什麼飛機在設計上有令人拍案叫絕的技術革新?

於曉西

當然,我們以世界上最大的民航客機空中客車A380來說,就有諸多令人拍手叫絕的技術革新,最典型的當屬A380的翅膀設計。

空客A380以大,蓋冠民航客機領域,客機全長72.7米,翼展達79.8米,高達24.1米。其單艙佈局最多可容納853名乘客,比之前的“空中女王“波音747多出35%。這個龐然大物當然也需要一對碩大無朋的翅膀,來撐起高達560噸的重量。其一片機翼就足以容納70輛小轎車,然而過長的機翼也會給空客帶來主動挑戰。按照常規設計,A380的翅膀要遠超過72.7米,這也超出了諸多機場的降落標準。機制的空客從仿生學上門找到了應用方案!

圖、翼尖螺旋狀的翼尖渦流

我們知道截面迫使機翼周圍的氣流彎轉,機翼可使起上方氣流的流動速度快於下方氣流的速度,所以機翼上方的空氣流動速度比下方的空氣快,因此機翼上方的空氣氣壓低於正常值,機翼下方的較高氣壓會將機翼向上推,從而托起整個飛機。然而傳統機翼缺陷在於氣流通過翼尖的時候並不是很順暢,會產生螺旋狀的旋轉空氣,被稱之為翼尖渦流。機翼下方的高壓空氣從翼尖四周向上跑,然後將機翼表面向下壓,相當於機翼最後5%的長度完全沒有利用上,出現的渦流表示翼尖並未提供升力。

圖、加裝了翼翹的飛機模型,並沒有出現翼尖渦流

空客的工程師決定打造一個類似於草原雕翼尖羽毛的裝置——翼翹。通過實驗我們可以清晰的看到整個機翼周圍的氣流通過非常的通暢,在翼尖出也並未出現翼尖渦流的現象,圍繞著翼尖產生的漩渦消失了,翼翹的存在成為了阻擋氣流旋轉的屏障。渦旋被引導到翼尖處的翼翹頂部分離,此時原型機翼的整個表面都可以產生有利的升力,效率同較長的機翼相同。而將翼翹做成近乎垂直的形狀,便可將翼展的總長度縮到最短的距離。

草原雕的翅膀挽救了“巨無霸”,技術的革新使得A380從夢想變成現實!


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