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空气动力学魔法,机翼的故事

发布时间:2017-06-26  原作者:李昭辉   点击数:

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  译者注:本文原文发表在1996年10月份出版的美国《空军》杂志(AIR FORCE Magazine)上,原作者是沃尔特•博伊恩(Walter J. Boyne)。博伊恩之前担任过华盛顿特区美国国家航空航天博物馆的馆长,也是一位退役的空军上校和作家。他撰写过600多篇航空方面的文章和40本与航空有关的书籍。译文所配图片有改动。

  “机翼的变化贯穿着飞行的历史。”


形形色色的机翼

整体概述

  长久以来,“翅膀”这一事物始终在紧紧地抓着人类的想象力。每一种人类文明中都有关于飞行的神话。尽管人类对飞行如此地迷恋,但直到19世纪,科学家们才开始使用精确的数学方法来计算能够飞上天的机器的“翅膀”的最佳尺寸和形状。1903年,奥维尔•莱特和威尔伯•莱特(译者注:即著名的“莱特兄弟”)在他们的至少在古希腊人创造出伊卡洛斯的神话的时候,人类就已经开始梦想要获得一双翅膀了。这里展现的是18世纪一幅木刻上伊卡洛斯及其翅膀的形象
至少在古希腊人创造出伊卡洛斯的神话的时候,人类就已经开始梦想要获得一双翅膀了。这里展现的是18世纪一幅木刻上伊卡洛斯及其翅膀的形象

莱特兄弟的“飞行者1号”飞机,采用了当时最好的翼型
莱特兄弟的“飞行者1号”飞机,采用了当时最好的翼型

  在这些机翼当中,绝大多数因为效率太低而难以起飞;有些机翼则能够产生刚好足够的升力,如果再配备有功率足够强大的发动机的话,那么是能够让飞机在空中蹒跚地飞行的。而且,当时几乎没有几种机翼能够兼顾稳定性和效率。

  当时的某些机翼的设计理念是截然对立的──要么采用非常低的展弦比(即机翼翼展和平均几何弦长之比),要么采用非常高的展弦比;或者是要么采用一种纯粹的翼型,要么采用升力体结构──不过,在任何一个极端上有时总是会涌现出成功之作。

  从20世纪20年代到40年代,航空工程方面的进步导致了更有力、更复杂的机翼的出现,而且在这些机翼上采用了现在为我们所熟悉的增升装置和现代化的空气动力学剖面。尽管如此,机翼在翼展、安装角和几何形状方面的改变仍在不断涌现。对某些人来说,其最终的目标是取消除机翼之外其他所有的翼面,或者是取消全部或部分的机翼。

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