)翼的誘導(dǎo)阻力最小。
誘導(dǎo)阻力系數(shù)表達(dá)式中的e叫做“誘導(dǎo)阻力效率因子”。該參數(shù)其實(shí)描述了一般機(jī)翼相對(duì)于橢圓形分布機(jī)翼的一個(gè)修正指標(biāo)。e越大說(shuō)明相同展弦比下機(jī)翼的效率越高,誘導(dǎo)阻力也就越小。當(dāng)機(jī)翼上的升力分布是橢圓形的時(shí)候效率因子e為1。實(shí)際中,非橢圓分布機(jī)翼的效率因子e會(huì)小于1。e的典型值在0.93~0.96的范圍內(nèi)。而這里要說(shuō)明的是,以上的討論僅限于平面機(jī)翼。對(duì)于帶小翼的機(jī)翼,因?yàn)橐砑馓幍纳Σ粸榱悖T導(dǎo)阻力大大減小,e的數(shù)值甚至可以大于1。
那么翼梢小翼為什么能在不增加展弦比的情況下降低誘導(dǎo)阻力呢?翼梢小翼起碼有兩種效應(yīng)可以減小誘導(dǎo)阻力。其一,是使機(jī)翼翼尖拖出的強(qiáng)集中渦分散成若干小渦,在粘性作用下其強(qiáng)度很快減弱。避免了強(qiáng)渦帶走的能量;其二,是翼梢小翼可以利用翼尖的側(cè)洗流場(chǎng)產(chǎn)生向前的推力。
因?yàn)橐砑馓幍牧鲌?chǎng)非常復(fù)雜,小翼的設(shè)計(jì)通常采用數(shù)值計(jì)算的方法或者風(fēng)洞試驗(yàn)的方法。在當(dāng)前數(shù)值計(jì)算技術(shù)日益強(qiáng)大的今天,采用數(shù)值方法更多一些,并且可以進(jìn)行多輪優(yōu)化設(shè)計(jì),等設(shè)計(jì)完成后再進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)驗(yàn)證。
看完上面的科普,是不是感覺(jué)有點(diǎn)暈?
技術(shù)小哥的科普,用小編的話來(lái)總結(jié)就是:翼梢小翼能省油,省油,省油。不管是民航飛機(jī)還是無(wú)人機(jī),都適用。
CW-100大鵬翼梢小翼的設(shè)計(jì)采用了CFD+數(shù)值優(yōu)化的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。理論的計(jì)算結(jié)果表明,加裝翼梢小翼可以讓CW-100大鵬提高5%的升阻比,并增加大約20分鐘的續(xù)航時(shí)間。
成都縱橫自動(dòng)化技術(shù)有限公司創(chuàng)立于 2010 年,秉承技術(shù)創(chuàng)新、軍工品質(zhì)、服務(wù)至上的理念,以無(wú)人機(jī)智能飛行控制與導(dǎo)航、機(jī)載任務(wù)設(shè)備、指揮控制系統(tǒng)以及系統(tǒng)集成為核心技術(shù),致力于為用戶提供多用途、高性能、一體化的工業(yè)級(jí)自駕儀系統(tǒng)、機(jī)載任務(wù)設(shè)備、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)解決方案。
通過(guò)持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新,公司研發(fā)的AP System系列自駕儀產(chǎn)品,擁有全部的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、采用業(yè)界最先進(jìn)的自適應(yīng)控制技術(shù),多次在中航工業(yè)杯無(wú)人機(jī)大賽上力拔頭籌,囊括多項(xiàng)大獎(jiǎng)。技術(shù)水平不輸于美國(guó)對(duì)華禁運(yùn)的同類高端產(chǎn)品,在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了固定翼無(wú)人機(jī)在移動(dòng)平臺(tái)上的精確全自主起降,成功填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域的空白。是國(guó)內(nèi)唯一一家真正掌握固定翼、直升機(jī)、多旋翼無(wú)人機(jī)飛行控制與導(dǎo)航核心技術(shù)并有成熟的系列產(chǎn)品的公司。公司產(chǎn)品不僅獲得了中航集團(tuán)、航天科工、西北工業(yè)大學(xué)等專業(yè)高端用戶的贊譽(yù)和采購(gòu),在民用領(lǐng)域也占有極大的市場(chǎng)份額,產(chǎn)品已遠(yuǎn)銷海外,在業(yè)界具有良好的口碑與極強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。截至2014年公司估值數(shù)億元,已經(jīng)獲得國(guó)內(nèi)知名投資公司數(shù)千萬(wàn)元的A輪投資。
成立于2010年
深耕飛行控制與導(dǎo)航系統(tǒng),在技術(shù)積累的基礎(chǔ)上制造和開(kāi)發(fā)垂直起降固定翼無(wú)人機(jī),并為國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)帶來(lái)了先進(jìn)的產(chǎn)品
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憑借在模型設(shè)計(jì),氣動(dòng)工程、軟件開(kāi)發(fā)等方面多年的經(jīng)驗(yàn),我們熱衷于構(gòu)建一流的工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)及行業(yè)解決方案
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我們是一個(gè)多元化和充滿活力的團(tuán)隊(duì),每一位員工都緊密合作,確保我們提供最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品
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