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关于飞翼和常规布局的优劣比对,不是几句话能说清楚的。让我们先把超音速排除,超音速的空气动力学和亚音速是不一样的,只考虑超音速部分无尾三角翼显然的优势,不过这种一般都是展弦比很小的。我们再把高亚音速排除,飞翼的后掠天然符合高亚音速需要的机翼后掠,你要想在低亚音速领域复制BWB设计相对常规布局的优势,那是不可能的。
然后我们来讨论航模等飞机飞行的低亚音速,飞翼要想在升阻比上和常规布局的滑翔机造型硬杠,那是不可能赢的,为什么呢?因为飞翼为了静稳定性,需要采用S翼型或副翼上翘产生负升力,这都会降低升力系数,而滑翔机造型因为有尾翼平衡,可以巡航工作在高升力系数状态来提高升阻比,飞翼低的巡航升力系数意味着产生同样升力,需要更大的机翼面积,也就是湿面积大,空气摩擦阻力大,所以怎么也赶不过,空气阻力主要是诱导阻力加摩擦阻力加干扰阻力。真要解决这个问题也不是没有办法,就是放宽静稳定度,但是对航模来说,飞控的电脑比当年的F-16也不差了,但是没有迎角传感器等必要的传感器,还是做不出来。对于大点的飞机来说,为了升阻比死扣这个牺牲安全性,还不如妥协弄个小尾翼算了。但是低亚音速并不都是滑翔机那样的高展弦比飞机,对于中低展弦比来说,飞翼设计好点,没有尾翼的附加干扰阻力,和普通飞机竞争升阻比还是可以的。但是由于设计的时候重点考虑升阻比,普遍后掠角比较小,纵向稳定性就比较差。
最后回到航模来说,大部分航模是不怎么讲究升阻比的,飞翼的好处,需要的材料少,两个舵机搞定,做的好的话容易携带些。其实就算讲究升阻比,也不是差太多,大概2/3吧?有问题的地方是航模飞翼普遍模仿真飞机的外形,纵向稳定性普遍不够好,最大升力系数低,给大家留下的印象是飞得快(其实是飞不慢)、不稳定。其实这部分是有不少改进余地的,包括精心设计低俯仰力矩的S翼型,或加大后掠角改善稳定性,使用机头大后掠角(60度以上)和边条产生脱体涡提高升力系数等。我看了下,国内5年以前的飞翼设计基本都没有什么优化,有翼型的基本没有采用S翼型的,有些采用了双凸对称翼型,虽然优点是迎角变化时气动焦点移动少,但是最大升力系数还是低。最近几年有改进,象御猫、自由者的气动设计看起来都是不错的。 |
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