固定翼飛機發(fā)展到現(xiàn)在種類繁多,有客機,運輸機,戰(zhàn)斗機,螺旋槳飛機……各種飛機的功能不同,需求不同,外形也各不相同。
飛機的外形和飛行特性息息相關。為了讓飛機在飛行中所處的阻力、升力、推力等作用力之司得到最佳的效率,工程師需要對機翼的外形、飛機的截面、外形輪廓等細節(jié)反復研究。這些研究離不開各種試驗。
對于我們來說,折一架紙飛機出來后,直接試飛,觀察飛行效果怎么樣,是我們能最直觀操作的飛行實驗。
我們知道,飛機在空中飛行和船只在水面開過的情況類似,飛機會讓周圍的空氣產生波浪效果。舉個例子:當螺旋槳飛機在空中飛行時,頭部會先遇到迎面而來的空氣,空氣受到飛機頭部的擠壓,會向周圍流開。這樣的氣流就像船舶在水中航行時產生的人字形的波浪一樣。
低速螺旋槳飛機的機翼從上往下看就像一對又長又直的矩形,并且它機翼的位置還比較靠前。于是此類機翼翼尖無法躲在飛機頭部所產生的氣流內,它也會相對獨立的迎著空氣。
當人們進入噴氣式發(fā)動機時代后,飛機的速度越來越快。工程師漸漸發(fā)現(xiàn)平直的機翼已經不能適應高速飛行了。不同于螺旋槳飛機平直的機翼,噴氣式飛機的機翼往往設計成向飛機后方展開的形狀。即沿飛機從上往下看,機翼前部和后部的輪廓線都是向后傾斜的,這樣的機翼我們稱為后掠翼,采用這樣的設計能使得機翼也躲在飛機頭部產生的波浪之內,阻力會比平直機翼的小,更適合高速飛行。
最后將各翼面恢復到初始的位置,按照紙飛機立體結構圖展開,注意這次的紙飛機F111的側面部分又往下折了一次,并且往下折的外側機身要向外側傾斜,折好后從前往后看F111的身體部分呈倒過來的“W”形。
這次的修改主要是為了增加紙飛機F111的飛行穩(wěn)定性,改進后紙飛機F111的外側機身形成了一個半開方式的氣流通道,這能更好的穩(wěn)定氣流。配合升降舵的使用還能幫助紙飛機F111在低速飛行時也能保持平穩(wěn)飛行。
另外,我們還可以拿出之前制造的通用飛機。進行對比飛行。實際感受一下后掠翼飛機和平直機翼的飛機在速度上的差別。
通過對比飛行我們可以發(fā)現(xiàn),有掠翼的紙飛機F111如前面的氣流分析一樣,飛行阻力要小,只要往前一擲就能快速向前飛去。對比通用飛機,在相同力量投擲下,只能慢慢悠悠往前滑翔。兩者的飛行特點大相徑庭。
這次的紙飛機F111,我們還制作出了各翼面。通過不同的翼面調整,可以讓紙飛機F111飛出不同的花樣來。剩下的飛行實驗就交給各位“飛行員”自由探索??鞓凤w行,下期再見!