運20如何增加載荷及航程 除換航發外還可這樣改進 |
送交者: 一劍破天 2017年07月18日21:36:14 於 [軍事天地] 發送悄悄話 |
運-20是中國空軍主力運輸機 近日,航空報載文報道了航空工業西安飛機公司先進人物的事跡,其中提到“某型機翼尖修型”這個項目,可能是為運-20裝備翼梢小翼,以提高飛機載荷和航程性能。 西安飛機公司目前正在生產三種飛機,運-20、轟-6K和殲轟-7,其中殲轟-7已經或者即將停產,轟-6系列已經採用低阻翼尖,都不需要改進,只有運-20剛剛列裝部隊,有必要進行一步升級和提高。 從轟炸機及運輸機發展來看,翼尖改進一個主要措施就是加裝翼梢小翼,所以筆者推測運-20此次翼尖改進有可能加裝翼梢小翼,以降低飛機阻力,提高飛機航程和載荷性能。 機翼翼尖渦存在增加了飛機的誘導阻力,這裡可以看出翼尖渦形成的氣流 我們知道,機翼翼尖存在翼尖渦,它是飛機阻力一個重要來源,當機翼下面氣流向上表面的時候,在翼尖這裡會被干擾和阻擋,形成翼尖渦,由於翼尖渦存在會對機翼表面氣流造成干擾,造成氣流提前分離,從而增加飛機誘導阻力,對於轟炸機、運輸機和客機來說,可以說影響甚大,這是因為這些飛機飛行包線比較狹窄,主要在高亞音速範圍之內,在這個局域之內誘導阻力是飛機阻力主要來源之一,占據了總阻力30%左右,對於飛機來說,阻力增加意味着速度降低、航程減少、起降性能變差,在這種情況下,翼梢小翼就出現。 民用客機普遍採用了翼梢小翼來降低阻力 翼梢小翼原理非常原因,結構也比較簡單 翼梢小翼原理非常簡單,就是在機翼翼尖垂直安裝一個小機翼,由於這個機翼存在阻擋了翼尖渦對機翼表面氣流的干擾,從而減少了飛機誘導阻力,另外這個小翼本身也是一個機翼,自己也會有翼尖渦產生,由於安裝方向與機翼相反,(小翼是垂直、機翼是水平安裝),所以翼尖渦方向與機翼相反,可以對機翼翼尖渦產生干擾,進一步降低飛機誘導阻力,根據國內外研究資料表明,安裝翼梢小翼之後,飛機誘導阻力會下降15%,總阻力會下降7%左右,相應航程就會增加7%左右,可謂效果明顯。 翼梢小翼其他優點包括結構簡單,成本和費用也比較低,可以直接在飛機上進行換裝,不需要對飛機做太大改動,所以現在民航客機普遍採用翼梢小翼,以降低阻力,提高飛機航程和載荷,改善飛機經濟性,例如A320客機換裝新型翼梢小翼之後,油耗降低5%,航程增加200公里左右或者載荷增加500公斤,這對於航空公司來說是非常有吸引力的。 翼梢小翼已經開始向融合式發展 不過翼梢小翼也有自己缺點,它本身也會增加飛機零升阻力,並且對機翼強度也會影響,從而增加飛機重量,當然它的優點還是主要,所以現代民航客機普遍加裝了翼梢小翼。 從西安飛機公司此前技術發展來看,一直比較重視改善機翼翼尖改進,以降低翼尖渦對機翼干擾,降低誘導阻力,早在上世紀70年代,西安飛機公司就為轟-6研製了低阻翼尖,它通過優化翼尖氣動外形來改善翼尖附近流場,降低阻力,改善油耗,從而增加飛機航程,在採用低阻翼尖之後,轟-6航程增加了350公里。進入80年代之後,西安飛機公司在改進運7-100客機的時候,又首次引入了翼梢小翼,以增加飛機航程,運7-100客機研製成功並且投入實用表明中國已經掌握了翼梢小翼技術,進入新世紀中國在ARJ-21、C-919客機上面配備了翼梢小翼,其中C-919客機還採用了新一代融合式小翼 轟6通過採用低阻力翼尖提高飛機航程 採用翼梢小翼的ARJ-21客機 採用融合式翼梢小翼的C919客機 不過西安飛機公司在研製運-20的時候,並沒有採用翼梢小翼技術,主要可能是考慮降低研製難度、加快研製進度,運-20是中國第一種大型軍用噴氣式運輸機,為了提高飛機性能,採用了超臨界機翼,這是中國軍用運輸機第一次採用這種先進機翼,如果加裝翼梢小翼,還需要對翼梢小翼和機翼之間協調關係進行攻關,顯然會增加飛機設計難度,這兩種發動機推力對地運-20來說並不算充裕,所以對於重量控制應該比較敏感,綜合這些因素,運-20在早期狀態沒有加裝翼梢小翼也是可以理解的。 現在國產渦扇20研製已經進入尾聲,它是運-20配套發動機,將會替代這兩種發動機,由於發動機推力增加,運-20最大起飛重量也會增加,這樣就會加裝翼梢小翼提供了空間,結合發動機換裝,也可以為飛機加裝翼梢小翼,進一步提高飛機航程和載荷。 在不久的將來我們可能就會看到換裝渦扇20、加裝翼梢小翼的運-20運輸機,飛機航程和載荷性能更好。 |
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