《襟翼、副翼和缝翼》

第页《缝翼、襟翼和副翼》襟翼(Flap)襟翼是安装在机翼后缘附近的翼面，是后缘的一部分。襟翼可以绕轴向后下方偏转，从而增大机翼的弯度，提高机翼的升力。襟翼的类型有很多，如简单襟翼、开缝襟翼、多缝襟翼、吹气襟翼等等。副翼(Aileron)是指安装在机翼翼梢后缘的一小块可动的翼面。飞行员操纵左右副翼差动偏转所产生的滚转力矩可以使飞机做横滚机动。缝翼(Slat)缝翼又称“前缘缝翼”英文名称：leadingedgeslat。定义：装在机翼前缘，闭合时与机翼外形为一整体，可以前伸与机翼间形成缝隙的翼面形增升装置。飞机的增升装置飞机的增升装置有后缘襟翼、前缘缝翼、前缘襟翼和吹气襟翼。吹气襟翼又有3种类型：（1）流向吹气边界层控制（2）展向吹气襟翼（3）喷气襟翼。襟翼的另外定义方式：襟翼分为后缘襟翼/前缘襟翼，原理不同，不同类型的后缘襟翼原理也有所不同。一．后缘襟翼襟翼位于机翼后缘，叫后缘襟翼。它的种类很多，较常用的有：分裂襟翼，简单襟翼、开缝襟翼、后退襟翼、后退开缝襟翼等。放下襟翼既可提高升力，同时也增大阻力。所以多用于着陆。有的飞机为了缩短起飞滑跑距离，起飞也放襟翼，但放下角度很小。(一)分裂襟翼这种襟翼本身象一块薄板，紧贴于机翼后缘。放下襟翼，在后缘和机翼之间，形成涡流区，压力降低，对机翼上表面的气流有吸引作用，使其流速增大，上下压差增大，既增大了升力，同时又延缓了气流分离。另一方面，放下襟翼，机翼翼剖面变得更弯曲，使上、下表面压力差增大，升力增大。由于以上两方面的原因，放下分裂襟翼的增升效果相当好，一般最大升力系数可增大75-85%。但因大迎角放下襟翼，上表面的最低压力点的压力更小了，使气流更易提前分离，故临界迎角有所减小。(二)简单襟翼简单襟翼与副翼形状相似，放下简单襟翼，相当于改变了机切面形状，使机翼更加弯曲。这样，空气流过机翼上表面，流速加快，压力降低;而流过机翼下表面，流速减慢，压力提高。因而机翼上、下压力差增大，升力增大。可是，襟翼放下之后，机翼后缘涡流区扩大，机翼前后压力差增大，故阻力同时增大。襟翼放下角度越大，升力和阻力也增大得越多。放下襟翼，升力和阻力虽然同时增大，但在一般情况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，机翼上表面最低压力点的压力，比后缘部分的压力小得更多。这更促机翼后部附面层中的空气向前倒流，迫使气流提早分离，而使涡流区扩大。因此，放下襟翼后，机翼的临界迎角要比不放时小些。某飞机放下襟翼和未放下襟翼两种情况下的飞机极线。由曲线看出:放下襟翼后的升力系数和阻力系数普遍增大，最大升力系数增大，临界迎角减小，升阻比降低。由于这种襟翼的增升效果不是很高，故一般多用于低速飞机，高速飞机很少单独使用。(三)开缝襟翼开缝襟翼是在简单襟翼的基础上改进而成的。放下开缝襟翼，一方面襟翼前缘和机翼后缘之间形成缝隙，下表面高压气流，通过缝隙高速流向上表面后缘，使上翼面附面层中空气流速加大，延缓了气流的分离，提高最大升力系数。另一方面，放下开缝襟翼，使机翼更加弯曲，也有提高升力的作用。所以开缝襟翼的增升效果比较好，最大升力系数一般可增大85-95%，而临界迎角降低不多。因此它是中、小型飞机主要采用的类型。有一种襟翼的工作原理与开缝襟翼非常相似。放下襟翼时，压缩空气从机翼转折部位喷出，吹掉后缘的涡流而增大升力。这时最大升力系数提著增加。这种低速时升力小、高速时阻力大的问题称为飞机的高低速矛盾。怎样解决这一难题呢？这就要靠襟翼来实现。襟翼的一个主要作用是协调这个矛盾，既不需要很大、很重的机翼，也能在较低的起飞着陆速度下产生足够的升力，使载重、速度、阻力和油耗达到综合性的最佳化。用整体一块的方式设计机翼不能同时满足大载重量、低起飞和着陆速度、低阻力和低耗油率的要求。由于襟翼具体作用是大大提高飞机起飞和着陆等低速阶段的升力，因而统称增升装置。襟翼为什么能增加升力呢？在速度一定的情况下，提高升力的办法主要有4种：一是改变机翼剖面形状，增加翼型弯度；二是增加机翼面积；三是尽可能保持层流流动；四是在环绕机翼的气流中，增加一股喷气气流。襟翼就是通过改变翼型弯度、增加机翼面积、保持层流流动而增加升力的。2、飞机襟翼样式众多襟翼概念出现得很早。第一次世界大战前，由于飞机速度提高，要求飞机在低速时也能产生足够的升力，于是有人开始了最简单的后缘襟翼的试验探索。为什么飞机要装襟翼？简单襟翼就是机翼后缘的一部分。它可以弯曲，这样就会改变机翼弯度，提高升力。不久，又出现了开裂式襟翼。当它放下时，一方面可使翼型变弯，一方面会在机翼后缘形成低压，两方面的效果都是增加了升力。通常，开裂式襟翼可使升力系数提高75％～85％。同时，开裂式襟翼还能增加阻力，对飞机安全、缓慢地着陆有利。20世纪20年代，英国著名设计师汉德莱·佩奇和德国空气动力学家拉赫曼发明了开缝襟翼。它是一条或几条附着在机翼后缘的可动翼片，平时与机翼合为一体，飞机起飞或着陆时放下。襟翼片能够增加机翼的面积，改变机翼弯度，同时还会形成一条或几条缝隙。增加面积可以提高升力，形成缝隙可使下表面的气流经缝隙流向上表面，使上表面的气流速度提高，可较大范围保持层流，也可使升力增加，并能减少失速现象的发生。开缝襟翼是襟翼中十分重要的一种。它也可以装在飞机前缘上，通常都是一条。目前大型飞机特别是客机都安装了双缝或三缝襟翼，可提高升力系数85％～95％，效果十分显著。还有两种襟翼也很常见，一种是富勒襟翼，一种是克鲁格襟翼。富勒襟翼是在机翼后缘安装的活动翼面，平时紧贴在机翼下表面上。使用时，襟翼沿下翼面安装的滑轨后退，同时下偏。使用富勒襟翼可以增加翼剖面的弯度，同时能大大增加机翼面积，增升效果非常明显，升力系数可提高85％～95％，个别大面积富勒襟翼的升力系数可提高110％～140％。这种襟翼结构较复杂，多在大、中型飞机上采用，可大大改善起降性能。克鲁格襟翼位于机翼前缘。它的外形相当于机翼前缘的一部分。使用时利用液压作动筒将克鲁格襟翼向前下方伸出，既改变了翼型，也增加了翼面积，增升效果也比较好。3、飞机襟翼在发展中襟翼的发展并没有完结。上面介绍的襟翼装置发展比较成熟，还有一类襟翼概念提出的也很早，但直到现在仍不完善，这就是喷气襟