学习任务第七课

电子教材

第一小节：机翼增升装置和增升原理

机翼增升装置

机翼增升装置：指机翼上用来改善气流状况和增加升力的一套活动面板。可在飞机起飞、着陆或低速机动飞行时增加机翼剖面之弯曲度及迎角，从而增加升力。

机翼增升装置类型：固定翼无人机机翼的增升装置是指利用增加机翼弯度、面积和延迟气流分离的等方法增加升力的装置，通常装在机翼的前缘和后缘：其中位于前缘的有前缘缝翼和前缘襟翼，位于后缘的有各种形式的后缘襟翼。这些翼面在非使用状态下都是机翼剖面的一部分。★重点内容

后缘襟翼

后缘襟翼：后缘襟翼位于机翼后缘，故称为后缘襟翼。放下后缘襟翼，既增大升力系数，同时也增大阻力系数。因此，在起飞时一般放下小角度襟翼，着陆时放下大角度襟翼。★重点内容

后缘襟翼的种类较多，包括：分裂襟翼、简单襟翼、开缝襟翼、后退襟翼、后退开缝襟翼等。

简单襟翼

简单襟翼：简单襟翼与副翼形状相似，放下简单襟翼。改变了襟翼的弯度，使机翼更加弯曲。这样，流过上翼面的气流流速加快，压强降低，而流过下翼面的气流流速减慢，压强提高，因而上，下翼面压强差增大，升力系数增大。★重点内容

开放襟翼

开放襟翼：开放襟翼也称为分裂式襟翼，它是从机翼后段下表面一块向下偏转而分裂出的翼面。

开缝襟翼

开缝襟翼：开缝襟翼是在简单襟翼的基础上改进而成的，这种襟翼在下偏的同时开缝，其类型有单缝襟翼和多缝襟翼等。

后退襟翼

后退襟翼：后退襟翼也是在简单襟翼的基础上改进而成的，这种襟翼在下偏的同时还向后滑动。放下后退襟翼，不仅能增大机翼的弯度，使升力系数增大，而且还增大了机翼面积，增升效果好，且临界迎角减小得少。★重点内容

后退开缝襟翼

后退开缝襟翼：后退开缝襟翼就是将后退襟翼与开缝襟翼结合起来：当襟翼下偏和后退时，它的前缘和机翼的后缘形成一条或多条缝隙。它兼有后退襟翼和开缝襟翼的优点，增升效果很好，现代高速大、重型飞机广泛使用。

前缘襟翼

前缘襟翼：前缘襟翼位于机翼前缘故称为前缘襟翼。这种襟翼广泛用于高亚声速固定翼无人机和超声速固定翼无人机。

前缘缝翼

前缘缝翼：前缘缝翼位于机翼前缘，其作用是延缓机翼的气流分离，提高最大升力系数和临界迎角。

★重点内容

边界层控制

以上，后缘襟翼：简单襟翼、开放襟翼、开缝襟翼、后退襟翼、后退开缝襟翼及前缘襟翼、前缘缝翼。机翼增升装置，使固定翼无人机的最大升力系数得到了提高，从而使固定翼无人机的起飞、着陆性能有较大的提升。但这几种增升装置在使用时也会带来一定的副作用，在固定翼无人机起飞时都是有限制使用，而随着固定翼无人机的速度越来越高，翼型相对厚度也越来越小，引起最大升力系数的减小，前面几种装置的增升效果会较小。现代高速固定翼无人机多采用更先进的边界层控制技术来实现增升。

边界层概念

边界层又叫附面层，是

边界层又叫附面层，是指空气流过固定翼无人机时，贴近固定翼无人机表面、气流速度由层外主流速度逐渐降低为零的那一层空气流动层。★重点内容

 当有黏性的空气流过固定翼无人机时，紧贴固定翼无人机表面的一层空气，与固定翼无人机表面发生黏性摩擦，这一层空气完全黏附在固定翼无人机表面上，气流速度降低为零。紧靠这静止空气层的外面第二气流层，因受这静止空气层黏性摩擦的作用，气流速度也要降低，但这种作用要弱些，因此气流速度不会降低为零。再往外，第三气流层又要受第二气流层黏性摩擦的作用，气流速度也要降低，但这种作用更弱些，因此气流速度降低就更少些。这样，沿垂直于固定翼无人机表面的方向，从固定翼无人机表面向外，由于黏性摩擦作用的减弱，气流速度就一层一层的逐渐增大，到附面层边界，就和主流速度相等了。这层气流速度由零逐渐增大到主流速度的空气层，就是附面层。

吹气襟翼及边界层吸收装置

边界层控制主要有如下两种类型：

1、吹气襟翼：吹气襟翼又称边界层吹除增升装置，它的基本原理是利用从涡轮喷气发动机引出的压缩空气或燃烧热气流，通过襟翼与机翼前缘的缝隙沿上翼耐高速向后喷出，形成压制气流，称为前缘吹气襟翼；或通过襟翼与机翼后缘的缝隙向后下方以高速喷出，形成喷气幕，称为后缘吹气襟翼。前缘吹气襟翼和后缘吹气襟翼都可以利用边界层吸附效应，又称射流效应或康达效应，推迟气流分离，减小涡流区，改善机翼气流的流场，增加上、下翼面的压力差，从而使升力系数和临界迎角都增大。另外，后缘吹气襟翼所喷出气流的反作用力在竖直方向上的分力也可使机翼升力增加。

2、边界层吸收增升装置：与吹气襟翼相反，这种增升装置利用吸气泵，通过机翼上表面的缝隙，抽吸边界层地气流，使气流地速度和能量增大，减小逆压梯度地作用。这样也可以延迟气流分离，减小涡流区，改善机翼表面气流地流场，增加上、下翼面地压力差，从而使升力系数和临界迎角都增大。

第二小节：改善机翼气动性能的其他方法

机翼扭转

机翼扭曲（Wingdistortion）也叫机翼扭转，是一种比较常见的机翼设计为了降低诱导阻力改善升力分布，防止翼尖失速。机翼扭曲分为分为气动扭转和几何扭转。

1、几何扭转：固定翼无人机机翼各剖面绕其前缘相对于机身纵轴的转角称为几何扭转角，其中翼根处的扭转角即为机翼的安装角。★重点内容

2、气动扭转：气动扭转机翼是指沿机翼展向各剖面（翼型）的零升力角不同。通过沿展向各剖面配置不同系列翼型或不同弯度的同一系列翼型，就可以得到有气动扭转的机翼。

扰流板

扰流板：主要是指安装在机翼上表面或者机身背部的可偏转小翼面。当扰流板向上打开时，一方面可以增加固定翼无人机的阻力，使固定翼无人机速度降低，又被称为减速板。 从而减小机翼产升的升力，即扰流板还具有减小力或卸除升力的作用，这点与增升装置正好是相反的。当扰流板收起时，它紧贴于机翼或机身上，不影响机翼表面气流的流动。

翼尖小翼

翼尖小翼（winglet或wingtip），又称作翼尖帆或翼端帆,航空业界内叫翼梢小翼，位于飞机机翼的翼梢，有单上小翼、上下小翼等多种形式的翼梢小翼。通常用于提高固定翼航空器机翼的效率，也可用来改善航空器的操纵特性。

第三小节：课后小结

第四小节：习题演练