《襟翼、副翼和縫翼》

1、縫翼、襟翼和副翼襟翼 (Flap)襟翼是安裝在機翼后緣附近的翼面，是后緣的一部分。襟翼可以繞軸向后下方偏轉，從而增大機翼的彎度，提高機翼的升力。襟翼的類型有很多，如簡單襟翼、開縫襟翼、多縫襟翼、吹氣襟翼等等。副翼 (Aileron)是指安裝在機翼翼梢后緣的一小塊可動的翼面。飛行員操縱左右副翼差動偏轉所產生的滾轉力矩可以使飛機做橫滾機動?？p翼 (Slat)縫翼又稱“前緣縫翼”英文名稱：leading edge slat。定義：裝在機翼前緣，閉合時與機翼外形為一整體，可以前伸與機翼間形成縫隙的翼面形增升裝置。飛機的增升裝置飛機的增升裝置有后緣襟翼、前緣縫翼、前緣襟翼和吹氣襟翼。吹氣襟翼又有3種類型

2、：（1）流向吹氣邊界層控制（2）展向吹氣襟翼（3）噴氣襟翼。襟翼的另外定義方式：襟翼分為后緣襟翼/前緣襟翼，原理不同，不同類型的后緣襟翼原理也有所不同。一后緣襟翼襟翼位于機翼后緣，叫后緣襟翼。它的種類很多，較常用的有：分裂襟翼，簡單襟翼、開縫襟翼、后退襟翼、后退開縫襟翼等。放下襟翼既可提高升力，同時也增大阻力。所以多用于著陸。有的飛機為了縮短起飛滑跑距離，起飛也放襟翼，但放下角度很小。(一)分裂襟翼這種襟翼本身象一塊薄板，緊貼于機翼后緣。放下襟翼，在后緣和機翼之間，形成渦流區(qū)，壓力降低，對機翼上表面的氣流有吸引作用，使其流速增大，上下壓差增大，既增大了升力，同時又延緩了氣流分離。另一方面，放下

3、襟翼，機翼翼剖面變得更彎曲，使上、下表面壓力差增大，升力增大。由于以上兩方面的原因，放下分裂襟翼的增升效果相當好，一般最大升力系數(shù)可增大75-85%。但因大迎角放下襟翼，上表面的最低壓力點的壓力更小了，使氣流更易提前分離，故臨界迎角有所減小。(二)簡單襟翼簡單襟翼與副翼形狀相似，放下簡單襟翼，相當于改變了機切面形狀，使機翼更加彎曲。這樣，空氣流過機翼上表面，流速加快，壓力降低;而流過機翼下表面，流速減慢，壓力提高。因而機翼上、下壓力差增大，升力增大。可是，襟翼放下之后，機翼后緣渦流區(qū)擴大，機翼前后壓力差增大，故阻力同時增大。襟翼放下角度越大，升力和阻力也增大得越多。放下襟翼，升力和阻力雖然同時

4、增大，但在一般情況下阻力增大的百分比要比升力增大的百分比要大些，所以升阻比是降低的。 在大迎角下放襟翼，機翼上表面最低壓力點的壓力，比后緣部分的壓力小得更多。這更促機翼后部附面層中的空氣向前倒流，迫使氣流提早分離，而使渦流區(qū)擴大。因此，放下襟翼后，機翼的臨界迎角要比不放時小些。某飛機放下襟翼和未放下襟翼兩種情況下的飛機極線。由曲線看出:放下襟翼后的升力系數(shù)和阻力系數(shù)普遍增大，最大升力系數(shù)增大，臨界迎角減小，升阻比降低。由于這種襟翼的增升效果不是很高，故一般多用于低速飛機，高速飛機很少單獨使用。(三)開縫襟翼開縫襟翼是在簡單襟翼的基礎上改進而成的。放下開縫襟翼，一方面襟翼前緣和機翼后緣之間形成縫

5、隙，下表面高壓氣流，通過縫隙高速流向上表面后緣，使上翼面附面層中空氣流速加大，延緩了氣流的分離，提高最大升力系數(shù)。另一方面，放下開縫襟翼，使機翼更加彎曲，也有提高升力的作用。所以開縫襟翼的增升效果比較好，最大升力系數(shù)一般可增大85-95%，而臨界迎角降低不多。因此它是中、小型飛機主要采用的類型。 有一種襟翼的工作原理與開縫襟翼非常相似。放下襟翼時，壓縮空氣從機翼轉折部位噴出，吹掉后緣的渦流而增大升力。這時最大升力系數(shù)提高很多，而臨界迎角降低較少。這種襟翼叫吹氣襟翼。目前，某些高速噴氣式飛機的薄機翼上，多采用這種襟翼。開縫襟翼是利用氣流通過縫隙來延緩氣流的分離。但有一定限度，當襟翼的角度增大到一

6、定時，機翼后緣仍會產生氣流分離，使增升效果降低。若采用雙縫襟翼， 就可克服這個缺點。用雙開縫襟翼，將有更多的高速氣流從下翼面通過兩道縫隙流向上翼面后緣，吹除渦流，促使氣流仍然能貼著彎曲的翼面流動。這樣，襟翼偏轉到相當大的角度，還不致于發(fā)生氣流分離，因而能提高增升效果。雙開縫后緣襟翼與單開縫后緣襟翼構造相似，只是有兩個縫。在襟翼之前還有一小塊翼面，因此放下時與機翼后緣構成兩個縫。若采用三縫和多縫襟翼，增升效果會更好，但構造復雜、故目前采用雙開縫襟翼較為普遍。(四)后退襟翼放下后退襟翼，不僅能增大了機翼切面的彎曲度，而且還增大了機翼面積。故增升效果好。高速飛機采用較多。(五)后退開縫襟翼后退開縫襟

7、翼和后退襟翼相似，也可后退。同時又和開縫襟翼相似，當襟翼處于后退位置時，它的前緣和機翼后緣形成一條縫隙。所以它兼有后退襟翼和開縫襟翼二者的優(yōu)點，增升效果很好，現(xiàn)代高速和重型飛機廣泛使用。 后退開縫襟翼有兩種型式:一種叫查格襟翼。這種襟翼后退量不很多，機翼面積增加不很大。最大升力系數(shù)可增大110-115%。起飛時，襟翼下偏角度小， 與翼間形成的縫隙大，這樣可使阻力系數(shù)增加少，而升力系數(shù)增加卻很多，有利于縮短起飛距離。著陸時，下偏角度大，而與翼間形成的縫隙小，這樣阻力系數(shù)和升力系數(shù)都提高較多，有利于縮短著陸距離。另一種富勒襟翼。這種襟翼的后退量和機翼面積的增加都比查格襟翼多，而且后退到相當位置，與

8、翼間形成的縫隙也更大，增升效果更好。其最大升力系數(shù)可增大110-140%但在下偏中，壓力中心后移很多，操縱結構也更復雜，這是它的缺點。二前緣襟翼位于機翼前緣的襟翼叫前緣襟翼。這種襟翼廣泛用于超音速飛機上。因為超音速飛機一般采用前緣尖削，相對厚度小的薄機翼。在大迎角飛行，機翼上表面前緣就開始產生氣流分離，最大升力系數(shù)大大降低。大迎角飛行時，放下前緣襟翼，一方面可減小前緣與相對氣流之間的角度，使氣流能夠平順地沿上翼面流過。另一方面也增大了翼切面的彎度。這樣，氣流分離就能延緩，而且最大升力系數(shù)和臨界迎角也都得到提高。屬于前緣襟翼的還有一種叫克魯格襟翼，裝在前緣下部向前下方翻轉，既增大機翼面積，又增大

9、了翼切面的彎度，所以具有很好的增升效果，構造也很簡單。這是最新研制的一種增升裝置。波音噴氣客機都使用了此種襟翼。 現(xiàn)代中型或大型客機和高速軍用飛機，為提高增升效果，往往同時采用幾種升裝增置(叫組合式增升)。三襟翼的作用一架飛機在高空正常飛行的時候，機翼看起來好像是一個整體。其實不然，機翼前緣、后緣都裝有長短、寬度不同的翼片，有的可向下偏轉，有的可向前伸出，有的可向后滑退，可謂五花八門。由于這些翼片是機翼的附屬物，并且可以偏折，正像我們穿的衣服下襟隨風擺動一樣，因此科學家給這些翼片起了一個十分形象的名稱襟翼。平時飛機停在機場上或在高空飛行時，襟翼都收攏在機翼前緣或后緣上，一旦飛機進入起飛或著陸階

10、段，它們的原形就顯露了出來。飛機為什么要裝襟翼呢？1、襟翼的奧秘在于提高升力 機翼的作用就是產生足夠的升力使飛機能飛上天空。如果機翼是一個整體的話，那么在機翼面積、翼型、展弦比確定的情況下，它的最大升力也就是確定不變的了。如果飛機的全部重量是50噸，機翼必須產生490千牛以上的升力才能飛起來。我們知道，機翼面積越大，升力越大；速度越大，升力也越大。換句話說就是：在升力一定的情況下，機翼面積越大，起飛速度可以越小；起飛速度越大，機翼面積可以越小。因此，為了把這50噸的飛機弄上天，我們可以采取這樣兩個辦法：一是選用面積較小的機翼，通過加大起飛速度使升力超過490千牛；二是使起飛速度保持在較低的值上

11、，通過采用大面積機翼以產生490千牛以上的升力。 這兩個辦法行不行呢？第一個辦法機翼面積較小，飛機的結構重量就較輕，這是優(yōu)點，但起飛速度大是很不利的，一方面要求機場跑道很長，這很不合算，對艦載飛機更是不利；另一方面，高滑跑速度對安全的威脅極大。第二個方法起飛速度低，有利于縮短滑跑距離，但當飛機起飛后速度增加，大面積機翼便成了累贅，不但重量大使載重量大大減少，而且會使阻力劇增，飛機的耗油量因此顯著增加。這種低速時升力小、高速時阻力大的問題稱為飛機的高低速矛盾。怎樣解決這一難題呢？這就要靠襟翼來實現(xiàn)。 襟翼的一個主要作用是協(xié)調這個矛盾，既不需要很大、很重的機翼，也能在較低的起飛著陸速度下產生足夠的

12、升力，使載重、速度、阻力和油耗達到綜合性的最佳化。用整體一塊的方式設計機翼不能同時滿足大載重量、低起飛和著陸速度、低阻力和低耗油率的要求。由于襟翼具體作用是大大提高飛機起飛和著陸等低速階段的升力，因而統(tǒng)稱增升裝置。襟翼為什么能增加升力呢？在速度一定的情況下，提高升力的辦法主要有4種：一是改變機翼剖面形狀，增加翼型彎度；二是增加機翼面積；三是盡可能保持層流流動；四是在環(huán)繞機翼的氣流中，增加一股噴氣氣流。襟翼就是通過改變翼型彎度、增加機翼面積、保持層流流動而增加升力的。2、飛機襟翼樣式眾多襟翼概念出現(xiàn)得很早。第一次世界大戰(zhàn)前，由于飛機速度提高，要求飛機在低速時也能產生足夠的升力，于是有人開始了最簡

13、單的后緣襟翼的試驗探索。為什么飛機要裝襟翼？簡單襟翼就是機翼后緣的一部分。它可以彎曲，這樣就會改變機翼彎度，提高升力。不久，又出現(xiàn)了開裂式襟翼。當它放下時，一方面可使翼型變彎，一方面會在機翼后緣形成低壓，兩方面的效果都是增加了升力。通常，開裂式襟翼可使升力系數(shù)提高7585。同時，開裂式襟翼還能增加阻力，對飛機安全、緩慢地著陸有利。 20世紀20年代，英國著名設計師漢德萊佩奇和德國空氣動力學家拉赫曼發(fā)明了開縫襟翼。它是一條或幾條附著在機翼后緣的可動翼片，平時與機翼合為一體，飛機起飛或著陸時放下。襟翼片能夠增加機翼的面積，改變機翼彎度，同時還會形成一條或幾條縫隙。增加面積可以提高升力，形成縫隙可使

14、下表面的氣流經縫隙流向上表面，使上表面的氣流速度提高，可較大范圍保持層流，也可使升力增加，并能減少失速現(xiàn)象的發(fā)生。開縫襟翼是襟翼中十分重要的一種。它也可以裝在飛機前緣上，通常都是一條。目前大型飛機特別是客機都安裝了雙縫或三縫襟翼，可提高升力系數(shù)8595，效果十分顯著。還有兩種襟翼也很常見，一種是富勒襟翼，一種是克魯格襟翼。富勒襟翼是在機翼后緣安裝的活動翼面，平時緊貼在機翼下表面上。使用時，襟翼沿下翼面安裝的滑軌后退，同時下偏。使用富勒襟翼可以增加翼剖面的彎度，同時能大大增加機翼面積，增升效果非常明顯，升力系數(shù)可提高8595，個別大面積富勒襟翼的升力系數(shù)可提高110140。這種襟翼結構較復雜，多在大、中型飛機上采用，可大大改善起降性能?？唆敻窠笠砦挥跈C翼前緣。它的外形相當于機翼前緣的一部分。使用時利用液壓作動筒將克魯格襟翼向前下方伸出，既改變了翼型，也增加了翼面積