飞行原理民航大学

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主要增升装置： ① 前缘缝翼 ② 后缘襟翼 ③ 前缘襟翼 ④ 喷气襟翼
1.9 增升装置
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前缘襟翼
前缘襟翼广泛用于高亚音速飞机和超音速飞机。 大迎角飞行时，前驻点下移，机翼前缘的绕流很强，上翼面前部的逆压梯度
很大，容易造成气流分离。机翼上表面前缘襟翼放下后，改善了前缘的绕流情况， 能延缓上表面气流分离。
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1.9 增升装置
飞机起降时，为保证安全，必须到达一定速度。起飞、着陆速度越大，所需的 跑道长度越长。降低起飞、着陆速度，这样可以减小跑道长度，降低机场建设费 用，或使飞机在较小的机场起降。
质量一定的飞机在起飞和着陆时，所需的起飞、着陆速度与机翼面积、升力系 数成反比。
对于固定的飞机其机翼面积和最大升力系数一般也是一定的，为了保证飞机在
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1.9 增升装置 Lift Augmentation
增升装置是用来增大飞机的最大升力系数的装置
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1.9 增升装置
L
=W
⇔
1 2
ρV 2SCL
=
mg
大速度飞行时，小迎角； 以小速度飞行，大迎角。
用增大迎角的方法维持小飞行速度是
速 度
迎 有限度的。因为当迎角增大到临界迎 角 角时，升力将随迎角的增加而降低。
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查格襟翼、富勒襟翼
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后缘襟翼
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后缘襟翼
襟翼放下度数与临界迎角的关系.
The greater the flap deflection, the lower the stalling AOA.
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后缘襟翼
襟翼放下度数与失速速度的关系.
增大附面层内的气流速度延缓上表面气流分离； ③ 动力增升
吹除附面层和吸除附面层
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利用喷气式发动机动力改变推力方向来获得动升力。 采用喷管可旋转的发动机来实现
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增升装置形式
主要增升装置包括： ① 前缘缝翼 ② 后缘襟翼 ③ 前缘襟翼 ④ 喷气襟翼
1.9 增升装置
1. 翼尖小翼
2. 低速副翼
3. 高速副翼
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失速 (STALL)
1、失速的根本原因
失速是指飞机迎角超过临角迎角,不 能保持正常飞行的现象。
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随迎角增加，上
翼面气流分离现 象逐渐发展。
迎角超过临界迎
角后，上翼面产生 强烈的气流分离。
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失速 (STALL) 1、失速的根本原因
同时，放下前缘襟翼能增加翼型弯度。 使最大升力系数和临界迎角得到提高。
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B737-800的前缘襟翼 (克鲁格襟翼)
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Leading edge flaps extended:
• Increase the wing`s stalling AOA • Increase the wing level pitch attitude
The greater the flap deflection, the lower the stalling speed.
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放下后缘襟翼，使升力系数和阻力系数同时增大。因此，在起飞时放小角度 襟翼，着陆时，放大角度襟翼。
Take off
Landing
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Yaw
Ailerons Spoilers Trailing Edge Flaps
CG
Roll
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Horizontal Stabilizer Elevator
Leading Edge Flaps
Pitch
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增升装置小结
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后缘襟翼
⑤后退开缝襟翼 （The Slotted Fowler Flap）
后退开缝襟翼结合了后退式襟翼和开缝式襟翼的共同特点，效果最好，结 构最复杂。现代高速和重型飞机广泛使用。
大型飞机普遍使用后退双开缝或三开缝的形式。
双开缝
三开缝
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后缘襟翼 ⑤后退开缝襟翼 （The Slotted Fowler Flap）
第一章 亚音速空气动力学
• 1.1 物理基础 • 1.2飞行大气环境与标准大气 • 1.3空气流动的描述与基本定理 • 1.4 翼型和机翼形状及参数 • 1.5 气动力的合力、力矩及其系数 • 1.6 升力 • 1.7 阻力 • 1.8 升力与阻力的关系 • 1.9 增升装置 • 1.10 失速
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放下襟翼，在后缘和机翼之间，形成涡流区，压 力降低，对机翼上表面的气流有吸引作用，使其流 速增大，上下压差增大，既增大了升力，同时又延 缓了气流分离。
另一方面，放下襟翼，机翼翼剖面变得更弯曲， 使上、下表面压力差增大，升力增大。
由于以上两方面的原因，放下分裂襟翼的增升效 果相当好。但因大迎角放下襟翼，上表面的最低压 力点的压力更小了，使气流更易提前分离，故临界 迎角有所减小。
Ø 前缘襟翼
Ø 喷气襟翼
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第一章 亚音速空气动力学
• 1.1 物理基础 • 1.2飞行大气环境与标准大气 • 1.3空气流动的描述与基本定理 • 1.4 翼型和机翼形状及参数 • 1.5 气动力的合力、力矩及其系数 • 1.6 升力 • 1.7 阻力 • 1.8 升力与阻力的关系 • 1.9 增升装置 • 1.10 失速 • 1.11 特殊情况
后缘襟翼
② 简单襟翼 （The Plain Flap）
CL
放下襟翼
襟翼收上
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α
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后缘襟翼
② 简单襟翼 （The Plain Flap）
大迎角下放简单襟翼，升力系数及最大升力系数增加，阻力系数增加，升阻 比降低，临界迎角降低。
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后缘襟翼
③开缝襟翼 （The Slotted Flap）
• 增升原理
ü 改变翼型的弯度
ü 控制附面层
ü 动力增升
• 增升装置
Ø 前缘缝翼
Ø 后缘襟翼
• 分裂襟翼 （The Split Flap）
• 简单襟翼 （The Plain Flap）
• 开缝襟翼 （The Slotted Flap）
• 后退襟翼 （The Fowler Flap）
• 后退开缝襟翼 （The Slotted Fowler Flap）
起飞和着陆时，减小滑跑距离而产生足够的升力，有必要在机翼上装设增大升力 系数的装置。这往往通过增升装置来实现。
L
=W
⇔
1 2
ρV 2SCL
=
mg
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1.9 增升装置
增升装置的工作原理 增升装置主要是通过三个方面实现增升： ① 改变翼型弯度 ② 增控大制翼附型面的层弯度，提高上下翼面压强差。
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主要增升装置： ① 前缘缝翼 ② 后缘襟翼 ③ 前缘襟翼 ④ 喷气襟翼
1.9 增升装置
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喷气襟翼
喷气襟翼的基本原理是，利用从涡轮喷气发动机引出的压缩空气或燃气流， 通过机翼后缘的缝隙沿整个翼展向后下方以高速喷出，形成一片喷气幕如图所 示，这一方面增加了机翼上、下表面的压力差；另一方面，喷气的反作用力在 垂直方向上的分力也使机翼升力大大增加。
Leading Edge Slat
前缘缝翼
Leading Edge Slot
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前缘翼缝
前缘缝翼
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前缘缝翼增升原理示意图
前缘缝翼
α
α
闭合
打开
下翼面高压气流流过缝隙，贴近上翼面流动。 一方面降低逆压梯度，延缓气流分离，增大最大升力系数和临界迎角。 另一方面，减小了上下翼面的压强差，减小升力系数。
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后缘襟翼
② 简单襟翼 （The Plain Flap）
简单襟翼与副翼形状相似。放下简单襟翼，增加机翼弯度，进而增大上下 翼面压强差，增大升力系数。
但是放简单襟翼使得压差阻力和诱导阻力增大，阻力比升力增大更多，使 得升阻比降低。
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开缝襟翼在简单襟翼的基础上进行了改进，其作用类似于简单襟翼和前缘缝 翼的“综合” 。在下偏的同时进行开缝，和简单襟翼相比，可以进一步延缓上 表面气流分离，增大机翼弯度，使升力系数提高更多，而临界迎角却降低不多。
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后缘襟翼
③开缝襟翼 （The Slotted Flap）
Better lift performance for any AOA
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1.9 增升装置
增升装置的工作原理
增升装置主要是通过三个方面实现增升： ① 改变翼型弯度 增大翼型的弯度，提高上下翼面压强差。 ② 控制附面层 增大附面层内的气流速度延缓上表面气流分离； 吹除附面层和吸除附面层 ③ 动力增升 利用喷气式发动机动力改变推力方向来获得动升力。 采用喷管可旋转的发动机来实现
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前缘缝翼
CL 前缘缝翼打开 前缘缝翼闭合
αcrαcr
α
前缘缝翼在小迎角时并不能起到增加升力的作用，只在大迎角时使用。
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前缘缝翼
• LE Slats increase lift and direct high pressure air from the lower surface to the upper surface to prevent flow separation at low speeds.
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后缘襟翼
④后退襟翼（The Fowler Flap）
后退襟翼在简单襟翼的基础上进行了改进。在下偏的同时向后滑动，和简单 襟翼相比，增大了机翼弯度也增加了机翼面积，从而使升力系数以及最大升力 系数增大更多，临界迎角降低较少。故增升效果好。高速飞机采用较多。
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前缘缝翼增升原理
前缘缝翼
在接近临界迎角时，上翼面的气 流分离是使升力系数降低的主要 原因，因此，在此迎角下，利用 前缘缝翼能提高最大升力系数和 临界迎角
在小迎角的情况下，上翼面的气流分离本来就很弱，此时若打开前缘缝翼，不 仅不能增大最大升力系数，反而会使上下翼面的压强差减小而降低升力系数。
4. 襟翼滑轨整流罩
5. 前缘襟翼－克鲁格襟翼
6. 前缘缝翼
7. 内侧襟翼
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8. 外侧襟翼
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主要增升装置： ① 前缘缝翼 ② 后缘襟翼 ③ 前缘襟翼 ④ 喷气襟翼
1.9 增升装置
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前缘缝翼
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后缘襟翼
① 分裂襟翼（The Split Flap）
分裂襟翼是一块从机翼后段下表面向下偏转而分裂出的翼面，它使升力 系数和最大升力系数增加，但临界迎角减小。
这种襟翼本身象一块薄板，紧贴于机翼后缘。
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① 分裂襟翼（The Split Flap）
后缘襟翼
失速产生的根本原因是飞机的 迎角超过临界迎角。
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失速 (STALL)
The angle at which stall occurs is called the critical angle of attack.
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失速 (STALL)
The critical AOA is a function of design and does
• LE Slots work like fixed slats and affect performance by increasing the stalling angle of attack.
Leading Edge Slat Leading Edge Slot
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主要增升装置： ① 前缘缝翼 ② 后缘襟翼 ③ 前缘襟翼 ④ 喷气襟翼
1.9 增升装置
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后缘襟翼
飞机的襟翼是机翼上可以偏转和或 滑动的翼片，平时飞机停在机场上或 在高空巡航飞行时，襟翼都收拢在机 翼上。
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对称地位于两边机翼后缘内侧
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后缘襟翼
① 分裂襟翼 （The Split Flap） ② 简单襟翼 （The Plain Flap） ③ 开缝襟翼 （The Slotted Flap） ④ 后退襟翼 （The Fowler Flap） ⑤ 后退开缝襟翼 （The Slotted Fowler Flap）