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变着花样飞

2021-03-29程峰

百科探秘·航空航天 2021年3期
关键词:幻影纸飞机风扇

程峰

上一期我们介绍了三角翼战机,对于重视机动性能的战斗机而言,三角形机翼应用广泛。中国作为世界上为数不多的能独立设计和制造战斗机的国家,我们也有不少战机采用了三角翼设计,其中颇具代表性的就是歼-8战斗机。

歼-8机体修长,有“空中美男子”之称。作为一款从20世纪60年代开始研发的战机,在几代工程师的努力下,歼-8已经发展出一个拥有多种型号的大家族,至今仍然飞翔在祖国的蓝天上。

20世纪80年代,法国曾经积极地向我国推销幻影2000战斗机。作为来自欧洲的知名战机,幻影2000的电子设备非常先进,除了具有出色的空战性能外,还拥有对海攻击能力,甚至能够携带反舰导弹,这在当年可是非常了不起的。另外,幻影2000装备了当时先进的涡轮风扇发动机,拥有较强的机动性能,特别是在低空,发动机推力十分强劲。与此相比,歼-8当时装备的还是涡轮喷气发动机,在起飞时的推力感略差一些,而且发动机的油耗也相对更大。但是,对比幻影2000,歼-8也不是一无是处,正因为采用的是涡轮喷气发动机,它的高空高速性能反而更好。

涡轮风扇发动机和涡轮喷气发动机相比较,前者多了风扇这一组件。可不要小瞧风扇这个结构,因为它的存在,发动机的设计制造复杂了很多,飞机性能也提升很多。现在世界上先进的航空发动机,无论是民航客机还是战斗机大都采用涡轮风扇发动机。

现在,我们可以在家里找一片宽敞区域进行试飞。先做飞行前检查,手握纸飞机,从前往后看,保证左右对称,注意两侧机翼须保持在同一水平位置。

直线飞行

将纸飞机向前推出。如果纸飞机往左偏,那么我们就将方向舵往右调一点儿。接着再次试飞,如果纸飞机往右偏,那我们就将方向舵往左回调一点点。这个过程反复几次,我们的纸飞机就能保持平稳向前的飞行状态了。

上期我们介绍的三角翼战机其实就是以幻影2000为模板设计制作的。这次我们就把两架战机放在一起,来一场飞行对决吧!

翻转飞行

先让幻影2000进行一次翻转飞行。将襟翼、副翼往上调,将纸飞机向斜上方掷出。此时,你会发现幻影2000能进行一次轻松的大幅度向上翻转飞行。如果手劲儿够大的话,还可以试试更有难度的飞行。保持襟翼、副翼向上,用力往前掷,幻影2000会逐渐抬头,转而向上方飞行,接着继续向上爬升,随着仰角不断增大,最后也能翻一个筋斗再向下。随着高度的下降,幻影2000会慢慢改为平飞,最后降落到地面上。

幻影2000的飞行轨迹:

它可以轻松地在空中翻个筋斗。

根据偏航方向微微调整方向舵

歼-8的飞行轨迹:

要让它做出翻转动作,必须以接近垂直的方向将它掷出。

接着我们再用歼-8试飞同样的动作。将歼-8的升降舵往上调,大力往前掷,歼-8也会逐渐抬头,转而向斜上方爬升。不过,歼-8在此之后不会出现向上翻转动作,而是保持住这个角度,在空中短暂停顿后尾部开始向下滑落,同时头部迅速向下偏转,开始俯冲。随着高度的下降,歼-8会慢慢改为平飞,最后降落到地面上。比试过后我们会发现:歼-8进行向上翻转飞行要比幻影2000困难一些。

这是为什么呢?仔细观察一下幻影2000和歼-8,将两架战斗机并排放在一起,从上往下看,我们就可以发现,幻影2000的长度和宽度相当,而歼-8的长度明显大于宽度,更加修长。所以,它在做向上翻转这个动作时就需要更多的技巧。

接着我们再让两架战斗机旋转着向前飞。将幻影2000左侧副翼下调,右侧副翼上调,再用力向前掷出。此时你会发现幻影2000开始微微向右倾斜,不过并没有明显地在旋转中前进。下面我们再将左侧的全部翼面都向下调,右侧的全部翼面都向上调,再次往前掷出,此时幻影2000终于开始顺时针旋转着往前飞行。

接下来该歼-8出场了,我们可以来对比一下歼-8做这个动作时会不会更灵活一些。将歼-8左侧副翼下调,右侧副翼上调,向前掷出后,歼-8似乎也没有太明显的旋转,而是向左侧飞行了。我们再试试将左侧的升降舵下调,右侧的升降舵上调 ,调整好以后,再次向前掷出,只见歼-8迅速向前飞行的同时机身还绕着前进方向进行快速的顺时针旋转,这旋转的速度可比幻影2000快多了。

为了理解这个原理,我们可以做一个小实验,剪一张大约1厘米宽、10厘米长的小纸条,然后我们用双手拿著它,让小纸条的平面与地面平行,然后举到胸前,双手一齐放开。这时,小纸条会翻滚着往下飘,并且这个翻滚是绕着小纸条长度方向的中心轴进行的。也就是说,条状的纸张在空中很容易绕着长轴水平翻转。

有时候我们听闻某种战斗机的气动外形十分先进。所谓“气动外形”其实就是指飞机外形上的各种细节,比如机翼形状、飞机长宽比等。飞机的外形结构深刻影响着飞行性能。今天的这次飞行对决就是想让大家实际感受一下不同形状的纸飞机会给我们带来怎样的飞行体验。希望大家能够通过仔细的对比,更加深刻地理解飞机结构设计对于飞行性能的影响。

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