喷气襟翼

超音速飞机的特殊增升装置

喷气襟翼是超音速飞机的一种特殊增升装置,它的基本原理是利用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,形成一片喷气的“幕”,从而起襟翼的增升作用。喷气襟翼一方面改变了机翼周围的流场,增加了上下压力差;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。所以,这种装置的增升效果极好。

简介
喷气襟翼是目前正在研究中的一种增升装置,它的基本原理是利用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,形成一片喷气的“幕”,从而起襟翼的增升作用。这是超音速飞机的一种特殊襟翼,它把“喷气”和襟翼两种作用结合起来,就构成“喷气襟翼”。
增升原理
当发动机喷气时,由喷气而来的反作用力R沿垂直和平行于飞行方向的两个分力L和P就是升力L和拉力P。
升力L值一般都很大,这是由于下列三方面的原因:
(1)R的垂直分力L起升力作用,将发动机产生的动力直接转变为支持飞机的升力;
(2)向后下方喷射的气流,加大了机翼上部的气流速度,如图《翼剖面流线》的流线谱所示,上下翼面的压力差变得很大,也就是升力增加得很大;
(4)对于迎面吹来的气流而言,喷气“幕”在下翼面形成一种实际障碍,好像一只扩大了的实体的后退襟翼,阻碍了该处气流的流动,降低了速度,增大了压力,使下方气流压力大于喷流“幕”上面的气流压力因而也增大了上下翼面的压力差,提高了升力。
上述第一项原因—升力的增长是来自发动机的喷气反作用力,后两项原因则来自空气动力。二者之和就是喷气襟翼增升的总量。其中以后者为主,但随着喷气速度和喷气量的增大,前者所起的作用也逐渐提高。根据试验,喷气襟翼的增升效果约为一般边界层控制系统增升效果的2-3倍。
应用现状
根据试验表明,采用喷气襟翼可以使升力系数增大到12.4左右,约为附面层控制系统增升效果的2~3倍。虽然喷气襟翼的增升效果很好,但也有许多尚待解决的难题:发动机的喷气量太大,喷流能量的损失大;形成的喷气幕对飞机的稳定性和操纵性有不良影响;机翼构造复杂,重量急剧增加;发动机的燃气流会烧毁机场跑道等等。
由于喷气襟翼十分复杂,目前只有个别飞机,如“鹞”式垂直起降飞机和F-4、米格-21轻型战斗机使用了喷气襟翼。
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