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标题: 五星红旗高高飘扬——评运20首飞 [打印本页]

作者: TopGun    时间: 2013-1-27 13:47
标题: 五星红旗高高飘扬——评运20首飞
一、五星红旗高高飘扬
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- x$ V8 h, c: B8 m: p' l- h% c有两个字对中华民族航空工业的腾飞至关重要:川陕。
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在不久前的川中蜀地,八一军徽曾在J-20威龙的垂尾上耀眼夺目:
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8 _3 C: f% `/ h而现在,在大秦上郡之地的陕西西安阎良,五星红旗又随着运20的首飞而在空中飘扬。下图就是运20首飞的照片,垂尾上的五星红旗清晰可见:
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& N9 I0 C, I2 J# W运20是中国战略空运的基石,也是中国战略空运时代的开始。中国可以凭借运20将力量迅速投射到遥远的、甚至连地面车辆都难以到达的地方。所以这面国旗既代表了祖国对运20的希望,也代表了中国航空人报效祖国的雄心壮志。* y$ o1 V+ u* D* f) K
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下面,我从气动和结构上对运20的机体设计提一些个人看法。' F, i1 ]/ K, c& A1 w- v& S

3 [- i. T6 A1 `二、机翼与机身的结合
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% b" b. t5 T7 w0 {) z" a1、两种不同的翼身结合# N9 {+ v, s& E, \. h7 f, q) g  o
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运20的机翼高高地安置在机身上部。机翼的中央翼基本上是从外面安装在桶形机身的上方,如下图所示:
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& v0 l* U+ F& u- W/ V7 a" M从上图可以看出,运20机身背部有高高鼓起的整流罩。这个整流罩正好包住机翼的中央翼和中央翼与桶形机身的安装点。2 j( t2 J. o1 W; }! ]6 Y3 O
与运20不同的是,美国C-17的机翼却是中央翼从桶形机身内部一穿而过,从而避免了运20那种高高的整流罩。下图是C-17正面照:
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下图是C-17的中央翼从机身内部一穿而过的示意图:1 }" w; B6 F" W& L0 ^

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4 M4 i9 U4 K% L5 Q% x  I运20这种中央翼基本外置的设计,虽然设计难度小,但是相对巨大的中央翼整流罩产生的阻力比较大、整流罩本身因为尺寸大所以重量也比较大。
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C-17中央翼基本从机身内穿过的设计,机身结构设计的难度大一些,却换取了两个主要好处:
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5 D* r2 j- G2 CA、        机翼和机身的整流要求小。不但阻力小,而且为整流付出的重量代价也小;  G! T. L' n% U' C
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B、        上述小的整流阻力可以使机身的直径更大从而扩展货舱容积。因为机身加粗会增加阻力,而C-17凭借中央翼基本穿过机身所节省的阻力,正可以用来加粗机身直径使C-17拥有更大的货舱空间。这也是为什么从外观比例上看,C-17比运20要“肥”一些。. \6 k: {( J( E  ?  I

/ W; h5 X$ o. n' N当然,中央翼基本从机身内穿过的设计导致C-17在货舱中部靠前的顶棚上有一个突出来的中央翼,如下图所示:
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但是正如前面2中所说,这个从天花板中突出的中央翼换取了更宽的货舱。所以是值得的。作为对比,下图是伊尔-76。伊尔-76与运20一样,是中央翼基本外置设计,所以其货舱顶棚因中央翼而突出的部分非常小,与C-17不可同日而语:4 \* C8 t# j$ @0 s
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2、        技术的复杂性使类似运20的翼身结合方式仍在广泛应用
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) o4 D' `; p; g' b1 O$ H- M虽然C-17使用的中央翼基本穿过机身有阻力低、可以增大机身直径的优点,但运20的中央翼基本外安装也有设计简单、结构简单的优点。所以现代的很多运输机仍然使用类似运20的翼身结合方式。比如欧洲的A400M、乌克兰的An-70,均是如此。下图是空中客车的A400M正面图,可以看到类似运20的翼身结合方式:5 X+ ~% V; y/ i

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4 C) l, X# H1 Z) C0 [, S6 x* A下图是A400M翼身结合处机身部分的开口和整流罩的基本结构。这个开口比C-17那种中央翼基本穿过机身的开口要小、要简单:8 n2 }1 {% o$ M3 \$ _2 |5 ^

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所以,作为中国的第一种大型运输机,运20采用这种相对简单的翼身结合方式,是非常合理的。% l  w; u; b: g) A) o) X

# L; t# F) {  j' X6 `4 N三、起落架* X& l9 ~5 C8 \# Q. `, H' \

) j8 k9 L! G- [+ O1 j运输机的起落架非常重要,因为这直接关系到运输机的场地适应能力,从而直接关系到战斗力。6 w) G- O6 C0 T2 C6 O, q5 C; @
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为了在未经铺设的跑道和低等级跑道起降,运输机起落架的轮胎压力要低一些、轮胎要大一些、轮胎数量要多一些。
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9 q  K2 a: w+ R2 j3 H为了在诸如大雪覆盖的跑道上起降,运输机起落架轮胎的车辙印记最好不要重叠,以免后面的轮胎陷入前面轮胎碾压过的车辙中。
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在这方面,伊尔-76做得非常好。伊尔-76的主起落架每侧有八个轮胎,而且这八个轮胎形成多达四个车辙印记。这使得伊尔-76可以在条件恶劣的场地起降。下图是伊尔-76放下起落架的照片:3 Z( @- O/ N" A- E3 H" Q

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但是伊尔-76付出的代价是沉重的起落架重量和巨大的起落架舱。伊尔-76的起落架舱是如此之大,以至于需要四个巨大的整流罩。相比之下,绝大多是运输机仅仅需要两个。巨大的整流罩也增加了飞行阻力。下图中伊尔-76机腹下面和侧面,可以见到两对共四个大鼓包,就是起落架舱的整流罩:- g' b/ Z. E5 N- d- E* _, {& Z& U" i

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C-17很好地平衡了这个矛盾。一方面,C-17每侧的主起落架有六个轮胎产生三个车辙印记;另一方面,C-17只需要一对共两个并不很大的起落架舱整流罩。请见下图:* U- }' t8 F3 @# B8 g2 H2 @9 H
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7 [1 ]0 b; Z0 X/ q5 N: J. f运20的起落架在场地适应能力上,明显不如伊尔-76,应该也不如C-17。因为运20主起落架的轮胎数量不如伊尔-76,轮胎的车辙印记数量也少于伊尔-76和C-17。虽然这仅仅是简单的清点数量,还没有比较轮胎的压力、尺寸,但也能说明一定问题。下图可见运20的起落架布置:
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3 U! L' |! ]0 w" n, r4 ?( g! `不过运20的起落架舱的整流罩明显比伊尔-76小,从而减小了阻力。运20的起落架也应该比伊尔-76的轻。这些都为运20虽然使用与伊尔-76同样的发动机,但采用更大直径的机身提供了条件,可谓失之东隅,收之桑榆。
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) f0 ~7 b. K& b# A+ D% _四、尾舱门
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& h( s% Q! W! k$ w现代运输机的尾舱门主要有两大类:以C-17为代表的两片式,苏俄的伊尔、安东诺夫广泛使用的多片式。$ P; h9 p4 _: |# c) `( z3 d+ u- z
C-17的尾舱门只有两片:上面一片向上开启、下面一片向下开启。下图中C-17正打开尾舱门进行空投:5 S2 R; n6 s1 {+ g8 Y% @  \' i0 O

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这种简单的尾舱门不但结构简单、可靠性高,而且重量轻。但是这种舱门很容易形成一个宽而瘪的后机身,从而使阻力加大。C-17通过精心的气动修行和安装扰流片克服了阻力大的难点。下图是C-17肥扁的尾部和尾部的扰流片:5 H5 u5 k$ b! Q& |5 s
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; t0 `6 {& c3 M4 U# ^运20与伊尔和安东诺夫一样,使用了多片的尾舱门。这种尾舱门在关闭时可以很容易地形成低阻力的气动外形,但是因为需要开关多个舱门,所以结构复杂,重量较大。下图是伊尔-76尾舱门打开时的样子: $ E4 l" ~$ }; ~& z& Q9 z$ V
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图中,伊尔-76的上面一片舱门向上开启;两侧的两个舱门向侧面开启;下面还有一个舱门向下开启成为跳板。运20应该也是这种尾舱门。
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本文小结:
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1、        运20是中国构建战略性的力量投射手段的开始。运20的开发单位前途无量;
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0 a* ^9 L* g4 O; G. |( ~! a: C  C2、        运20气动设计和结构设计主要采用了比较成熟的技术,与C-17相比仍有差距。  l' i) d9 K  w% ?
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作者: 老芒    时间: 2013-1-27 16:22
先解决有无的问题,然后再解决先进性问题,这或许就是中国航空走的道路吧。
作者: 胖得妙不可    时间: 2013-1-27 17:29
天朝应该把那些几乎变成留美预备班的的名校的预算统统砍了,给北航等军工院校
作者: gordon    时间: 2013-1-27 17:47
本帖最后由 gordon 于 2013-1-27 17:52 编辑
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技术储备不够,看看民用市场怎么样,能不能收回点钱。5 V  n8 x0 b) K  ~0 k3 c
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歼十也是这问题,还是从歼九的技术储备里淘点东西。掌握了鸭式布局 再加上引进的 su - 27 的发动机。. f. J4 C% ^8 J* Q, L7 o
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突破后就好办了,枭龙就想咋改就咋改,关键得有钱。
作者: 所以我才打高球    时间: 2013-1-27 19:05
在“二、机翼与机身的结合” 中 “1、两种不同的翼身结合”的最后一张图,比运八的货仓都小,怎么看也不像是伊尔76的货仓啊。
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作者: 梓童    时间: 2013-1-27 20:41
分析很有道理,我觉得这些特点正好符合TG一贯小步快跑的风格。
作者: groovy26    时间: 2013-1-27 23:14
2500 * 1666 的大图  Y* ~+ H! S" c" A0 X; d/ Y
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作者: xlan1976    时间: 2013-1-28 02:05
还是老兄你的分析更有专业性,这个运输机和客机还是蛮有区别的,起落架这么多学问是我没想到的。。。。。。相对于客机相对简单的起落架结构,运输机的起落架是不是重量普遍会大一些?2 c' j5 N9 [7 l; ]
嘻嘻,老美是不是对货舱门锁定装置有心理阴影啊,所以坚决使用简单的结构
! X  U. P3 L3 i1 k" R2 D6 z, B% v另外,运20并没有加装翼尖小翼,是因为相对于它的性能要求来说现有机翼已经足够了吗?
作者: xlan1976    时间: 2013-1-28 02:11
gordon 发表于 2013-1-27 17:47 9 o( K6 D/ C' `" t  Z, p3 O
技术储备不够,看看民用市场怎么样,能不能收回点钱。8 C9 U% j" Q+ q9 {: n# M2 U
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歼十也是这问题,还是从歼九的技术储备里淘点东西。 ...
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民用飞机跟这个玩意儿是完全不同的,民用飞机首先是要满足适航的要求,运20根本就不是根据适航要求做的东西,进入不了民用市场。另外,这个是刚刚首飞,离投入使用还有相当的距离,等生产型出来也许跟这个就有区别了。
作者: 也无风雨    时间: 2013-1-28 07:16
xlan1976 发表于 2013-1-28 02:05
  [6 Z' z# p3 |3 k: B6 `% V  L还是老兄你的分析更有专业性,这个运输机和客机还是蛮有区别的,起落架这么多学问是我没想到的。。 ...
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关于翼尖小翼,晨大有过分析。
作者: gordon    时间: 2013-1-28 08:45
本帖最后由 gordon 于 2013-1-28 08:48 编辑
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xlan1976 发表于 2013-1-28 02:11 ; u8 Q/ ~' ~+ x: V$ Z  S/ s& x/ o- ~
民用飞机跟这个玩意儿是完全不同的,民用飞机首先是要满足适航的要求,运20根本就不是根据适航要求做的东 ...
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9 r  [, J3 \- ]) l9 b4 Y) L找一本《航空器适航性概论》看,不论民机还是军机都得满足适航性要求。
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( I5 L; G, k9 W/ r适航性不仅是民用航空器的固有属性,同样也是国家航空器(包括军用、警用、海监、应急救援等航空器)的固有属性。
作者: TopGun    时间: 2013-1-28 09:01
xlan1976 发表于 2013-1-27 13:05 7 ^/ k* H% _9 h! A8 {% i
还是老兄你的分析更有专业性,这个运输机和客机还是蛮有区别的,起落架这么多学问是我没想到的。。 ...

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翼梢小翼可以提高升阻比,其他的一些翼梢方式也可以,所以并不是一定要用翼梢小翼。
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8 G8 I2 i# S: r+ \& I2 DC-17用翼梢小翼,一个关键的原因是美军认为野战机场有时候会非常拥挤,所以要求C-17的翼展不能太大。C-17于是采用了翼梢小翼。3 }; b5 n/ F- M" N& ]

0 k& ]5 P1 l7 [' i$ G7 D8 ?* l# X美军曾经在上个世纪七十年代时,在营救中东人质时发生过野战机场飞机相撞事故。大概这是美军要求C-17翼展不能过大的原因之一。' O) U8 e4 F4 ?0 p# k7 f1 a

: _+ w. b9 h6 [至于解放军是否有类似翼展尺寸的要求?我不得而知,但是我觉得如果解放军有要求而且要求的尺寸较小,运20就应该有翼梢小翼。1 M  h3 n. i5 \( T4 }( Y" V/ R! ^
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作者: 誉行    时间: 2013-1-28 10:39
翼尖小翼可以根据实际情况做改装的,现在中国要做的第一步是有的问题,在这个基础上逐渐吃透、改进直到达到先进水平,所以我觉得至少5年以后再来判断大运的好坏和实用性比较好。
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/ ~) |% p& M. w& @) d( U4 L  o现在我们需要的是如何让大运能有效的工作起来。
作者: 大地窝铺    时间: 2013-1-28 11:22
本帖最后由 大地窝铺 于 2013-1-28 00:10 编辑 ( ?& A' _7 X8 |; f, g
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加几张其他角度的照片,点击可看大图:
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作者: wuneng2001    时间: 2013-1-28 15:41
可喜可贺,有了真正的第一架平台,后面改进提升就有基础了。4 j. j* l) o, x: X4 t% j3 |
未来大型飞行器,很可能只有中美两家来回大折腾了。
作者: seek    时间: 2013-1-28 19:41
胖得妙不可 发表于 2013-1-27 17:29   U3 V) M% J: D5 c4 x
天朝应该把那些几乎变成留美预备班的的名校的预算统统砍了,给北航等军工院校 ...

: x+ ^) N( [( ^4 _这个不能全赖俺们,当年我们毕业,国企不要俺们,搞得俺班基本都转行搞IT自谋生路了,只剩一个有关系的特招生进了国企混。
作者: 晨枫    时间: 2013-1-28 22:09
TopGun 发表于 2013-1-27 19:01
, P& F9 F' U: l8 W翼梢小翼可以提高升阻比,其他的一些翼梢方式也可以,所以并不是一定要用翼梢小翼。# M: `* X$ _% Q$ u: U" E2 U/ ?, \
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C-17用翼梢小翼,一 ...

' w" s( L% }- }5 T+ Q翼梢小翼可以在后面加装,如果在设计的时候就考虑加装,那就更加简便。B787的不同型号就有的有小翼,有的没有。个人认为现在没有小翼是为了减重减阻,以后增大发动机推力后,可以增加小翼,增加起飞总重。
作者: 燕庐敕    时间: 2013-1-28 22:40
胖得妙不可 发表于 2013-1-27 17:29
1 z7 v, \; T7 h! T天朝应该把那些几乎变成留美预备班的的名校的预算统统砍了,给北航等军工院校 ...
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哈,俺们技校按学生比例,是在美国人数比例最高的;7 J' y( P* q: n

9 r- h$ }+ O+ L6 a4 i! a! t同样按比例,是中国两院院士最多的。
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5 r# V. i1 L1 q1 t) t. Y2 w! G9 f怎么砍?
作者: xlan1976    时间: 2013-1-29 00:29
本帖最后由 xlan1976 于 2013-1-29 01:06 编辑 ! L/ t' F  b* C- g8 C* n3 ^* D
gordon 发表于 2013-1-28 08:45
' R- V; [( s) Q找一本《航空器适航性概论》看,不论民机还是军机都得满足适航性要求。
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适航性不仅是民用航空器的固有属 ...
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适航性是指航空器维持型号设计构型要求和确保安全飞行的能力(现在度假中,手头没书,凭印象,可能跟书上写的不太一样,基本意思差不多),这个可以算是航空器的固有属性。但有这个属性和是否在设计使用中考虑这个属性,并按照这个来管理是两回事。光知道有这个属性,没有相应的标准要求,没有相应的管理体系,就没有任何意义。我就是干这个的,从来没听说过中国空军的东西有考虑适航性的,适航条例里也没有军机的要求,现在中国的适航条例全部是CAAC颁发的,其它国家也差不多,没有啥适航条例可以管到军机的。当然军机你也可以按照这个做,但那是两回事。就算你按照这个做了,想民用,也得再当着民航局的面再作一遍,因为民航局是民用航空的适航管理部门,这就是适航管理的基本要求,必须要有审查和认证,否则就不算数。美国空军倒是可以,因为很多适航的东西是美国人先搞出来的,美军军标甚至走在适航要求的前面,FAA承i认美国空军的东西。其它国家只要是双边协议认可FAA,就相当于认可美国空军的东西。这么说有点难以理解,但篇幅有限,将就着看吧,要是有兴趣,我可以单开一贴讲这个。中国空军确实最近想往这方面靠,但有很长的路要走,现在连起步阶段都算不上呢。
+ j( r4 q& G( j" g' |当然现在军队和研究院所也知道适航的好处了,不像30年前,拿这个当CAAC的有意刁难,所以有那本书上为了强调这个把所有航空器都写上是有可能的,但这种抬笔一写的东西看看而已就得啦,没有任何实际意义。歼10有在研制和使用中考虑过适航性要求吗?那不是胡闹吗?对战斗机的适航要求是什么?是那一条适航规章,说来听听?
3 z% r$ _* H; i( b$ b适航性是为了实现适航管理而提出的,没有适航管理,所谓的适航性就没有意义,适航管理归根到底是一种可靠性管理,作为一种已经被证明为行之有效的管理体系,被借鉴使用到任何其它领域都没啥问题,但这就是两回事了。
' {! ]1 h$ @9 h5 V% c: O民用航空领域一直以来都是严格按照适航管理的要求实施的,进入民用航空市场就要符合民航适航要求,军用飞机的确现在空军想引进这一套方法,但还处在很初级的阶段,至少运20肯定不是按照适航要求设计的,更何况目前根本没有对军机的适航要求。
作者: xlan1976    时间: 2013-1-29 00:35
TopGun 发表于 2013-1-28 09:01 1 h3 u- K3 x9 j# c! b6 R; q. B
翼梢小翼可以提高升阻比,其他的一些翼梢方式也可以,所以并不是一定要用翼梢小翼。& \5 Q: b3 b3 W- A1 b$ Q/ C" T
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C-17用翼梢小翼,一 ...
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嘻嘻,我当然知道翼尖小翼是干啥的啦,这个玩意儿可以减小诱导阻力,在翼展一定的情况下可以提高升阻比,在保证一定的升阻比的情况下,可以缩短翼展。至于其他的方式嘛,除了改变根梢比的方法,我见过的也都是从翼尖小翼来的。
" N* x* _8 f" E# F& d' S不过这个就是问题所在啦,为啥运20没用呢?按说这个东西肯定是有好处的,实现起来也不难,还是第一次首飞,想搞的简单点,以后再说?
作者: xlan1976    时间: 2013-1-29 00:47
晨枫 发表于 2013-1-28 22:09 # R- q  a2 k4 @1 j- k* S
翼梢小翼可以在后面加装,如果在设计的时候就考虑加装,那就更加简便。B787的不同型号就有的有小翼,有的 ...

# m7 A: M8 S8 m; ?" |6 \/ B从升阻比考虑,加装小翼带来的提升比增加的重量要高,不然这东西就不会存在了。。。% K' T# z" ]% [
787目前的型号都是有小翼的,只不过它那个小翼已经跟机翼融合的很好了。737NG特别是800倒是有的有小翼,有的没小翼,特别是早期型号没有小翼,可能是升阻比已经符合要求了,觉得没必要多次一举,后来越搞越大,不弄小翼的话,增加翼展更麻烦。感觉波音开始时对小翼不是很感冒,虽然现在西雅图波音博物馆门口就有一个小翼的雕塑,但777就没有小翼而同期的330/340都有小翼。, N+ g$ n8 z" `1 s% z% v
我还是对运20没装小翼有疑惑,我觉得它应该是要装,只是首飞的时候还没装而已。因为这个东西有好处,而且实现起来不困难。但毕竟大运第一次搞,来日方长嘛,有那一天它突然有了小翼我也不惊奇。
作者: 维京老海盗    时间: 2013-1-29 10:23
胖得妙不可 发表于 2013-1-27 17:29 " ~9 n7 t+ P$ M  y8 S) M$ v
天朝应该把那些几乎变成留美预备班的的名校的预算统统砍了,给北航等军工院校 ...
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胖兄这句话深得我心啊!
( F; ]: R6 X' I我们西电,交给地方20几年了,总共拿到的拨款才几千万,盖个新校区还得到处借钱,我们给国家输送了多少雷达和IT的人才,给国家完成了多少重点项目!
作者: 维京老海盗    时间: 2013-1-29 10:52
燕庐敕 发表于 2013-1-28 22:40
  Z; e' ]( _% x: i' b哈,俺们技校按学生比例,是在美国人数比例最高的;
, m! E$ F. U. B. j3 i8 K3 t: O- `/ ?
) k& P4 \1 }2 _5 |同样按比例,是中国两院院士最多的。

! H- a9 s7 O9 |8 X0 |+ \7 z胖兄的话说得偏激了些,但对于我们西电,我得说,胖兄说的话还是深得我心的。我们前任校长在学校大会上公开讲,西电交给地方快30年了,总共拿到的国家拨款不如西交大一年的多,平均下来一年还盖不了一栋教学楼,这也太惨了点吧。要知道现在中国所有自产的雷达身上都有西电人的心血啊!而且交给地方前我们叫“西军电”,那是全国排名起码前20的学校,现在已经落到40名以后去了,这个除了自身的问题之外,国家支持太少也是原因之一。我们不奢求要跟那些排名前10的学校看齐,但至少现在政府这么有钱了,多给些支持还是应该的,毕竟我们学校毕业生基本上都留在国内建设四化呢。
作者: 燕庐敕    时间: 2013-1-29 11:01
维京老海盗 发表于 2013-1-29 10:52   V: I) Z/ J. w$ ~! ^0 B+ S
胖兄的话说得偏激了些,但对于我们西电,我得说,胖兄说的话还是深得我心的。我们前任校长在学校大会上公 ...

- S5 e3 K/ ^4 U2 T" r屁股决定脑袋。
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要按此说,我家和我老婆家祖孙三代为国扎根边疆加起来超过300年(父母各超过50年,子女孙子女都有超过50年的),那所有在我面前发牢骚唱高调的人都应该主动一辈子去边疆,献了青春献终身,献了终身献子孙,不然这些人有什么资格评价?配吗?!!!!
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多样性才是社会发展的源泉,容许多样新的存在才是一个社会应有的常态。
作者: 维京老海盗    时间: 2013-1-29 11:45
燕庐敕 发表于 2013-1-29 11:01 & C* ^# c5 v* J+ ~2 w; s
屁股决定脑袋。
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) n9 T0 @$ m  c1 p要按此说,我家和我老婆家祖孙三代为国扎根边疆加起来超过300年(父母各超过50年,子女 ...

7 z# c* X- o  R5 T) W- S是啊,屁股决定脑袋,我活这么大了,还是没能免这个俗~~~
4 ^8 y. o  }0 U燕兄教育得是
作者: 燕庐敕    时间: 2013-1-29 22:35
维京老海盗 发表于 2013-1-29 11:45 6 a" R# E9 X" f$ v" ?' s
是啊,屁股决定脑袋,我活这么大了,还是没能免这个俗~~~
$ M- C3 r/ b7 U; a燕兄教育得是 ...
" ~7 m! i* J- H2 l& h9 p$ I
教育谈不上,只是不喜欢那么绝对的观点。




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