以前写过一文,现在看来一塌糊涂,主要是证据太少、臆想太多,所以需要重新认识这个问题。
众所周知,某先进战斗机气动设计最成功之处在于充分利用脱体涡来增升,由此获得很高的最大升力系数。战斗机转弯靠升力嘛,该先进战机升力很大,自然转弯很快,机动性好。该先进战机涡流很多,除了主翼涡边条涡和鸭翼涡之外,进气道唇口和机头等处也有涡流,但主要还是主翼边条和鸭翼三种涡流。
利用下面这张王海峰总师的图来分析无疑能事半功倍。
横坐标是迎角,纵坐标是升力系数。
前边条很小且狭长,所以迎角为0时,升力系数也趋近于0,即前边条与纵轴交点的刻度应该是0。这样我们就能确定纵坐标上一的个刻度——0刻度。当然,图中四条曲线在迎角为0处几乎重合,即大家都是从零开始。
先看前边条。前边条在20度迎角之前都是躺平的,升力贡献几乎没有,在20度攻角时突然发力,曲线陡峭起来,这是因为此刻边条拉出了涡流。前边条的表现跟其它战斗机上的边条应该没啥两样,主要是个涡流发生器,并不具备升力面的性质。
再看鸭翼。鸭翼的形状和面积使得其具备升力面的性质,所以鸭翼的升力曲线也跟普通机翼相似。与普通机翼不同的是,普通机翼到了20多度迎角就开始失速了,而鸭翼此时还很坚挺,鸭翼的升力曲线过了30度攻角才走下坡路。究其原因,自然是20多度迎角时鸭翼也拉出了强劲的涡流,增大了失速迎角所致。
至此,某先进战机玩鸭翼和边条跟其它先进战机没啥两样,边条涡或鸭翼涡与主翼涡耦合嘛,众姬纷纷表示这个我会,只不过某先进战机同时安排了鸭翼和边条而已,虽然同时安排已经很不错了。台风就爬吧,不说耦合,仅仅是鸭翼和涡流发生器的尺寸就被某先进战机甩八条街。
但是,某先进战机接下来的操作就令众姬俯首称臣了。在鸭翼和边条的升力贡献过了巅峰,开始衰退之时,二者的涡流发生了奇妙的耦合,大大弥补了二者涡升力的衰退。图中显示,鸭翼涡和边条涡从32、3度迎角开始耦合,一直到45度迎角都还有非常可观的耦合涡升力。
刘佩清等人研究后认为,在大迎角阶段 , 鸭翼涡与主翼涡的干扰主要体现为两者的相互诱导 , 鸭翼涡将边条涡推向外翼 , 使机翼前缘涡量卷入形成单一集中涡 , 从而改善机翼流场达到增升作用 。不过刘教授等人的研究在前,王总师的论文发表在后,所以刘教授也没解释为什么图中鸭翼涡和边条涡最强时没有耦合增升,而是在二者开始衰落时开始耦合增升。对此,在下的一个猜想是会不会跟迎角有关。某先进战机后掠角其实不算大,中等迎角拉涡能力可能不强,大攻角时(图中是33度开始)才能拉出强劲的前缘涡流,根据刘教授的理论,前缘涡流被边条涡卷入,增加了升力。
结论
1、先进战机的鸭翼是个升力面,因为面积小中小迎角时升力也比较小;边条更是纯粹的涡流发生器,中小迎角几无升力贡献。综上,先进战机中小迎角升力系数可能一般,上舰需作改动。
2、先进战机大攻角时鸭翼涡和边条涡都能与主翼实现纵向耦合,获得升力增益,这与其它战机并无不同。但先进战机的鸭翼涡和边条涡升力开始下降时能产生横向干扰,获得新质升力,从而延缓失速。
3、鸭翼涡和边条涡升力开始下降时产生横向耦合升力的原因是,该迎角下主翼前缘涡开始增大,而边条涡被鸭翼涡诱导至外翼,卷入了主翼前缘涡,形成单一集中涡,从而改善机翼流场实现增升。
众所周知,某先进战斗机气动设计最成功之处在于充分利用脱体涡来增升,由此获得很高的最大升力系数。战斗机转弯靠升力嘛,该先进战机升力很大,自然转弯很快,机动性好。该先进战机涡流很多,除了主翼涡边条涡和鸭翼涡之外,进气道唇口和机头等处也有涡流,但主要还是主翼边条和鸭翼三种涡流。
利用下面这张王海峰总师的图来分析无疑能事半功倍。
横坐标是迎角,纵坐标是升力系数。
前边条很小且狭长,所以迎角为0时,升力系数也趋近于0,即前边条与纵轴交点的刻度应该是0。这样我们就能确定纵坐标上一的个刻度——0刻度。当然,图中四条曲线在迎角为0处几乎重合,即大家都是从零开始。
先看前边条。前边条在20度迎角之前都是躺平的,升力贡献几乎没有,在20度攻角时突然发力,曲线陡峭起来,这是因为此刻边条拉出了涡流。前边条的表现跟其它战斗机上的边条应该没啥两样,主要是个涡流发生器,并不具备升力面的性质。
再看鸭翼。鸭翼的形状和面积使得其具备升力面的性质,所以鸭翼的升力曲线也跟普通机翼相似。与普通机翼不同的是,普通机翼到了20多度迎角就开始失速了,而鸭翼此时还很坚挺,鸭翼的升力曲线过了30度攻角才走下坡路。究其原因,自然是20多度迎角时鸭翼也拉出了强劲的涡流,增大了失速迎角所致。
至此,某先进战机玩鸭翼和边条跟其它先进战机没啥两样,边条涡或鸭翼涡与主翼涡耦合嘛,众姬纷纷表示这个我会,只不过某先进战机同时安排了鸭翼和边条而已,虽然同时安排已经很不错了。台风就爬吧,不说耦合,仅仅是鸭翼和涡流发生器的尺寸就被某先进战机甩八条街。
但是,某先进战机接下来的操作就令众姬俯首称臣了。在鸭翼和边条的升力贡献过了巅峰,开始衰退之时,二者的涡流发生了奇妙的耦合,大大弥补了二者涡升力的衰退。图中显示,鸭翼涡和边条涡从32、3度迎角开始耦合,一直到45度迎角都还有非常可观的耦合涡升力。
刘佩清等人研究后认为,在大迎角阶段 , 鸭翼涡与主翼涡的干扰主要体现为两者的相互诱导 , 鸭翼涡将边条涡推向外翼 , 使机翼前缘涡量卷入形成单一集中涡 , 从而改善机翼流场达到增升作用 。不过刘教授等人的研究在前,王总师的论文发表在后,所以刘教授也没解释为什么图中鸭翼涡和边条涡最强时没有耦合增升,而是在二者开始衰落时开始耦合增升。对此,在下的一个猜想是会不会跟迎角有关。某先进战机后掠角其实不算大,中等迎角拉涡能力可能不强,大攻角时(图中是33度开始)才能拉出强劲的前缘涡流,根据刘教授的理论,前缘涡流被边条涡卷入,增加了升力。
结论
1、先进战机的鸭翼是个升力面,因为面积小中小迎角时升力也比较小;边条更是纯粹的涡流发生器,中小迎角几无升力贡献。综上,先进战机中小迎角升力系数可能一般,上舰需作改动。
2、先进战机大攻角时鸭翼涡和边条涡都能与主翼实现纵向耦合,获得升力增益,这与其它战机并无不同。但先进战机的鸭翼涡和边条涡升力开始下降时能产生横向干扰,获得新质升力,从而延缓失速。
3、鸭翼涡和边条涡升力开始下降时产生横向耦合升力的原因是,该迎角下主翼前缘涡开始增大,而边条涡被鸭翼涡诱导至外翼,卷入了主翼前缘涡,形成单一集中涡,从而改善机翼流场实现增升。