飞机的大迎角性能,就需要提高飞机的失速临界迎角;而要提高飞机的失速临界迎角,就需要推迟机翼上表面气流的分离点向机翼前缘移动。那么如何才能推迟气流分离点向机翼前缘移动呢?
解决这一问题的曙光出现在1918年,德国空气动力学家古斯塔夫·拉赫曼发现:如果在机翼的前缘部分和主体部分之间开出一条缝隙,就能大大推迟机翼上表面的气流分离,提高机翼的失速迎角并改善机翼在大迎角状态下的升阻比。
这就是后世飞机上常见的前缘缝翼的起源了。不过拉赫曼虽然发明了前缘缝翼,但他并不知道为什么前缘缝翼会产生这样的效果,当他把这个发明提交给德国专利局时,专利局的官员也觉得这个发明太过荒唐,因而拒绝了拉赫曼的专利申请。
不过是金子总是会发光的,当越来越多的实践经验证明了前缘缝翼的作用后,学术界也不得不开始重视对缝翼作用的理论诠释。比如路德维希·普朗特当时就认为缝翼之所以能起作用,是因为其形成的气流通道,减弱了吹向主机翼的气流能量,使得边界层的能量重新分配,从而延迟了机翼失速。
以今天的眼光看,普朗特的说法自然是错误的,至少也是不准确的。现代空气动力学普遍认为前缘缝翼的作用机理是一部分机翼下表面的空气通过缝道流向机翼上表面,使得机翼上表面的空气流速加快而压强下降。这就增加了机翼上表面气流的能量而缓解了逆压,从而阻止了边界层分离点向机翼前缘移动。
但是由于普朗特是开创了现代流体力学的学术泰斗,“边界层理论”的奠基人,这种错误的理论在当时的空气动力学界却被大家奉为圭臬,很少有人怀疑过普朗特会在自己创立的“边界层理论”体系中翻车,普朗特的理论翻车对设计师们造成的影响自然是负面的。
由于当时空气动力学理论建设的不完善,在这种不完善的理论指导下,飞机设计师们的设计到底能不能奏效,很大程度上就得靠直觉和运气了。比如上个位面中,同样是梅塞施密特设计的作品,BF-*********称活塞时代的翘楚,而此后的Me-*********是大型车祸现场!
之所以会出现这样的情况,并不是因为梅塞施密特的设计水平突然下降了,而是因为当时设计师设计飞机时参考的空气动力学理论本身就漏洞百出,而设计师们只能依靠这些不怎么靠谱的理论,再加上自己在多年的设计经历中锻炼出来的直觉来确定飞机的气动布局。所以即使是刚刚设计出好飞机的设计师,也不能保证他的下件作品不是件坑货,毕竟运气因素在设计的成败中还是占据了过多的权重。
这个时代还没有大型计算
请收藏:https://m.edtzi.cc
(温馨提示:请关闭畅读或阅读模式,否则内容无法正常显示)