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davidboy
路人甲乙丙
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 Posted - 08/30/2019 : 14:05:06
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Originally posted by allenhsy
請問你從我那段文字得出這個結論?
升力體能產生升力,升力體升阻比遠不如主翼,請問這兩者哪裡衝突?
“這就是書讀死的典型,機身確實是計算在翼面積之內的,那為什麼沒有飛機造的機體特別大翅膀特別小?”
一句话，机身到底有没有计算在翼面积内？
午休的时候拿F22的照片算了一下，按照骡马官网数据，机长18.90m，翼展13.56m，翼面积78.04㎡。
https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/f-22/f-22-specifications.html
如果用autocad直接测面积，那么包含机身翼面积77.36㎡。
如果按照北航《飞机总体设计》的算法，包含机身，平均弦长5.77m，乘以翼展，翼面积78.24㎡。
显然，骡马的工程师计算翼面积的时候，是包含机身的。要么是你错了，要么是骡马错了。
我们讨论的问题是“F/A-18絕大部分的渦流都沒有流經主翼表面,純屬浪費能量”。涡流已经诱导出来了，阻力已经产生了，现在问题是有没有利用涡流增加升力。
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Edited by - davidboy on 08/30/2019 15:04:35 |
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davidboy
路人甲乙丙
4053 Posts |
Posted - 08/30/2019 : 14:20:53
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Originally posted by BlueWhaleMoon
我個人粗淺的看法是，J20晚了這麼多年，渦流都已經是非常成熟的概念了，設計上在渦流處理應該是接近F22的表現。
當然前翼三角翼先天的優劣，J20也沒辦法避免。
我倒是對於全動垂尾的使用經驗更有興趣，未來說不定中國設計師有可能加上向量拚嘴，然後把前翼拿掉，這就是YF23的投胎了XD
不太可能去掉鸭翼，J20的核心布局就是升力体鸭翼边条布局，正是依靠边条翼、鸭翼、机翼三对脱体涡的纵向耦合，才能够在包线内不同马赫数下，获得较高的升力系数。
相比之下，等J20的矢量推力完成试飞之后，倒是可以尝试取消垂尾和腹鳍。外倾双垂尾真是必要之恶。
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allenhsy
路人甲乙丙
1364 Posts |
Posted - 08/30/2019 : 16:30:23
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quote:
Originally posted by davidboy
“這就是書讀死的典型,機身確實是計算在翼面積之內的,那為什麼沒有飛機造的機體特別大翅膀特別小?”
一句话，机身到底有没有计算在翼面积内？
當然算
換我問你,機體除了翼面積計算部份其他部份會不會產生升力?如果有,為何能這些產生升力的部份不計算在翼面積內?
你自己回去好好想想 |
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davidboy
路人甲乙丙
4053 Posts |
Posted - 08/30/2019 : 17:58:45
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quote:
Originally posted by allenhsy
當然算
換我問你,機體除了翼面積計算部份其他部份會不會產生升力?如果有,為何能這些產生升力的部份不計算在翼面積內?
你自己回去好好想想
既然算，那么“F/A-18絕大部分的渦流都沒有流經主翼表面,純屬浪費能量”作何解释？ |
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allenhsy
路人甲乙丙
1364 Posts |
Posted - 08/30/2019 : 18:35:17
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Originally posted by davidboy
既然算，那么“F/A-18絕大部分的渦流都沒有流經主翼表面,純屬浪費能量”作何解释？
不回答我的問題?你的問題F22.F35已經用實際設計回答你了
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amazon373
路人甲乙丙
1028 Posts |
Posted - 08/31/2019 : 07:56:16
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| 氣流要包覆在翼面上，舵面才有效應，舵面的效應等同於機體可操控性，當某些部位效能不佳時，一是破壞影嚮，一是增加影嚮，但最終是儘快脫離影響，如果最終還指望影響的加乘效果，嗯 主從之間傻傻分不清了嗎？，本子在珠海用大炮照的20雙機小編隊，一看就漏餡嘍。 |
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allenhsy
路人甲乙丙
1364 Posts |
Posted - 08/31/2019 : 16:38:32
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被渦流沖洗的垂尾會失效,同樣的被渦流沖洗的副翼效能同樣也會很差
所以渦流外滑以覆蓋最大面積的主翼同時避開垂尾和平尾然後在主翼後緣破裂減少副翼效能降低是最理想的狀況,當然就算是F22也只能在一定的攻角內作到這點,剩下的靠TVC補足
對於三角翼這種副翼效能本來就很差的構型還要拿鴨翼渦流去洗增強主翼渦流洗副翼的設計會產生控制困難,不過JAS-39和陣風都是為了短距離起降而這麼做的
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oops
路人甲乙丙
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Posted - 09/01/2019 : 07:33:54
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在早期，渦流的利用好像還有個任務是支援被主翼後亂流遮蔽的平尾，補充平尾氣動能量以防止其失效？
F-16的配置雖然有平尾尾撐，但與主翼後緣間距不如f-15大，而且也不像f-15主翼平尾有高低差
雖然平尾下反 但僅靠下反與短尾或者不足夠在高攻角時支撐平尾作用 應該有要求翼根渦流支持平尾？
雖然這個渦流通過主翼即破裂合情合理，但高性能戰機一直都很渴求尾部控制 這樣得另謀他法補充平尾能量？ |
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davidboy
路人甲乙丙
4053 Posts |
Posted - 09/01/2019 : 13:09:36
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quote:
Originally posted by allenhsy
不回答我的問題?你的問題F22.F35已經用實際設計回答你了
男人要为自己说过的话负责。
“F/A-18絕大部分的渦流都沒有流經主翼表面,純屬浪費能量“
请问是F/A-18是怎么没有流经主翼表面，怎么浪费能量的？ |
Edited by - davidboy on 09/01/2019 13:13:46 |
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allenhsy
路人甲乙丙
1364 Posts |
Posted - 09/01/2019 : 17:58:40
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quote:
Originally posted by davidboy
男人要为自己说过的话负责。
“F/A-18絕大部分的渦流都沒有流經主翼表面,純屬浪費能量“
请问是F/A-18是怎么没有流经主翼表面，怎么浪费能量的？
先搞清楚一件事,那就是飛機初始是為了什麼速度什麼高度什麼攻角下進行最優化設計
F/A-18E是為了增強低速起降性能犧牲高速性能的例子,結果就是龐大的哥德式邊條在跨音速甚至超音速段單純是阻力增加器,渦流拉的很長破裂的很晚沒有經過翼面的部份就是白白浪費掉能量
按照YF-17的底子去搞F/A-18E最後就是頭痛醫頭腳痛醫腳,我最早有想過可動式邊條彌補這個問題,然後SU57就真的這麼做
不過F/A-18E從頭到尾都是NATF/A12完蛋,F14D/F/A-18C不堪大用而做的省錢省時妥協過度方案,要求太多也不好
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dasha
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42818 Posts |
Posted - 09/02/2019 : 08:30:46
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從開始設計的時間來說,F-15比Su-27早了約10年,但雙方的重點不同,LeRX與先天不穩定的概念就差很多.
Mirage2000雖然比F-16晚4年出現,但Mirage2000其實是達騷在Mirage III以後一直構思的Mirage III改良的最終結論之一,某些意義上其實早十幾年......
現在為了統一標準,公布的翼面積通常是"濕翼面積",包含機身,不包含機身的"乾翼面積"很少人討論了,過去還真的是有人討論乾翼面積的翼負荷.同樣出現標準改變的還有LeRX是否列入翼面積,F-5系列那種小的都沒有算,但F/A-18開始,就會把不包含機身的LeRX面積列出.
零攻角的機身升力可以忽略,但有攻角的時候就不同,大概是8~12度攻角時,日本MRJ那個(乾)翼面升力佔降落升力的45~50%之間,前機身則是20~25%之間,這種客機可是還沒用上渦流增升與升力體技術的......
而且會產生改變的不只是攻角,還有速度,LeRX在低速時主要是渦流製造,但高攻角與一定速度以上,本身就會產生不可忽略的升力. |
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davidboy
路人甲乙丙
4053 Posts |
Posted - 09/02/2019 : 08:52:46
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quote:
Originally posted by allenhsy
先搞清楚一件事,那就是飛機初始是為了什麼速度什麼高度什麼攻角下進行最優化設計
F/A-18E是為了增強低速起降性能犧牲高速性能的例子,結果就是龐大的哥德式邊條在跨音速甚至超音速段單純是阻力增加器,渦流拉的很長破裂的很晚沒有經過翼面的部份就是白白浪費掉能量
按照YF-17的底子去搞F/A-18E最後就是頭痛醫頭腳痛醫腳,我最早有想過可動式邊條彌補這個問題,然後SU57就真的這麼做
不過F/A-18E從頭到尾都是NATF/A12完蛋,F14D/F/A-18C不堪大用而做的省錢省時妥協過度方案,要求太多也不好
F-16的脱体涡同样可以拉很长，远超过弦长才发生破裂，美国三代机是不是都设计失败了。
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davidboy
路人甲乙丙
4053 Posts |
Posted - 09/02/2019 : 09:05:31
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quote:
Originally posted by oops
在早期，渦流的利用好像還有個任務是支援被主翼後亂流遮蔽的平尾，補充平尾氣動能量以防止其失效？
F-16的配置雖然有平尾尾撐，但與主翼後緣間距不如f-15大，而且也不像f-15主翼平尾有高低差
雖然平尾下反 但僅靠下反與短尾或者不足夠在高攻角時支撐平尾作用 應該有要求翼根渦流支持平尾？
雖然這個渦流通過主翼即破裂合情合理，但高性能戰機一直都很渴求尾部控制 這樣得另謀他法補充平尾能量？
一般来说，小型战术飞机，平尾设计的重点，是要避开后掠主翼以及超临机翼的下洗气流,让平尾处于负攻角中。早期战斗机有像F104那样，采用T型平尾。也有很多低置平尾的战术飞机，在50年代就普及了全动平尾，更好的适应来流。全动垂尾，证书借鉴了这一思路。。
但是全动平尾的适应能力也是有限的，涡流破裂带来的�茤w流场，什么平尾也控制不住。
低置的平尾，在大攻角下，完全脱离了主翼的屏蔽，处于自由气流中，比较好设计，比如F22为了进一步放宽静稳定裕度，以及主翼后援前掠，平尾已经嵌入了主翼中，并没有影响高机动飞行。 |
Edited by - davidboy on 09/02/2019 09:07:15 |
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dasha
版主
42818 Posts |
Posted - 09/02/2019 : 09:16:43
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從P500開始的蟲族,渦流對尾翼效應考量的其實是垂直尾翼,水平尾翼並非那種無法躲避亂流的東西,比主翼低就好,除非兼用的V型尾翼不能低於主翼.
其實小弟比較好奇的是YF-17讓邊界層氣流進入雙垂直尾翼中間,F/A-18卻縮小這個...... |
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allenhsy
路人甲乙丙
1364 Posts |
Posted - 09/02/2019 : 10:01:43
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quote:
Originally posted by davidboy
F-16的脱体涡同样可以拉很长，远超过弦长才发生破裂，美国三代机是不是都设计失败了。
但是全动平尾的适应能力也是有限的，涡流破裂带来的�茤w流场，什么平尾也控制不住
所以F16儘量減小機體來實現阻力的降低,飛行員基本等於直接騎在發動機上了,就算是這樣F16的零升阻力依然屬於三代偏高的範圍
只是有一些單發三角翼飛機過了這麼多年零升阻力還跟F16半斤八兩,不知道是設計的太爛還是藍本選擇不好打從娘胎帶出來的問題,我說的是LAVI和J10
受限於各種因素,美國三代機各自有各自的問題,只是競爭對手都很那啥,相較之下問題就不是問題了
如果你是說渦流洗尾翼就別瞎操心了,尾翼與主翼並不處於同個水平面,就算是平飛狀態渦流依然在平尾之前就向上脫離機體
F22.F35就沒辦法了,主翼要遮蔽平尾必然需要處於同一水平面,渦流要想辦法導到別的地方去
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davidboy
路人甲乙丙
4053 Posts |
Posted - 09/02/2019 : 10:56:08
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quote:
Originally posted by allenhsy
所以F16儘量減小機體來實現阻力的降低,飛行員基本等於直接騎在發動機上了,就算是這樣F16的零升阻力依然屬於三代偏高的範圍
只是有一些單發三角翼飛機過了這麼多年零升阻力還跟F16半斤八兩,不知道是設計的太爛還是藍本選擇不好打從娘胎帶出來的問題,我說的是LAVI和J10
受限於各種因素,美國三代機各自有各自的問題,只是競爭對手都很那啥,相較之下問題就不是問題了
如果你是說渦流洗尾翼就別瞎操心了,尾翼與主翼並不處於同個水平面,就算是平飛狀態渦流依然在平尾之前就向上脫離機體
F22.F35就沒辦法了,主翼要遮蔽平尾必然需要處於同一水平面,渦流要想辦法導到別的地方去
脱体涡带来的阻力是诱升阻力，拿零升阻力来讨论？
飞机的气动设计是为了获得胜利而不是消灭阻力，否则切掉机翼阻力最小。我前面就说过，阻力必须从升阻比的角度来考虑，脱离开升力去谈阻力毫�虓N义。脱体涡是一种高升阻比增升措施。
你对飞行动力学如此不了解，却为了圆一张垂尾形状都不对的Cp图，硬要编造“涡流破裂越早越好”的神论，累不累？你不妨说说你这个理论源自何处，还可以让dasha兄帮你也找找，他藏书很多的。
我查阅了一下AIAA的论文，比如:
Sigraroms. Shaping of delta-wing planform to suppress vortex breakdown．AIAA Journal，2000.
Mitchell。Research into vortex breakdown control. PAS, 20001
专门分析了涡流破裂产生的�茤w气流，有很强的周期性震荡，如果在平尾之前提前破裂，会诱发平尾结构疲劳损坏和尾部颤振。研究的目的都是阻止或者推迟涡流破裂。
如何尽早破裂脱体涡，可就是你的独门绝技了。 |
Edited by - davidboy on 09/02/2019 11:49:12 |
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davidboy
路人甲乙丙
4053 Posts |
Posted - 09/02/2019 : 10:58:31
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quote:
Originally posted by dasha
零攻角的機身升力可以忽略,但有攻角的時候就不同
不一定，升力是上下表面压差在水平投影上的积分，如果机身上表面有涡流制造的低压区，零攻角照样可以产生升力。
而且一大堆升力体机身剖面仍然符合翼型，人家的零升力攻角可不是0° |
Edited by - davidboy on 09/02/2019 11:53:13 |
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allenhsy
路人甲乙丙
1364 Posts |
Posted - 09/02/2019 : 14:28:27
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Originally posted by davidboy
脱体涡带来的阻力是诱升阻力，拿零升阻力来讨论？
渦流發生器本身會產生升力?你確定?
如果還不懂,那我再問你,主翼會產生誘導阻力,所以主翼不產生任何零升阻力?
quote:
Sigraroms. Shaping of delta-wing planform to suppress vortex breakdown．AIAA Journal，2000.
专门分析了涡流破裂产生的�茤w气流，有很强的周期性震荡，如果在平尾之前提前破裂，会诱发平尾结构疲劳损坏和尾部颤振。研究的目的都是阻止或者推迟涡流破裂。
delta-wing planform,請問這是什麼意思呢?
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davidboy
路人甲乙丙
4053 Posts |
Posted - 09/02/2019 : 15:11:07
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quote:
Originally posted by allenhsy
渦流發生器本身會產生升力?你確定?
如果還不懂,那我再問你,主翼會產生誘導阻力,所以主翼不產生任何零升阻力?
确定，一定，以及肯定。
首先，边条翼或者鸭翼，产生涡流的同时有升力并不奇怪，产生涡流的前提是上下表面存在压力差，气动面上下表面产生压力差，自然产生升力。不过这是抬杠，并不重要。
其次，重要的是，我们讨论的是飞机的升力与阻力，脱体涡流经飞机翼面上表面，当然会产生升力。
最后，即使F18，F16，仍然不能让你放弃涡流破裂延迟代表良好的升阻比的话，请解释一下SR71是怎么回事？它也阻力很大吗？
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Edited by - davidboy on 09/02/2019 15:39:50 |
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LUMBER
我是老鳥
Taiwan
8485 Posts |
Posted - 09/02/2019 : 17:33:32
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小的突然覺得J8會是老共設計最好的飛機
渦流一定平滑到底呢(笑 |
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cwchang2100
我是老鳥
Cayman Islands
17243 Posts |
Posted - 09/03/2019 : 04:34:56
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個人想寫一些基本原理,以免討論流於猜測.
上面是翼尖渦流產生的原因,就是因為翼下高壓氣流越過翼尖,導致渦流的產生.
客機的向上小翼就是要破壞這類渦流的產生,就能夠省油.
翼尖渦流之所以會有白色氣流,那是因為渦流中心是低壓,因為氣壓低,
所以水氣碰到低壓就會蒸發成水蒸氣.
這是基本物理學,氣壓越低,沸點越低.
不過白色是水蒸氣後來又凝結成的水珠. (水蒸氣是無色的)
所以看到的白色渦流裡面,其實都是低壓區.
渦流一定是喪失飛行體的能量產生的高低壓差,
所以小翼才能讓客機省油.因為阻止了渦流產生.
但是渦流破裂,那是另外一回事,因為渦流已經產生,能量早已喪失.
渦流相對於破裂的渦流,是相對有序的氣體分子運動.
破裂的渦流,其實就是四散亂走的氣體分子.反而會產生一些阻力.
對戰機來說,如果可以用氣動控制面來利用渦流,那就能增加運動性.
如果不行,那就是純粹浪費燃料.
假如設計者故意產生的渦流提早破裂,那就是設計失效,能量就浪費了.
但是如果是阻止不必要的渦流,那就是節省能量.
所以,渦流有好有壞,純粹看設計者有沒有有效利用.
渦流是一種空氣漩渦,低壓區是在中心,周圍反而是相對高壓區,是強勁的氣流.
運動性是氣動控制面利用這種氣流而產生.
巡航時,沒事不會想產生渦流來浪費燃料啦!
只有高攻角,翼面邊緣上下更強的壓力差產生渦流,
才會利用氣動控制面來提高運動性和可控制性.
其實渦流並非產生低壓區,而是將高能區導向翼面,避免氣流分離,增加控制力.
水平尾翼,會避開主翼後方破裂氣流,其實會增加控制力.
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這些秘密話語來自活著的耶穌，由迪迪摩斯•猶大•多馬記錄。
他說：「任何人發現了這些話的意義，將不會嚐到死亡的滋味。」
多馬福音第1節 |
Edited by - cwchang2100 on 09/03/2019 05:49:28 |
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NET
新手上路
118 Posts |
Posted - 09/03/2019 : 22:59:03
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Originally posted by cwchang2100
個人想寫一些基本原理,以免討論流於猜測.
翼尖渦流之所以會有白色氣流,那是因為渦流中心是低壓,因為氣壓低,
所以水氣碰到低壓就會蒸發成水蒸氣.
這是基本物理學,氣壓越低,沸點越低.
不過白色是水蒸氣後來又凝結成的水珠. (水蒸氣是無色的)
所以看到的白色渦流裡面,其實都是低壓區.
但是渦流破裂,那是另外一回事,因為渦流已經產生,能量早已喪失.
渦流相對於破裂的渦流,是相對有序的氣體分子運動.
破裂的渦流,其實就是四散亂走的氣體分子.反而會產生一些阻力.
看來C大發文前肯定生命之水喝多了，才會水氣蒸發成水蒸氣。
那是絕熱冷卻，因水氣體積膨脹而對外作功，導致水氣本身溫度的降低而凝結成小水滴。
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另外，渦流破裂不是渦流消失。飛行器產生升力時會反把氣流往＂下＂壓，然後壓力平衡下空氣就會形成渦流 － 肯定會延伸到飛行器後方一大段距離。
渦流破裂是這樣：
https://www.youtube.com/watch?v=J66bnOXEu14
F22 的渦流約在攻角 20度 時從主翼後端破裂，Su57 可能約在 22度 時。可以肯定的是在更低攻角時 F22和Su57 渦流延伸到主翼後方。
所以渦流破不破裂要看設計目標，要不要付出足夠代價讓渦流不破裂。
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allenhsy大貼的模型我比較過F22 近似視角的圖片，感覺沒啥問題。
所以F22 垂尾間是相對高壓；這樣才合理，畢竟就是要用渦流高速的氣流吹除低速氣流，而渦流在垂尾間是下洗的。
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Edited by - NET on 09/03/2019 22:59:47 |
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cwchang2100
我是老鳥
Cayman Islands
17243 Posts |
Posted - 09/04/2019 : 02:34:43
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Originally posted by NET
看來C大發文前肯定生命之水喝多了，才會水氣蒸發成水蒸氣。
那是絕熱冷卻，因水氣體積膨脹而對外作功，導致水氣本身溫度的降低而凝結成小水滴。
沒辦法,這是因為書讀太多了.... 
https://en.wikipedia.org/wiki/Wingtip_vortices
Wingtip vortices
Green, S. I. "Wing tip vortices" in Fluid vortices, S. I. Green, ed. (Kluwer, Amsterdam, 1995) pp. 427–470.
無論Wiki或是專書都提到這是兩種現象的交織而成的.
(1) 氣壓降低,沸點降低,水形成蒸氣
(2) 絕熱冷卻,氣壓降低,溫度降低,水蒸氣凝結成露水.
以速度來說(1)是馬上就會降低沸點,但是(2)的冷卻過程卻是沒有那麼快,
需要一點時間,所以是(1)->(2).
所以不太需要喝生命之水啦! 只要讀點書就好了... 呵呵....
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這些秘密話語來自活著的耶穌，由迪迪摩斯•猶大•多馬記錄。
他說：「任何人發現了這些話的意義，將不會嚐到死亡的滋味。」
多馬福音第1節 |
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dasha
版主
42818 Posts |
Posted - 09/04/2019 : 10:09:29
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Originally posted by LUMBER
小的突然覺得J8會是老共設計最好的飛機
渦流一定平滑到底呢(笑
其實不一定,雖然高後掠角三角翼前緣的渦流很明顯,但是等到降落時問題就來了,像Mirage 1~3,那個0.3Mach上下的落地速度,原因就是低於這速度則渦流會在接近翼端處破裂,導致副翼完全失控,即使Mirage III用上主翼前緣向下扭轉與凹槽,後來Kfir甚至改用犬齒,也只是讓破裂的速度從接近0.4Mach降到0.3Mach以下一點,為了避免落地時失控,Mirage III機系只好讓降落速度始終很高.
後來Mirage 2000面對這問題,用放下式的前緣縫翼處理,而且在最大放下角度時,外側可以放得比內側更大一點,形成犬齒,配上進氣口上方的渦流產生片強化垂直尾翼的效果.
相對於歐洲那些搞三角翼的,優先處理主翼外側的副翼控制問題,美國這些搞前緣延伸與中低後掠角主翼的,則是同步處理垂直尾翼與翼面升力問題,F/A-18因此一直有主翼前緣要不要犬齒的問題.
要注意一件事情,渦流生成後的擴散與破裂,與時間有關,因此高速時破裂位置會遠在機身後,但低速時就會比較接近機身. |
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oops
路人甲乙丙
714 Posts |
Posted - 09/04/2019 : 13:54:38
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原來幻象3就已經有扭轉前緣啊 以前以為是F-15時的流行
接連幾樓下來討論的翼端渦流 跟以前討論過的翼端氣流分離 是有關聯的兩件事或者同件事?
既然扭轉前緣也只能改善而非根除問題
那是不是後來F-16的電腦自動前緣襟翼 M2000的電腦自動縫翼 也都只是更好的改善措施而非根除措施?
然後F-18的前緣鋸齒會不會是生產商對於原設計瞭解不夠深入 也急著推進量產時程才出現的權宜之計?
因為最早的成熟設計YF-17 其實有很多細節不同
比方說那個大的要死的LERX內側本來有個大的要死的邊界層排洩槽?
假設諾格自力取得上艦Know How自力發展F/A-18AB F-18EF
是不是有機會避免前者破裂渦流衝擊垂尾 後者主翼失速等問題? |
Edited by - oops on 09/04/2019 13:57:53 |
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J20 氣動問題
