襟翼：边学习边设计我的SBD

burnproof · 发表于 2020-5-22 15:03:33

马上注册，结交更多好友，享用更多功能，让你轻松玩转社区。

您需要登录才可以下载或查看，没有帐号？立即注册

x

本帖最后由 burnproof 于 2020-5-22 16:08 编辑

我在设计SBD无畏式府冲轰炸机时，发现自己对襟翼的了解只限于航模入门级水平，于是决定大补特补一下，将SBD的上下双开襟翼能设计的更逼真一些。如今所有的真飞机都装有襟翼，这已成为当今飞机结构的重要组成部分，即使是模型领域，以仿真机为首，好多飞机也都装配。襟翼只凭借提高升力这一作用就发挥出了极大效果。但实际上，也只有1.2米以上的机机装上襟翼，在起飞和降落时才有较明显的感受。所以，这次我也设计一架大点的机机，好好感受一下襟翼的魅力！
在第一次世界大战期间，多数作为侦察机的飞机均为木制且粘有蒙皮的结构，虽然在设计上轻量化，但飞行速度较为缓慢，不过好在当时对襟翼的需求并不强烈。1930年起，襟翼逐渐在飞机上得到应用。一次世界大战过后，飞机开始朝着载人方面发展，为了能搭乘更多旅客以及大量的货物，飞机体积也是越来越大。增重的飞机需要更长跑道才能完成起飞和着陆，当时美国人的思路就是为飞机装配用于提高升力的襟翼来解决跑道太长的问题。例如，波音747

burnproof · 发表于 2020-5-22 15:06:36

道格拉斯DC-2，分裂式襟翼进行着陆的瞬间。

burnproof · 发表于 2020-5-22 15:15:37

本帖最后由 burnproof 于 2020-5-22 16:17 编辑

分裂式襟翼实际上是由莱特兄弟发明。分裂式襟翼由莱特家的第四个儿子和同在研究所的好友共同发明，1924年8月取得了发明专利。
接下来，我将详细介绍襟翼的必要性及其分类。处于萌芽期的飞机在飞行速度上都很迟缓，原因在于发动机动力不足，为了弥补这一缺陷，特意使用阻力大的双翼或三翼来获得升力。但是伴随着发动机输出渐渐提升，飞机也在不断增加金属材料，这样一来，即使是单翼也可获得足够的飞行强度。结果，在阻力减小的同时，飞行速度也逐渐加快。飞机所追求的性能有很多层面，相对重要的是在短时间内到达目的地并完成着陆，这要求飞机在进化过程中越来越强悍。

burnproof · 发表于 2020-5-22 15:23:50

本帖最后由 burnproof 于 2020-5-22 16:16 编辑

实际上，在巡航和离着陆的状态下，所追求的飞机性能存在差异，最理想的是即使巡航时速度快了，在离着陆时也要尽可能做到慢速飞行。从这点来看，翼型起着非常重要的作用。飞机的翼动升力是速度的平方和机翼面积呈一定比例，若是选择重视低速性能的翼型，高速时升力过度增加就能提速。反之，若是选择追求高速性能的翼型，在低速域内会存在升力不足的问题。为了能满足这相反的需求，就需要添加襟翼装置。襟翼有多种类型，大体上分为前缘襟翼和后缘襟翼两种类别。其中，后缘襟翼就有五种。统称为提高升力的装置，即襟翼。设计者全面权衡后挑选出相宜的类型。

burnproof · 发表于 2020-5-22 15:40:29

本帖最后由 burnproof 于 2020-5-22 16:22 编辑

安装在机翼后缘的襟翼叫作后缘襟翼。在离着陆时，能加大翼面的拱形面积，提高机翼升力的装置。襟翼不仅能获得升力，当它处于最下拉的位置时，通过增加机翼阻力来缩短着陆距离。
1、普通型襟翼
公机翼后缘向下弯曲的襟翼。因为构造简单，多用于塞斯纳等小型机上，很多遥控飞机也采用这种翼型。我设的BF109E/海盗F4U-1D的襟翼属于这一种。
2、分裂式襟翼
由于机翼后缘下方下拉，因此构造也相对简单。随升力的增加，阻力也会明显增加。道格拉斯DC-2就是如此。不光大型机，当时的战斗机也出现了这种翼型。例如，日本的零战机的襟翼采用了分裂式襟翼。
3、后退式襟翼
作为分裂式襟翼的改进型，机翼后缘下方的襟翼舵面向下打开的同时会整体向后方移动。虽结构复杂，但效果并不明显，因此现在几乎已不再使用。
4、开缝式襟翼
襟翼向下打开，整体稍向后方移动机翼和襟翼之间形成多狭缝。从此缝隙可将机翼下面的高压力导入襟翼下方，协助后缘分离并获得升力。与获得大升力相比，阻力小是一大特征。这种多层次的双缝或三缝式结构常被喷气式客机采用。
5、后退开缝式富勒襟翼
收纳在机翼后缘下面带有翼型的襟翼向后方移动的同时，还向下方弯曲，在机翼和襟翼之间产生缝隙，从而起到增加机翼拱形，扩大机翼面积和控制后缘分离这三种效果。1940年前后的战斗机多为此种类型。下图疾风的襟翼为中岛飞机研究的“蝶型襟翼”的后退开缝式富勒襟翼。

burnproof · 发表于 2020-5-22 15:51:22

本帖最后由 burnproof 于 2020-5-22 16:24 编辑

前缘襟翼如图所示，安装在机翼的前缘位置。通常，飞机为了得到合适的升力而对机翼迎角进行调整，迎角过大，机翼上面的气流就会出现剥离并引起失速。为了防上此问题的出现，从而设计出了前缘襟翼。在飞行中，被称为“狭板”的部分与机翼构成一体。从而形成翼型。起飞和着陆等迎角需要变大时，狭板向前突出，在前缘处形成缝隙，从些处可起到防止机翼下面的正压向机翼上方导入气流的剥离。前缘襟翼与后缘襟翼相比阻力小，而现在的喷气机大多采用前缘襟翼。针对狭板，最初的结构是在机翼的前方固定狭板，多用于低速机或小型机。例如，仿真机爱好者中，人气颇高的Fi156最初的型号中也采用了固定式前缘狭板式襟翼。与此同时，前缘襟翼还有折叠在机翼前缘，通过朝前下方展开来增加机翼面积的普通型前缘襟翼（克鲁格襟翼）以及派生出的分离式前缘襟翼等。