雖然是高等空氣動力學( Advanced Aerodynamics) 的內容,
但是!!
這篇就是要讓有僅基本知識的航太人也能了解的氣動力概念。
如果要看這篇,請確認以下名詞都能了解:
Aspect Ratio、Sweep Angle、Twist、Camber、Thickness、Taper Ratio、Pressure Distribution,Critical Mach Number
現在開始,請想像一塊平平的機翼在你腦海中,像這樣
然後~ 想像這片機翼是NACA0012
且他的的Pressure Distribution,也就是上下兩片翼上面的壓力曲線為這樣
因為是對稱翼,所以現在上下的壓力分佈都一樣
Aspect Ratio 展弦比 : 增加升力曲線斜率、減少誘導阻力
Aspect Ratio又稱為展弦比,主要就是機翼從上面看他的長寬比。
大家都知道,AR越高,飛機的升力係數就越大。
在CL vs α 的圖中,AR會增加升力曲線的斜率,也就是相同攻角下,能產生的升力變大
這可以很簡單的從下面的圖得知。(AR = Aspect Ratio = 展弦比)
滑翔翼為什麼多使用展弦比高的機翼? 那是因為可以在相同的升力條件下,有效的減少Induced Drag(誘導阻力)
,如下圖
如果Aspect Ratio越大,其Oswald's efficiency e 就越小,也就是說,理論值算出來的阻力會比實際的值還要小
而當e = 1時,代表機翼的效率最好,此時形狀是橢圓型機翼(像是英國的噴火式戰機那樣)
如果展弦比一直增加,那Oswald's efficiency 會下降是因為機翼越來越長,其形狀也越來越偏離橢圓形。
Sweep Angle 後掠角 :增加臨界馬赫數、減少升力曲線斜率
Sweep Angle是後掠角,我們知道後掠角的用意是在於增加Critical Mach Number臨界馬赫數,所以可以飛更快但不會在機翼上產生震波。
有興趣的可以看看下面的說明
在CL vs α 的圖中,Sw (Sweep Angle)同時會減少升力曲線的斜率。也就是說,後掠角角度越大,同攻角下升力越差!
看不到GIF動圖的請點連結:https://media.giphy.com/media/Rm273MoFmPwmlcG3sE/giphy.gif
但是,Sweep Angle並不會改變Induced Drag,也就是相同升力係數下,誘導阻力不變
看不到GIF動圖的請點連結:https://media.giphy.com/media/J5XbeE2PYjvA7dNACg/giphy.gif
在Aspect Ratio的時候講到Oswald's Efficiency會越來越小,因為形狀偏離橢圓形。
而這點Sweep Angle也是,如下圖所示
剩下的參數,請參考以下文章:
【高等空氣動力學】輕鬆了解機翼的各項參數所影響的氣動力表現 (2)
【高等空氣動力學】輕鬆了解機翼的各項參數所影響的氣動力表現 (3) 尚未更新