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飞机落地时,为啥打开“小翅膀”

2013年08月05日 02:59   来源:现代快报   

  近日,一位7岁的小朋友向《发现》周刊提出了一个疑问:为什么飞机落地的时候,飞机翅膀上会出现好多“小翅膀”翘起来的情况?这些“小翅膀”是干什么用的?

  这个问题一下难倒了我们,我们立刻请教了相关专家,专家给我们讲解了“小翅膀”的作用,还跟我们讲述了很多有关飞机的故事。现代快报记者 戎丹妍

  “小翅膀”是用来给飞机增加阻力

  这位小朋友是个很有观察力的孩子,他说有一次坐飞机时他靠窗坐,发现飞机落地的时候飞机翅膀上有很多“小翅膀”突然打开,他一下子“惊呆”了。

  带着小朋友的问题,记者请教了南京航空航天大学民航学院的夏洪山教授。夏洪山告诉记者,这些小翅膀其实叫扰流板,主要作用就是改变飞机浮力。当飞机着陆时,飞机需要迅速降速,由原先的时速250-280公里迅速降低到接近0,然后以很低的速度滑行,而这个过程一般不超过10秒,所以就需要机翼的配合增加飞行阻力,这些翘起来的扰流板就是给飞机增加阻力用的。

  其实除了扰流板,飞机机翼上还有很多可以活动的组成部分,以方便控制飞机的飞行速度和方向。在降落过程中,还有一对“小翅膀”会从机翼上伸展出来,这对翅膀又被叫做襟翼。并且这些襟翼是先于扰流板伸展出来的,首先是后缘襟翼放下至最大角度45度,同时前缘襟翼一并伸出,当主起落架接地的瞬间,扰流板瞬间升起来,同时发动机设置为反转,飞机飞行速度迅速降低到0,接地后,飞机开始以十几公里的时速慢慢滑行,直至停稳。所以在落地的那一刻是飞机机翼变化最大的时候。

  夏洪山说,飞机的结构非常复杂,仅飞机的机翼就由好多部分组成,除了刚刚说的襟翼、扰流板,还有副翼、翼尖小翼等等,在机翼两侧的下方,我们会看到两个像炮弹一样的东西,那个就是专门用来控制机翼的发动机,可见飞机的复杂性能。

  民用飞机密封性能一定要好

  除了机翼复杂,机身和内部结构更是如此。我们知道,飞机是一种在高空飞行的物体,高空寒冷、缺氧,还随时面临各种气流的变化,所以要求密封性能好。飞机在高速飞行时,与空气的摩擦使得周围的气压非常大,一旦机身出现裂缝,机内气压变化,就可能造成机毁人亡,所以密封性肯定要好。

  我们可以用坐火车来感受一下气压的变化,特别是现在的高铁,当两列高铁相对而开时,坐在高铁里的人肯定有这样的感觉当两列高铁交错的一刹那,会感到一股很强的气流袭来,耳朵也会不舒服,这就是因为两辆高铁之间的空气因为迅速的挤压和摩擦,产生了一股吸力,虽然高铁也是密封的,但依然能感受到这股强大的力量。夏洪山说,高铁在投入使用前的实验中,曾出现因为两列高铁在高速相对行驶过程中玻璃被震碎的现象,这就是因为气压的缘故,所以后来高铁的玻璃都采用了比普通列车加厚很多倍的玻璃。飞机在高速飞行中也会有这个现象,所以飞机的玻璃材料也都是坚固加厚的。

  边飞边漏油的飞机你见过吗

  飞机史上的“奇葩”SR-71侦察机

  上面已经说了,密封性肯定是飞机必须保证的。不过也有例外,历史上曾有一种飞机,不仅密封性不好,甚至飞行时还漏油,但这种飞机的历史地位却很高,名号还响当当,这就是美国的SR-71侦察机。

  特性1 飞行成本高,飞一次近百万美元

  SR-71侦察机诞生于冷战时期,这个时期,美苏两大军事大国一直在飞行器上较劲。

  有人曾用“这是外星人帮美国人造的飞机”来形容SR-71侦察机,因为SR-71侦察机的速度和性能在当时是让人无法想象的,即使到今天它都被人们誉为经典。当然造价也令人咋舌,光燃料就价值不菲。据说,比苏格兰威士忌还贵,操作SR-71一小时的油费就要达到24000到27000美元,飞一次的成本近百万美元。这款飞机能够飞行在3万米的高空,速度能达到3马赫(3倍的音速)。SR-71于1963年2月开始研制,1966年1月开始使用。它的外观是暗蓝色(接近黑色),在高速飞行时因为机身和空气摩擦后产生高温,机身会变成一抹蓝色,非常壮观。

  特性2 飞机有缝,边飞边漏油

  速度虽然上去了,但伴随而来了另一个问题,就是热障。

  所谓热障,就是当飞行器在稠密大气中做超音速飞行时,受到激波与机体间高温压缩气体的加热和机体表面与空气强烈摩擦的影响,飞行器蒙皮的温度会随M数(马赫数)的提高而急剧上升。在高速飞行时,SR-71的前挡风玻璃可达到1000℃左右的高温,飞行员都需要戴特制的绝热手套,防止被意外烫伤。而当时的铝合金材料根本无法承受这一温度,美国盯上了苏联的一种材料,就是钛。

  根据热胀冷缩的原理,飞机在高空高速飞行时机翼会受热膨胀,因此在地面的时候要留出余量。在低速飞行的时候,蒙皮膨胀不到位就会漏油,所以SR-71在地面停驻或者低速飞行时,你会看到它的身上像在下雨一样地哗哗漏油,那流的都是钱啊。但是一旦在高温下,膨胀的尺寸就挤满了所有空隙,就不会发生漏油漏水了。

  特性3 飞行员必须穿宇航服

  有人可能要问,飞机漏油不会起火爆炸吗?不用担心,这个人家也是设计好的,SR-71使用的燃料叫JP-7,拥有极高的闪燃点,高温下也难以自燃。

  当SR-71点火飞行时,你能看到它的尾部如同发射火箭一样放出两道火焰,非常酷炫。表面的涂层材料也因为空气摩擦产生高温而变色,由黑色变成蓝色,并且整个机身因为高温膨胀而延长30多厘米。

  因为这款飞机的奇特性,坐在里面的人就不能按普通的民用飞机或战机的标准,飞行员必须穿宇航服才能避免飞行带来的伤害。以这样的高速执行侦察任务,6分钟就可以拍摄整个意大利国土面积的高清晰度照片,1个小时能完成对324000平方公里区域的光学摄影侦察任务。

(责任编辑:林汇东)



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