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時間:2010-10-21 11:52來源:藍(lán)天飛行翻譯 作者:admin
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效應(yīng)(所以也有直譯為康達(dá)效應(yīng)的)。Coanda 效應(yīng)指出,如果平順地流動的流體經(jīng)過具有一定彎度的凸表
面的時候,有向凸表面吸附的趨向。開自來水的時候,如果手指碰到水柱,水會沿著手臂的下側(cè)往下淌,
而不是按重力方向從龍頭直接往下流。 Coanda 效應(yīng),注意水柱足夠接近調(diào)羹表面后,會“抵抗”重力的
作用而吸附到調(diào)羹表面,沿表面運(yùn)動 利用 Coanda 效應(yīng),可以有意識地誘導(dǎo)空氣氣流,在機(jī)翼上表面
產(chǎn)生比飛機(jī)和空氣相對速度更大的氣流速度,提高升力。70 年代時,美國空軍已經(jīng)意識到 C-130 在速度、
航程和載重上的局限,希望用噴氣式中型戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)取代,這就是“先進(jìn)中型短距起落運(yùn)輸機(jī)”(Advanced
Medium STOL Transport)計劃的由來。經(jīng)過 60 年代的無功而返,美國空軍已經(jīng)不再強(qiáng)調(diào)垂直起落,所以
AMST 只要求短距起落。波音和麥道的 AMST 方案分別入選,參加對比試飛。波音的方案 YC-14 利用 Coanda
效應(yīng),發(fā)動機(jī)置于機(jī)翼前緣上方,噴流直接吹拂由于襟翼放下而彎度大增的機(jī)翼上表面,不光直接產(chǎn)生
Coanda 效應(yīng),還誘導(dǎo)周邊的氣流,一同產(chǎn)生增升效果。YC-14 的試飛是成功的,但這時國防部采購政策正
在助理國防部長 David Packard 手里大刀闊斧地改革,AMST 計劃最終被取消了。波音 YC-14 的“上表面
吹氣增升”(Upper Surface Blowing,簡稱 USB,不是計算機(jī)上的那個 USB 啊)最終墻里開花墻外香,
被安東諾夫用到安-72 上,后者成為第一架采用 USB 的量產(chǎn)型飛機(jī)。 波音 YC-14 用所謂“上表面吹氣增
升”,用噴氣氣流加速上翼面的氣流流速(實際上就是 Coanda 效應(yīng)),實現(xiàn)短距起落 / YC-14 在德國海
德堡空軍基地演示的時候,發(fā)動機(jī)強(qiáng)大的吸力,把地上的水吸溜進(jìn)發(fā)動機(jī)去了 安-72 是第一架利用 Coanda
效應(yīng)的量產(chǎn)型飛機(jī) / 安-72 的起落距離很短,但熾熱的發(fā)動機(jī)噴流對機(jī)翼上表面的燒蝕嚴(yán)重,平飛中噴流
依然流經(jīng)機(jī)翼上表面,損失推進(jìn)效率,油耗高 不過 Coanda 效應(yīng)不是只能用于短距起落飛機(jī)的。用好
了,Coanda 效應(yīng)可以實現(xiàn)垂直起落,這其中的佼佼者就是加拿大 Avro 的 Avrocar。關(guān)于飛碟的傳說很多,
最后大多被證明只是人們的想象,但 Avrocar 確實很像飛碟,這大概是最接近傳奇式的飛碟的飛行器了。
Avrocar 就像一個上面圓渾的大碟子,中間是進(jìn)氣的圓孔,周邊是一圈小噴嘴。發(fā)動機(jī)產(chǎn)生高壓排氣,通
過周邊的噴嘴噴出,拉動上方氣流,沿上表面高速從中心向周邊流動,在飛行器靜止的時候就可以形成升
力,達(dá)到垂直起飛。垂直起飛后,重新調(diào)整周邊噴嘴的氣流分布,就可以實現(xiàn)噴氣推進(jìn),一旦達(dá)到一定速
度,飛碟本身的形狀就可以產(chǎn)生氣動升力,這時轉(zhuǎn)入正常飛行。Avrocar 是美國陸軍 VZ 系列垂直起落研
究機(jī)中的一個,在試飛中演示了垂直起落能力,但無法飛出地效高度,一進(jìn)入無地效飛行,飛行控制就顯
得力不從心,飛行穩(wěn)定性沒法解決,最后下馬了,留下一段飛碟的佳話。 加拿大 Avro 公司(就是曾經(jīng)研
制下馬了的 CF-105 Avro Arrow 的那個公司)研制過涵道風(fēng)扇達(dá)成 Coanda 效應(yīng)產(chǎn)生升力的 Avrocar
Avrocar 是歷史上最接近傳奇式的飛碟的飛行器了,采用中央的涵道風(fēng)扇進(jìn)氣,噴氣從碟的周邊噴出,拉
旋翼飛行原理
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動上表面氣流,在上表面形成 Coanda 效應(yīng),產(chǎn)生升力,達(dá)到垂直起飛。在加速實現(xiàn)氣動升力后,爬升并
轉(zhuǎn)入正常飛行 Avrocar 離地飄行。盡管“飛碟”在理論上可以飛起來,實際上,Avrocar 從來沒有真正飛
起來過,離開地效后,飛行穩(wěn)定性問題沒法解決 但是 Avrocar 引發(fā)了很多關(guān)于飛碟和外星人的聯(lián)想 。實
際上,出資 Avrocar 的美國軍方對飛碟的應(yīng)用是很實際的。
飛碟之類的太過離奇,更實際的還是在普通布局的固定翼飛機(jī)上做文章。傾轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)、傾轉(zhuǎn)機(jī)翼、傾
轉(zhuǎn)機(jī)身都太興師動眾,不是只要把推力矢量轉(zhuǎn)一個向就成了嗎?這就是推力偏轉(zhuǎn)(deflected slipstream,
也稱升力襟翼,因為特大的襟翼是垂直起落升力的主要來源)的概念。實現(xiàn)起來,把特大號的襟翼放下來,
螺旋槳或噴氣發(fā)動機(jī)對著猛吹,襟翼就把推力矢量向下偏轉(zhuǎn)。由于發(fā)動機(jī)直接向襟翼吹氣,也有把這叫做
噴氣襟翼,但在英文里和吹氣襟翼是一個詞,都是 blown flap,不過這和通常所說的吹氣襟翼不是一回事。
仔細(xì)分別的話,前者是翼下吹氣襟翼(under-the-wing blown flap),后者是翼上吹氣襟翼(over-the-wing
blown flap)。要注意的是,推力偏轉(zhuǎn)不是向量推力(vectored thrust),發(fā)動機(jī)噴口并不轉(zhuǎn)動,推力偏
轉(zhuǎn)是通過襟翼完成的。Ryan 92 VZ-3 是這方面的先驅(qū)。螺旋槳時代,推力矢量比較“散”,這也是利用
Coanda 效應(yīng)的上表面吹氣增升很難在螺旋槳飛機(jī)上實現(xiàn)的道理,所以 Ryan 要用異常巨大的襟翼和翼尖包
圍的垂板,來實現(xiàn)升力襟翼。Fairchild VZ-5 比 Ryan 更進(jìn)一步,使機(jī)頭往上抬起 30 度,利用地效進(jìn)一
步增加升力襟翼的增升作用,這已經(jīng)接近 Freewing 的概念了。法國布雷蓋(后并入達(dá)索)的 941 型短距
起落客機(jī)是第一個在量產(chǎn)飛機(jī)上使用升力襟翼技術(shù)的,美國的美國航空公司(American Airlines)等研究
過將布雷蓋 941 用于美國國內(nèi)城際通勤航線,由于種種原因,最后沒有實現(xiàn)。第一個將升力襟翼用于噴氣
飛機(jī)的是麥克唐納 YC-15,這是和波音 YC-14 競爭 AMST 計劃的麥克唐納方案。由于噴氣發(fā)動機(jī)的噴流均
勻一致,從襟翼向下偏轉(zhuǎn)的噴流還對機(jī)翼上表面的氣流起到一定的 Coanda 效應(yīng),進(jìn)一步增加升力。AMST 下
馬后,波音沒有對“上表面吹氣增升”進(jìn)一步研究,但麥克唐納把升力襟翼用于 C-17,使升力襟翼終成正
果。不過不管是 YC-15 還是 C-17,重點都不再是垂直起落,而是短距起落。
Fairchild 224 VZ-5 更進(jìn)一步,前機(jī)身有一個自然的 30 度上仰,進(jìn)一步增強(qiáng)增升效果,T 形尾頂端后有
一個小螺旋槳,用于懸停是輔佐姿態(tài)控制
旋翼飛行原理
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但是實用型的升力襟翼還是法國人先走一步,借助升力襟翼技術(shù),布雷蓋 941 已能夠在特別窄小的場地起
 
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