《战机的翅膀》⑤机翼面积是否越大越好?

2019-11-07 10:06来源: 科普中国-军事科技前沿

高速飞机,机翼面积相对比较小,比如战斗机机翼面积和运输机或者是其他的通用飞机相比,相对小的多,翼载荷比较大。那么它是怎么获得升力的?主要是靠更高的速度来获取升力。

监制:战钊/ 制片:金赫/策划:赵清建/ 军事顾问:傅前哨/ 摄像:张佳兴/剪辑:刘宏伟

  欢迎收看科普中国《军事微课》,我是傅前哨。前几集我们介绍了飞机机翼的各种各样的一些知识,包括翼型、机翼的强度等等。今天我们来讲一讲它很关键的一个参数,就是机翼面积。

《战机的翅膀》⑤机翼面积是否越大越好?

  机翼面积是计算飞机升力的一个重要参数。计算飞机的升力公式是Y=1/2ρV²SCy,Y代表全机升力,ρ代表大气密度,V代表速度,S代表机翼面积,Cy代表升力系数。

  机翼外形确定后,它的升力系数基本上就确定了,它随迎角的变化的趋势也大致确定了。大气密度是随高度的变化而变化的,飞机在不同的高度上飞行,大气密度不一样,这肯定对它的飞行特性是有影响的,但是这个也是有规律的。 飞行速度对飞机机翼上产生的升力影响非常大,而且是二次方的关系,速度越大,升力越大,速度越小,升力越小。而机翼面积,你只要把飞机外形确定下来以后,它的面积基本上是不变的,似乎影响不大。

《战机的翅膀》⑤机翼面积是否越大越好?

  但是实际上机翼面积的各种各样的参数,以及它的大小决定了飞机的性能。比如低速飞机一般采用比较大的机翼面积, 如果它速度不高,要想获得高升力,就必须靠比较大的面积来获得。

  高速飞机,机翼面积相对比较小,比如战斗机机翼面积和运输机或者是其他的通用飞机相比,相对小的多,翼载荷比较大。那么它是怎么获得升力的?主要是靠更高的速度来获取升力。

《战机的翅膀》⑤机翼面积是否越大越好?

  不同的翼面积确定飞机是能飞高速还是飞低速,能够飞得远还是飞得近,同时也决定起降性能。翼面积比较大的飞机,它的起降滑跑距离就比较短,而翼面积比较小的飞机, 它的起降滑跑距离就比较长。当然除了翼面积以外, 机翼的平面形状影响也是比较大的。但是同样平面形状的机翼,面积不一样,得到的结果也就差得很大。

  举一个简单的例子,同样都用的是梯形翼。它的几何参数基本上也类似,只不过一个梯形翼大,一个梯形翼小,装在同一架飞机上。如果你用的是大梯形翼,你的机动性就好,起降滑跑距离就短,但是它的最大飞行速度比较低,因为阻力大。如果你用一个小的梯形翼,你的最大飞行速度就比较高,但是你的起降滑跑距离相应的要长一些,机动性也要差一点。这个就是机翼面积对飞机机动能力和起降能力的一个影响。

《战机的翅膀》⑤机翼面积是否越大越好?

  除此之外,一般来讲机翼面积大的飞机,它的巡航性能比较好,能够飞得更远一点,机翼面积比较小的飞机,它的航程相对来讲也会受到影响,因为不同的机翼面积,虽然你的外形看着差不多,但是你的机翼载荷是不一样的,也就是每平方米机翼所承受的重量不一样,因此对它的性能影响也是非常大的。机翼面积是飞机设计最关键的一个基础元素。把机翼面积确定了,你这个飞机性能大致就确定了。

  下一期我们给大家介绍机翼的蒙皮,想关注更多的有关飞机或者是机翼的知识,希望大家关注《军事微课》。

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