固定翼打開襟翼,未收回會影響什么
固定翼打開襟翼，未收回會降低飛機(jī)的飛行速度。當(dāng)飛機(jī)在起飛、降落或飛行速度很低的狀態(tài)下，由于升力的下降，會有墜落的風(fēng)險。因此，科學(xué)家就設(shè)計出襟翼。襟翼分為前緣襟翼和后緣襟翼，其主要作用就在于提升飛機(jī)的升力。前緣襟翼安裝在飛機(jī)機(jī)翼前部，當(dāng)飛機(jī)在大迎角情況下，襟翼向下偏轉(zhuǎn)，使得前緣和相對氣流間的角度減小以避免局部氣流分離產(chǎn)生旋渦（這種旋渦會減少飛機(jī)的升力）。后緣襟翼則位于機(jī)翼后緣靠近機(jī)身的位置，當(dāng)后緣襟翼展開時，會增大升力并產(chǎn)生阻力。
既然襟翼可以增加升力，為什么飛行時不放襟翼？
首先需要知道襟翼設(shè)計出來的目的:在低速條件下，由于來流動壓較小，導(dǎo)致機(jī)翼山的升力較小（定攻角機(jī)翼在各種來流速度下升力系數(shù)基本不變），從而需要放下襟翼以增大升力面積，同時增大升力系數(shù)以增大升力（此時阻力也增大），從而滿足飛機(jī)的升力需求。
而在飛行時，由于來流動壓較大，基本的機(jī)翼氣動特性就足以滿足飛機(jī)的升力需求，不需要放下襟翼。至于為什么會這樣，那是因為飛機(jī)就是這樣設(shè)計的。可以想象如果飛機(jī)設(shè)計成飛行條件下需要放下襟翼，那起飛降落時飛機(jī)就得拍地上……
最后討論一下如果飛機(jī)在飛行時放下襟翼會怎么樣，首先機(jī)翼升力阻力均增大，從質(zhì)點(diǎn)角度而言，飛機(jī)會減速并上升直到一個新的平衡點(diǎn)（上升與減速均會降低來流動壓）。這個假設(shè)中并沒有減小推力，可以認(rèn)為燃油消耗量基本不變，那么速度慢了，飛行時間長了，勢必需要消耗更多的燃油。另一種，增大推力以保持飛行速度并增大飛行高度的方案也會得出類似的結(jié)論。
因此，飛行時放下襟翼以節(jié)省燃料基本是行不通的。另外飛行時放下襟翼還牽扯到飛機(jī)俯仰配平的問題，有可能放下襟翼后需要更大的水平尾翼下壓力以保證飛機(jī)俯仰平衡（與飛機(jī)的重心位置有關(guān)），這又會進(jìn)一步增大飛行阻力。從而進(jìn)一步增大燃料的消耗。
襟翼的確可以增加飛機(jī)機(jī)翼的升力，不過襟翼是用于飛機(jī)在低速情況下的，一般是起飛或者降落，襟翼打開的同時會增加飛機(jī)飛行阻力。起飛時打開襟翼可以縮短起飛跑道距離，降落時打開襟翼可以減慢飛機(jī)速度。襟翼使得飛機(jī)在起飛和降落時的失速臨界角增大了，或者換句話說襟翼可以使飛機(jī)在起飛降落時變得不容易失速。
但是如果在飛機(jī)失速的狀態(tài)下打開襟翼，只會使飛機(jī)速度進(jìn)一步降低，這樣機(jī)翼升力變得更小，因此情況只會更糟。
如何正確設(shè)置航模襟翼
航模上的襟翼是指機(jī)翼左右靠近根部的可控動作面（上圖中有黑帶的動作面）。正常飛行時襟翼延續(xù)機(jī)翼上弦，與機(jī)翼無夾角；動作時，襟翼向下與機(jī)翼呈負(fù)夾角。
航模上的襟翼作用是提高升力，降低速度，可以縮短飛機(jī)起飛和降落的距離。
稍微好一點(diǎn)的控上都會有專門的襟翼設(shè)置菜單，里面通常允許你設(shè)置三個襟翼位置：無襟翼（無夾角），半襟翼（用于起飛），全襟翼（降落）。具體半襟翼全襟翼開多少看你的飛機(jī)了，一般二戰(zhàn)機(jī)可以設(shè)置半機(jī)翼20-25度全襟翼40-45度。
控上的襟翼設(shè)置菜單還有一個關(guān)鍵的設(shè)置項就是襟翼對水平尾翼的混控，通常襟翼打開時飛機(jī)會抬頭，水平尾翼混控可以有效補(bǔ)償，初始值可以選半襟翼5%全襟翼10%，具體數(shù)值需要在高空試飛摸索。
當(dāng)然如果你用的是dx系列的遙控器，不要忘了打開襟翼延遲（慢放）設(shè)置成2秒左右的，這樣襟翼打開時會非常柔和，一點(diǎn)不會對飛行姿態(tài)造成影響。
下圖是Spektrum DX9的襟翼設(shè)置菜單
另外如前所述，襟翼一般靠近翼根，用單個舵機(jī)就可以控制。對于靠近翼根安裝的副翼，如果是雙舵機(jī)雙通道控制的，也可設(shè)置通過控設(shè)置使副翼兼做襟翼功能，但是對靠近翼尖安裝的副翼，襟翼功能必須由單獨(dú)的襟翼完成。至于襟翼副翼之間的混控，如果需要的話，一般在控的翼型菜單里設(shè)置。
飛機(jī)襟翼打開后
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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。
二、后緣襟翼
襟翼位于機(jī)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(jī)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(jī)翼后緣。放下襟翼,在后緣和機(jī)翼之間,形成渦流區(qū),壓力降低,對機(jī)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,放下襟翼,機(jī)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(dāng)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(diǎn)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(dāng)于改變了機(jī)切面形狀,使機(jī)翼更加彎曲。這樣,空氣流過機(jī)翼上表面,流速加快,壓力降低;而流過機(jī)翼下表面,流速減慢,壓力提高。因而機(jī)翼上、下壓力差增大,升力增大。可是,襟翼放下之后,機(jī)翼后緣渦流區(qū)擴(kuò)大,機(jī)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(jī)翼上表面最低壓力點(diǎn)的壓力,比后緣部分的壓力小得更多。這更促機(jī)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(kuò)大。因此,放下襟翼后,機(jī)翼的臨界迎角要比不放時小些。
某飛機(jī)放下襟翼和未放下襟翼兩種情況下的飛機(jī)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(jī),高速飛機(jī)很少單獨(dú)使用。
(三)開縫襟翼
開縫襟翼是在簡單襟翼的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的。放下開縫襟翼,一方面襟翼前緣和機(jī)翼后緣之間形成縫隙,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(jī)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(jī)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(jī)翼轉(zhuǎn)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(jī)的薄機(jī)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(dāng)襟翼的角度增大到一定時,機(jī)翼后緣仍會產(chǎn)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(diǎn)。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(zhuǎn)到相當(dāng)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(gòu)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(jī)翼后緣構(gòu)成兩個縫。
若采用三縫和多縫襟翼,增升效果會更好,但構(gòu)造復(fù)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(jī)翼切面的彎曲度,而且還增大了機(jī)翼面積。故增升效果好。高速飛機(jī)采用較多。
(五)后退開縫襟翼
后退開縫襟翼和后退襟翼相似,也可后退。同時又和開縫襟翼相似,當(dāng)襟翼處于后退位置時,它的前緣和機(jī)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(diǎn),增升效果很好,現(xiàn)代高速和重型飛機(jī)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(jī)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(jī)翼面積的增加都比查格襟翼多,而且后退到相當(dāng)位置,與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(jié)構(gòu)也更復(fù)雜,這是它的缺點(diǎn)。
三、前緣襟翼
位于機(jī)翼前緣的襟翼叫前緣襟翼。這種襟翼廣泛用于超音速飛機(jī)上。因為超音速飛機(jī)一般采用前緣尖削,相對厚度小的薄機(jī)翼。在大迎角飛行,機(jī)翼上表面前緣就開始產(chǎn)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(zhuǎn),既增大機(jī)翼面積,又增大了翼切面的彎度,所以具有很好的增升效果,構(gòu)造也很簡單。這是最新研制的一種增升裝置。波音噴氣客機(jī)都使用了此種襟翼。
現(xiàn)代中型或大型客機(jī)和高速軍用飛機(jī),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)。
四、襟翼的作用
一架飛機(jī)在高空正常飛行的時候，機(jī)翼看起來好像是一個整體。其實(shí)不然，機(jī)翼前緣、后緣都裝有長短、寬度不同的翼片，有的可向下偏轉(zhuǎn)，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(jī)翼的附屬物，并且可以偏折，正像我們穿的衣服下襟隨風(fēng)擺動一樣，因此科學(xué)家給這些翼片起了一個十分形象的名稱———襟翼。平時飛機(jī)停在機(jī)場上或在高空飛行時，襟翼都收攏在機(jī)翼前緣或后緣上，一旦飛機(jī)進(jìn)入起飛或著陸階段，它們的原形就顯露了出來。
飛機(jī)為什么要裝襟翼呢？請看下文。
1、襟翼的奧秘在于提高升力
機(jī)翼的作用就是產(chǎn)生足夠的升力使飛機(jī)能飛上天空。如果機(jī)翼是一個整體的話，那么在機(jī)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(jī)的全部重量是50噸，機(jī)翼必須產(chǎn)生490千牛以上的升力才能飛起來。我們知道，機(jī)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(jī)翼面積越大，起飛速度可以越小；起飛速度越大，機(jī)翼面積可以越小。因此，為了把這50噸的飛機(jī)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(jī)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，通過采用大面積機(jī)翼以產(chǎn)生490千牛以上的升力。
這兩個辦法行不行呢？第一個辦法機(jī)翼面積較小，飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量就較輕，這是優(yōu)點(diǎn)，但起飛速度大是很不利的，一方面要求機(jī)場跑道很長，這很不合算，對艦載飛機(jī)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(dāng)飛機(jī)起飛后速度增加，大面積機(jī)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(jī)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(jī)的高低速矛盾。怎樣解決這一難題呢？這就要靠襟翼來實(shí)現(xiàn)。
襟翼的一個主要作用是協(xié)調(diào)這個矛盾，既不需要很大、很重的機(jī)翼，也能在較低的起飛著陸速度下產(chǎn)生足夠的升力，使載重、速度、阻力和油耗達(dá)到綜合性的最佳化。用整體一塊的方式設(shè)計機(jī)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(jī)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(jī)翼剖面形狀，增加翼型彎度；二是增加機(jī)翼面積；三是盡可能保持層流流動；四是在環(huán)繞機(jī)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(jī)翼面積、保持層流流動而增加升力的。
2、飛機(jī)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(jī)速度提高，要求飛機(jī)在低速時也能產(chǎn)生足夠的升力，于是有人開始了最簡單的后緣襟翼的試驗探索。
為什么飛機(jī)要裝襟翼？
簡單襟翼就是機(jī)翼后緣的一部分。它可以彎曲，這樣就會改變機(jī)翼彎度，提高升力。不久，又出現(xiàn)了開裂式襟翼。當(dāng)它放下時，一方面可使翼型變彎，一方面會在機(jī)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75％～85％。同時，開裂式襟翼還能增加阻力，對飛機(jī)安全、緩慢地著陸有利。
20世紀(jì)20年代，英國著名設(shè)計師漢德萊·佩奇和德國空氣動力學(xué)家拉赫曼發(fā)明了開縫襟翼。它是一條或幾條附著在機(jī)翼后緣的可動翼片，平時與機(jī)翼合為一體，飛機(jī)起飛或著陸時放下。襟翼片能夠增加機(jī)翼的面積，改變機(jī)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，形成縫隙可使下表面的氣流經(jīng)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(jī)前緣上，通常都是一條。目前大型飛機(jī)特別是客機(jī)都安裝了雙縫或三縫襟翼，可提高升力系數(shù)85％～95％，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(jī)翼后緣安裝的活動翼面，平時緊貼在機(jī)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(jī)翼面積，增升效果非常明顯，升力系數(shù)可提高85％～95％，個別大面積富勒襟翼的升力系數(shù)可提高110％～140％。這種襟翼結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，多在大、中型飛機(jī)上采用，可大大改善起降性能。
克魯格襟翼位于機(jī)翼前緣。它的外形相當(dāng)于機(jī)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，增升效果也比較好。
3、飛機(jī)襟翼在發(fā)展中
襟翼的發(fā)展并沒有完結(jié)。上面介紹的襟翼裝置發(fā)展比較成熟，還有一類襟翼概念提出的也很早，但直到現(xiàn)在仍不完善，這就是噴氣襟翼。它的設(shè)計方案很多，基本思想都是通過從發(fā)動機(jī)或高壓氣瓶引出氣體，吸向機(jī)翼或襟翼表面，達(dá)到增加升力、推遲分離、降低阻力、改善失速特性的目的。由于噴氣襟翼十分復(fù)雜，目前只有個別飛機(jī)，如“鷂”式垂直起降飛機(jī)和F-4、米格-21輕型戰(zhàn)斗機(jī)使用了噴氣襟翼。其試驗工作仍在進(jìn)行之中。
