鸭式布局的鸭翼是自动调节的吗(科普一个鸭翼布局的常见错误认知)

前段时间看到某友台制作了欧洲阵风和台风的节目,这俩飞机最鲜明的特点就是鸭式布局,具体的原理某友台的节目已经讲得很清楚了,这里就不再赘述,各位如果不明白,可以反复多看几次,他们这一段犯了和我当初一样的毛病,讲的比较急。经过对弹幕和评论区的暗中观察,小编发现有些观众朋友对鸭式布局有些误解。

鸭式布局的鸭翼是自动调节的吗(科普一个鸭翼布局的常见错误认知)(1)

当然,这里并不是说友台的节目有误,他们的视频虽然没有太深入讲解,但是确实是没有错误的;但是另一个友台本身知识水平就有限,不懂的东西也敢说,而且还故意扭曲事实传播错误知识吸引眼球,这就很糟糕了。这个错误知识就在于鸭翼的远距耦合和近距耦合,其实近距耦合和远距耦合这种说法是不科学的,怎么个不科学呢?听我道来。

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阵风和台风的鸭翼距离主机翼的距离是不同的,这取决于他们的设计需求。我们知道,机翼会拉出涡流,鸭翼拉出的涡流会和主机翼上表面的涡流相耦合,提高主翼的升力,鸭翼距离主翼越远,拉出的涡流就损失的越严重,耦合效果越差。当这个距离足够远时,鸭翼的涡流和主翼的涡流将不再耦合,也就没有了增升效果。教科书中对于鸭翼到主翼的距离描述,只有近距鸭翼和远距鸭翼,而不说近距耦合和远距耦合。

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实际上近距鸭翼的这个“近距”是个相对概念,只要能和主翼的涡流形成耦合,那么都可以叫近距鸭翼,不能或者极其微弱的耦合,就可以称之为远距鸭翼,这是根据飞机设计要求来决定的,并没有一个明确的数值来决定是近是远。我们常见的近距耦合和远距耦合其实没有原理上的区别,只是耦合强弱的区别,甚至可以这么说,只有近距鸭翼才能耦合,远距耦合这个说法是不应该存在的。

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台风战斗机的鸭翼下反角度很大,距离主翼也很远,对主翼上方的涡流几乎没有多少影响,因此才需要在鸭翼后方加装涡流发生器来得到类似边条的效果。台风后来推出了一个空气动力学改进方案,在主翼前缘加装边条,改变涡流发生器的形状,增大后缘襟翼面积,提高了滚转率和可用迎角,图中可以看到加装机翼边条前后的对比。

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那么问题来了,还有哪些不参与耦合的鸭翼呢?比如XB70女神轰炸机,鸭翼和主翼距离辣么远,早就耦合不到啦;再还有B1B轰炸机,脑袋两侧有两个“小胡须”,距离主翼也是隔了十万八千里,其实是为高速飞行时配平的,距离重心越远配平越轻松,阻力就越小,比尾翼配平舒服得多。

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其实看鸭翼是不是参与耦合,不仅要看他们和主翼的距离,还要看高度,因为鸭翼需要迎角才能产生足够强劲的涡流,这个涡流是会顺着鸭翼的下洗气流往下后方走的,所以鸭翼一般比主翼高。当然这个也不是绝对,毕竟眼睛不是风洞,比如歼20的鸭翼——边条——主翼这种3涡流耦合的情况,对鸭翼的高度要求就比较特殊。

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