增升装置的增升原理

飞行原理 /CAFUC 第二章 飞机的低速空气动力 第二章 第 页 2 本章主要内容 2.1 空气流动的描述 2.2 升力 2.3 阻力 2.4 飞机的低速空气动力特性 2.5 增升装置的增升原理 飞行原理 /CAFUC 飞行原理 /CAFUC 2.5 增升装置的增升原理 第二章 第 页 4 迎角与速度的关系 速 度 迎 角 飞机的升力主要 随飞行速度和迎角 变化。在大速度飞 行时，只要求较小 迎角，机翼就可以 产生足够的升力维 持飞行。在小速度 飞行时，则要求较 大的迎角，机翼才 能产生足够的升力 来维持飞行。 第二章 第 页 5 为什么要使用增升装置 用增大迎角的方法来增大升力系数从而减小速度是有限的，飞机 的迎角最多只能增大到临界迎角。因此，为了保证飞机在起飞和着 陆时，仍能产生足够的升力，有必要在机翼上装设增大升力系数的 装置。 lj maxLC 增升装置用于增大飞机 的最大升力系数 ，从而缩 短飞机在起飞着陆阶段的 地面滑跑距离。 第二章 第 页 6 主要增升装置包括： 前缘缝翼 后缘襟翼 前缘襟翼 第二章 第 页 7 2.5.1 前缘缝翼 前缘缝翼位于机翼前缘，在大迎角下打开前缘缝翼，可以延 缓上表面的气流分离，从而使最大升力系数和临界迎角增大。在 中小迎角下打开前缘缝翼，会导致机翼升力性能变差。 第二章 第 页 8 前缘缝翼 下翼面高压气流流过缝隙，贴近上翼面流动。一方面降低逆压梯 度，延缓气流分离，增大最大升力系数和临界迎角。另一方面，减 小了上下翼面的压强差，减小升力系数。 第二章 第 页 9 前缘缝翼对压强分布的影响 较大迎角下，使用前缘缝翼可以增加升力系数。 第二章 第 页 10 2.5.2 后缘襟翼 分裂襟翼 （ The Split Flap） 简单襟翼 （ The Plain Flap） 开缝襟翼 （ The Slotted Flap） 后退襟翼 （ The Fowler Flap） 后退开缝襟翼 （ The Slotted Fowler Flap） 放下后缘襟翼，使升力系数和阻力系数同时增大。因 此，在起飞时放小角度襟翼，着陆时，放大角度襟翼。 第二章 第 页 11 分裂襟翼 （ The Split Flap） 分裂襟翼是一块从机翼后段下表面向下偏转而分裂出的翼面， 它使升力系数和最大升力系数增加，但临界迎角减小。 第二章 第 页 12 放下分裂襟翼后，在机翼和襟翼之间的楔形区形成涡流，压强 降低，吸引上表面气流流速增加，上下翼面压差增加，从而增大了 升力系数，延缓了气流分离。 此外，放下分裂襟翼使得 翼型弯度增大，上下翼面压 差增加，从而也增大了升力 系数。 分裂襟翼 （ The Split Flap） 第二章 第 页 13 简单襟翼 （ The Plain Flap） 简单襟翼与副翼形状相似。放下简单襟翼，增加机翼弯度，进 而增大上下翼面压强差，增大升力系数。但是放简单襟翼使得压差 阻力和诱导阻力增大，阻力比升力增大更多，使得升阻比降低。 第二章 第 页 14 大迎角下放简单襟翼，升力系数及最大升力系数增加，阻力系 数增加，升阻比降低（即空气动力性能降低），临界迎角降低。 简单襟翼 （ The Plain Flap） 第二章 第 页 15 TB200的简单襟翼 第二章 第 页 16 开缝襟翼 （ The Slotted Flap） 开缝襟翼在 简单襟翼的基础上进行了改进。在 下偏的同时进行开 缝，和简单襟翼相比，可以进一步延缓上表面气流分离，增大机翼 弯度，使升力系数提高更多，而临界迎角却降低不多。 第二章 第 页 17 开缝襟翼 （ The Slotted Flap） 下翼面气流经开缝流向上翼面 开缝襟翼的流线谱 第二章 第 页 18 后退襟翼（ The Fowler Flap） 后退襟翼在简单襟翼的基础上进行了改进。在下偏的同时向后滑 动，和简单襟翼相比，增大了机翼弯度也增加了机翼面积，从而使升 力系数以及最大升力系数增大更多，临界迎角降低较少。 第二章 第 页 19 后退开缝襟翼 （ The Slotted Fowler Flap） 后退开缝襟翼结合了后退式襟翼和开缝式襟翼的共同特点，效果最 好，结构最复杂。 大型飞机普遍使用后退双开缝或三开缝的形式。 双开缝 三开缝 第二章 第 页 20 747的后退开缝襟翼 第二章 第 页 21 2.5.3 前缘襟翼 前缘襟翼位于机翼前缘。前缘襟翼放下后能延缓上表面 气流分离，能增加翼型弯度，使最大升力系数和临界迎角 得到提高。 前缘襟翼广泛应用于高亚音速飞机和超音速飞机。 第二章 第 页 22 B737-800的前缘襟翼 第二章 第 页 23 增升装置的原理总结 第二章 第 页 24 增升装置的原理总结 增升装置主要是通过三个方面实现增升： 增大翼型的弯度，提高上下翼面压强差。 延缓上表面气流分离，提高临界迎角和最大升力系数。 增大机翼面积。 增升装置的目的是增大最大升力系数。 第二章 第 页 25 本章小结 飞行原理 /CAFUC 连续性定理、伯努利定理 机翼的压力分布 附面层分离的原因及分离点移动的规律 压差阻力 升力系数、阻力系数和升阻比 增升装置的增升原理。 后缘襟翼的功用，增升的基本方法和原理，放襟翼对 气动性能影响