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飛機胸口上的激凸,能縮短几十米降落距離,讓汽車尾翼不再是擺設

前幾天做視頻聊了聊飛機的腿和腳,今天來看看飛機心臟附近的小玩意兒。有些飛機的發動機表面裝有一個金屬片,那麼這個金屬片到底是啥呢?

這就是發動機短艙渦流發生器。為啥要裝這東西呢?客機講究一個經濟耐用,所以起落架要儘可能短,這樣利於地勤保養,還能減重;發動機也要儘可能省油,那必然會用直徑較大的渦扇發動機。綜合以上條件,發動機掛在機翼下面是最好的解決方案。但是起落架太短,發動機就離地太近,容易吸入異物,所以發動機就要儘可能往高安裝。目前看起來這些方法都沒什麼毛病對吧,畢竟發動機再高,還能擋住機翼不成?水平飛行的時候確實擋不住,但是起降期間飛機保持迎角的時候,發動機前端就會擋住機翼,導致機翼上方原本順滑的氣流變的紊亂甚至脫離機翼,損失升力。

你們以為僅僅如此嗎?不,還有更過分的。現在某一型飛機造出來之後還要推出各種改型,一般都是加長機身,增加額定載荷。加長機身之後就會出現一個問題,那就是重心更靠後了,需要重新調整飛機的平衡。這其中的一項措施就是把發動機往前移。這下可好,飛機保持大迎角的時候,發動機阻擋氣流的現象就更嚴重了,飛機在起降階段會損失大量升力,這就需要增加起降速度,延長滑跑距離。所以,為了理順發動機後方混亂的氣流,就有了發動機短艙渦流發生器。

渦流發生器當然是要產生渦流的,其原理就和戰鬥機機翼前方的邊條一樣,水平飛行時不會有任何影響,但是在擁有迎角之後,就能通過擠壓空氣,在邊緣產生壓力差形成一股強勁的漩渦狀氣流,這個渦流會從機翼上方流過,引導混亂的氣流沿著機翼表面順滑的通過,保持住上下翼面的壓力差。如果空氣濕度足夠大,就會看到水霧在渦流中做螺旋運動,從渦流發生器一直延伸到機翼後方。渦流發生器一般裝在發動機靠近機身的一側,因為靠近機身一側的氣流比外側更加混亂。

但是這裡面有例外,C17運輸機則是在發動機兩側都裝了小耳朵,這樣即便在很低的速度下,機翼都能損失最小的升力,從而達到短距起降的目的。

這個距離能縮短多少呢?對於波音767-200來說,渦流發生器的應用讓接地速度可以降低5節,所需跑道長度減少了76米,確實不是一個小數目了。

渦流發生器除了應用在發動機艙上,還有裝在機翼上的,通過偏轉一定的角度,就能拉出一股股渦流。有人用自己的飛機做過實驗,同樣的迎角下,裝不裝渦流發生器,失速速度相差25%之多。

雖然帶有角度的渦流發生器會產生額外的阻力,但是其提供的升力遠遠大於阻力,所以還是很划算的

這東西在汽車領域也有應用。汽車的氣動外形其實和機翼很像,高速時會產生升力,即便汽車是一塊平板,不產生升力,但是在過彎時也需要降低速度避免車輛突破輪胎的抓地極限。為了以更快的速度過彎,就需要為汽車提供下壓力來增加輪胎摩擦力。這其中較為簡單有效的辦法就是安裝尾翼。有很多人喜歡改裝自己的車,加個尾翼做個包圍啥的,其實大部分三廂轎車的尾翼都是沒有什麼作用的。從後車窗開始,空氣會自動分為兩個部分,一部分從車輛上方剝離,另一部分緊貼車體表面,尾翼所在的部位的氣流是亂的,不能被尾翼利用。

為了給尾翼部分添加並理順氣流,就需要給車頂靠後的位置安裝渦流發生器,和機翼上的渦流發生器一樣,強勁的渦流會引導剝離汽車的氣流接近車體,並且多股渦流能夠像梳子一樣理順氣流,讓它們經過尾翼,這樣尾翼就會起作用,為汽車尾部提供下壓力。


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