登陆时所有超音速客机都有很高的迎角吗?


4

协和 有一个着名的高 攻角 (和 俯仰角 )着陆时这导致了它的出名 下垂的鼻子

Concorde

协和飞机的俄罗斯同行, 图波列夫图-144 ,有同样的问题。

这是迄今为止仅建造的两架超音速客机,因此无可否认的是,样本量很小。 Tu-144也被嘲弄地称为“Concordski”,因为有些人声称它的设计师偷走了协和飞机的计划。所以有明显的相似之处。

但是,绘图板上有一些超音速飞机。登陆时他们也会有很高的攻击角度吗?作为一个后续问题:他们是否也会配下垂鼻子?


无论一架飞机是客机还是轰炸机,只要它们具有可比性,它应该是透明的。所以XB-70 Valkyrie(见登陆 这里是2:33 ),B-58骗子,苏霍伊T-4也可能会进入堆积。它们是专为超音速巡航而设计的大型飞机。
Nick Alexeev

@NickAlexeev我知道所有这些(并考虑过提到T-4)。我想尽我所能来缩小飞机等级的问题。轰炸机和客机可能非常相似,但它们的设计完全不同,可能会影响答案。
HDE 226868

@NickAlexeev:两者之间的设计考虑有一个显着差异:乘客舒适度。轰炸机人员是军人;如果着陆不舒服,他们应该接受而不是抱怨。 OTOH如果有人为超音速包机支付保费,他们希望在旅行的舒适中获得他们的钱。
SF.

相关的,可能的: 涡旋升力
Nick Alexeev

Answers:


4

基本问题是在超音速飞行中运行良好的机翼在低速飞行中不能很好地工作。在两个飞行状态之间,相对于机翼上方在机翼下方产生更高压力的原理是完全不同的。用于超音速巡航的飞机必须具有在超音速飞行中良好运行的机翼。然而,这些飞机必须最终降落,这将在远低于超音速的情况下完成。

必须在某处做出一些妥协。请注意,即使使用亚音速飞机,高效巡航之间的差异以及在低着陆速度下不会从天空中掉落也是一个问题。允许通过使用襟翼来重新配置机翼是一种常见的解决方案。

三角翼变得更加棘手。协和式飞机使用的部分解决方案是着陆时的高迎角,这需要着名的下垂机头,以便飞行员可以看到地面。其他具有超音速能力的飞机具有其他机制。例如,F-14和F-111具有可变翼,可以在三角形形状之间重新配置以进行超音速飞行,以及更传统的机翼用于亚音速战斗。特别是F-111在该领域存在问题,并且该概念不能很好地适应客机尺寸。

所有这些机制都很昂贵,增加了重量和复杂性,所以我相信创意工程师将继续提出解决这个问题的新方法。到目前为止,没有一种解决方案是最佳的,因此有替代方案的余地。


谢谢。我会等一会儿看看还有什么,但我很乐意接受这个。
HDE 226868

@HDE:我相信其他人会提出其他答案。通常等待一天左右才能看到收集的信息。其他人可能不会回答已经接受答案的问题。
Olin Lathrop

我通常会等一两天;我有点被抛弃,因为这与我提出问题的时间不同。但我肯定会再等一会儿。
HDE 226868

也许值得一提的是B1-B与可动翼有关,仅仅因为它比所提到的例子更接近客机规模?
Flyto

4

需要高迎角,因为着陆速度必须降低到与亚音速飞机相当的值,主要是因为SST可以使用相同的跑道。如果SST可以有一条较长的跑道来减速,它可以以更高的速度着陆,具有更“正常”的攻角。

但要回答你关于下垂鼻子的问题,我会说不再需要这个了。相反,飞行员将使用视频系统,类似于已经在无人机(无人驾驶飞行器)上使用的视频系统。


3

这里有两个主要的考虑因素,使你提到的超音速设计与更传统的亚音速飞机不同:

  1. 超音速飞机采用三角翼产生升力。三角翼是特别薄的翅膀,它们的形状很小,但依靠产生强大的涡旋来产生升力。薄的外形使它们在产生很小的阻力方面非常出色,但是当粘性力占主导地位时,很难在低速下产生强烈的涡流。
  2. 为了减少机翼在高速下产生的冲击波的阻力贡献,设计人员使用较长的弦使得跨度变窄,从而产生非常低的纵横比。低纵横比产生大量的诱导阻力。

因此,考虑到这些因素,攻角必须很大,以足够慢的速度产生足够的升力,并且机翼的设计意味着失速不是设计考虑因素,因此这些AoA是可行的;在如此高的AoA下飞行的阻力损失占总阻力的一小部分,因此如果降低着陆速度并允许您的飞机在全球更多机场运行,则接受额外阻力会受到较小的惩罚。

另外值得注意的是:这些飞机以明显更高的速度飞行,在巡航和拉到终端门之间的某个地方,你必须失去所有的速度 - 使用你的机翼作为一个巨大的空气制动器是一个很好的方式,这样做,而不需要任何重制动系统,实际上,燃烧是大多数超音速飞机制动的主要机制。

编辑:我没有看到你的后续问题;几乎可以肯定的是,下垂的鼻子是非常沉重和复杂的,使它成为一个理想的设计特征,它是必要的。这些天我几乎可以保证一个电子HUD系统,它允许飞行员使用摄像头和一组其他传感器在地板上“看到”来帮助他们。在停电的情况下,这样的系统需要多个故障,然而即使考虑到这一点,它也会更简单,更便宜和更轻 - 也可能更安全,因为下垂机制可能会失败,就像相机可以,并且有一个限制你可以在这种机制上包含多少次故障。相比之下,在独立电路上安装多个摄像头阵列,每个摄像头都带有一个隔离的备用电源,可实现简单,易于扩展且非常有效的故障保护。


0

长梯形机翼分别通过襟翼/板条和福勒襟翼在升力系数和面积上显着增长。三角翼,特别是那些使用升降机的翼,基本上没有能力使用高升力装置。三角翼的汇合设计驱动器是它们仅在非常高的迎角下失速;涡流板在两个边缘前方卷起,使得机翼在其余气流越过板材后具有高效弯度。

使用涡旋升力的缺点是起落架较长且升阻比非常差,大约为3.这种额外的阻力使得在协和飞机上失去两个发动机在起飞速度下无法恢复。

至于未来设计的下垂,我希望看到使用相机和显示器。三重冗余电池供电的电子设备可能比机械​​铰链重量更轻。

有趣的事实是:在没有发出外部冲击波的情况下,以超音速产生升力是不可能的,有些是朝向地面。因为我们知道任何飞机都会产生升力并且冲击波的产生是空气动力学(非等熵压缩/膨胀)阻力的来源,大型机翼给出的低升力系数意味着在巡航时节省了一些空气动力学。

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.