后掠翼的一個(gè)缺點(diǎn)是它們趨于在翼尖失速而不是在機(jī)翼根部失速。如圖3-45。這是因?yàn)檫吔鐚于呌谘匾碚狗较虺砑饬鲃?dòng),然后在靠近前緣處分離。因?yàn)楹舐右淼囊砑馓幱跈C(jī)翼的后面部分(位于升力中心之后),翼尖失速會(huì)導(dǎo)致升力中心在機(jī)翼上向前移動(dòng),迫使機(jī)頭進(jìn)一步抬升。當(dāng)機(jī)翼后掠和錐形結(jié)合時(shí),翼尖失速的趨勢(shì)最大。
失速狀態(tài)可能由于T形尾翼配置而變的更加嚴(yán)重,T形尾翼在尾部翼面發(fā)生振動(dòng)的時(shí)候提供的失速前告警很少或者沒有。如圖3-46。
T形尾翼處于機(jī)翼伴流之上,即使機(jī)翼開始失速時(shí),也仍然有效,會(huì)讓飛行員無意識(shí)的驅(qū)動(dòng)機(jī)翼以大得多的迎角進(jìn)入更嚴(yán)重的失速。如果水平尾翼控制面沉沒在機(jī)翼伴流中,升降舵將完全失去效能,將不可能通過降低配平姿態(tài)而改出失速。在失速前和即刻失速后狀態(tài),后掠翼飛機(jī)的升力/阻力性質(zhì)會(huì)導(dǎo)致飛行航跡愈加下降且飛行姿態(tài)不變,迎角進(jìn)一步增加。這種情況下,沒有可靠的迎角信息,逐漸加速的俯沖配平姿態(tài)不能保證失速改出已經(jīng)有效,這時(shí)的升降舵向上運(yùn)動(dòng)只能讓飛機(jī)失速。
在極端抬頭姿態(tài)失速時(shí)的機(jī)頭惡意上仰使失速改出困難而激烈是T型尾翼飛機(jī)的一個(gè)特性。操縱桿推進(jìn)器禁止這種類型的失速。大約在失速速度的一節(jié)之上,預(yù)先編程的操縱桿力自動(dòng)地向前移動(dòng)操縱桿,阻止失速的發(fā)展。也可能會(huì)有一個(gè)重力加速度限制器配合這個(gè)系統(tǒng)來阻止操縱桿推進(jìn)器引起的機(jī)頭下俯產(chǎn)生的飛機(jī)負(fù)載過量。(注:操縱桿推進(jìn)器是幫助克服失速的,所以要設(shè)定向前推操縱桿以降低機(jī)頭,但是又可能使得機(jī)頭降低過量引起載荷因子增加,所以加速度限制器又是阻止機(jī)頭過分降低而引起飛機(jī)過載。) 另外,當(dāng)空速超出失速速度5%-7%時(shí)操縱桿振動(dòng)器會(huì)提供失速告警。
馬赫振動(dòng)邊界層
到目前為止,只講解了過大速度引起的馬赫振動(dòng)。必須記住,馬赫振動(dòng)是機(jī)翼上氣流速度的一個(gè)函數(shù),而不一定是飛機(jī)的速度。任何時(shí)候不管機(jī)翼上過大的升力是由過快的空速還是由接近最大運(yùn)行速度時(shí)的過高迎角引起的,都會(huì)發(fā)生高速振動(dòng)。但是,也有些時(shí)候在低得多的速度時(shí)發(fā)生振動(dòng),稱為“低速馬赫振動(dòng)”。
能導(dǎo)致低速馬赫振動(dòng)的最可能情況是 飛機(jī)由于它的重量和高度迫使其處于大迎角飛行而速度太低時(shí)。這個(gè)非常高的迎角將會(huì)把機(jī)翼上表面的氣流速度增加到同一點(diǎn),這一點(diǎn)和高速振動(dòng)中的沖擊波和振動(dòng)效應(yīng)是一樣的。在無論是低速還是高速邊界層,機(jī)翼的迎角對(duì)于引發(fā)馬赫振動(dòng)有最大的影響。在增加迎角的條件下,機(jī)翼上的氣流速度和馬赫振動(dòng)的變化如下:
* 高高度 –飛機(jī)飛的越高,空氣越稀薄,就需要越大的迎角來產(chǎn)生維持水平飛行的升力
* 大的重量-飛機(jī)越重,機(jī)翼就需要更大的升力,如果其他條件不變,那么就需要更大的迎角。
* G載荷-飛機(jī)G載荷的增加和重量的增加有相同的效果。無論G力的增加是因?yàn)檗D(zhuǎn)彎,猛烈的控制或者湍流,增加機(jī)翼迎角的效果是相同的。
飛行控制
在高速飛機(jī)上,飛行控制分為主要飛行控制(primary flight control)和輔助飛行控制(secondary flight control)。主要飛行控制是控制飛機(jī)沿俯仰,側(cè)滾,和偏航3軸的運(yùn)動(dòng)。它們包含副翼,升降舵和方向舵。輔助飛行控制包含配平片,前緣襟翼,后緣襟翼,擾流板以及前緣縫翼(slat)。
擾流板用在機(jī)翼的上表面來擾流或降低升力。對(duì)于高速飛機(jī),由于它們明顯的低阻力設(shè)計(jì)而使用擾流板作為速度制動(dòng)器(speed brake)來降低速度。飛機(jī)接地后擾流板立即伸出來釋放升力,因此飛機(jī)的重量就從機(jī)翼轉(zhuǎn)移到輪子上,能夠得到更好的制動(dòng)性能。如圖3-47。
噴氣運(yùn)輸飛機(jī)有小的副翼。副翼的空間是有限的,因?yàn)闄C(jī)翼的后緣要盡可能的滿足后緣襟翼的需要。另一個(gè)原因是常規(guī)大小的副翼在高速飛行時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)翼扭曲變形。由于副翼必定很小,擾流板就配合它來提供額外的側(cè)滾控制。
一些噴氣運(yùn)輸飛機(jī)有兩組副翼;一對(duì)是外側(cè)的低速副翼,和一對(duì)高速的內(nèi)側(cè)副翼。當(dāng)襟翼在起飛后完全收起時(shí),外側(cè)副翼自動(dòng)的鎖定在成流線型位置。
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