固定翼飛機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在種類(lèi)繁多,有客機(jī),運(yùn)輸機(jī),戰(zhàn)斗機(jī),螺旋槳飛機(jī)……各種飛機(jī)的功能不同,需求不同,外形也各不相同。
飛機(jī)的外形和飛行特性息息相關(guān)。為了讓飛機(jī)在飛行中所處的阻力、升力、推力等作用力之司得到最佳的效率,工程師需要對(duì)機(jī)翼的外形、飛機(jī)的截面、外形輪廓等細(xì)節(jié)反復(fù)研究。這些研究離不開(kāi)各種試驗(yàn)。
對(duì)于我們來(lái)說(shuō),折一架紙飛機(jī)出來(lái)后,直接試飛,觀(guān)察飛行效果怎么樣,是我們能最直觀(guān)操作的飛行實(shí)驗(yàn)。
我們知道,飛機(jī)在空中飛行和船只在水面開(kāi)過(guò)的情況類(lèi)似,飛機(jī)會(huì)讓周?chē)目諝猱a(chǎn)生波浪效果。舉個(gè)例子:當(dāng)螺旋槳飛機(jī)在空中飛行時(shí),頭部會(huì)先遇到迎面而來(lái)的空氣,空氣受到飛機(jī)頭部的擠壓,會(huì)向周?chē)鏖_(kāi)。這樣的氣流就像船舶在水中航行時(shí)產(chǎn)生的人字形的波浪一樣。
低速螺旋槳飛機(jī)的機(jī)翼從上往下看就像一對(duì)又長(zhǎng)又直的矩形,并且它機(jī)翼的位置還比較靠前。于是此類(lèi)機(jī)翼翼尖無(wú)法躲在飛機(jī)頭部所產(chǎn)生的氣流內(nèi),它也會(huì)相對(duì)獨(dú)立的迎著空氣。
當(dāng)人們進(jìn)入噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)代后,飛機(jī)的速度越來(lái)越快。工程師漸漸發(fā)現(xiàn)平直的機(jī)翼已經(jīng)不能適應(yīng)高速飛行了。不同于螺旋槳飛機(jī)平直的機(jī)翼,噴氣式飛機(jī)的機(jī)翼往往設(shè)計(jì)成向飛機(jī)后方展開(kāi)的形狀。即沿飛機(jī)從上往下看,機(jī)翼前部和后部的輪廓線(xiàn)都是向后傾斜的,這樣的機(jī)翼我們稱(chēng)為后掠翼,采用這樣的設(shè)計(jì)能使得機(jī)翼也躲在飛機(jī)頭部產(chǎn)生的波浪之內(nèi),阻力會(huì)比平直機(jī)翼的小,更適合高速飛行。
最后將各翼面恢復(fù)到初始的位置,按照紙飛機(jī)立體結(jié)構(gòu)圖展開(kāi),注意這次的紙飛機(jī)F111的側(cè)面部分又往下折了一次,并且往下折的外側(cè)機(jī)身要向外側(cè)傾斜,折好后從前往后看F111的身體部分呈倒過(guò)來(lái)的“W”形。
這次的修改主要是為了增加紙飛機(jī)F111的飛行穩(wěn)定性,改進(jìn)后紙飛機(jī)F111的外側(cè)機(jī)身形成了一個(gè)半開(kāi)方式的氣流通道,這能更好的穩(wěn)定氣流。配合升降舵的使用還能幫助紙飛機(jī)F111在低速飛行時(shí)也能保持平穩(wěn)飛行。
另外,我們還可以拿出之前制造的通用飛機(jī)。進(jìn)行對(duì)比飛行。實(shí)際感受一下后掠翼飛機(jī)和平直機(jī)翼的飛機(jī)在速度上的差別。
通過(guò)對(duì)比飛行我們可以發(fā)現(xiàn),有掠翼的紙飛機(jī)F111如前面的氣流分析一樣,飛行阻力要小,只要往前一擲就能快速向前飛去。對(duì)比通用飛機(jī),在相同力量投擲下,只能慢慢悠悠往前滑翔。兩者的飛行特點(diǎn)大相徑庭。
這次的紙飛機(jī)F111,我們還制作出了各翼面。通過(guò)不同的翼面調(diào)整,可以讓紙飛機(jī)F111飛出不同的花樣來(lái)。剩下的飛行實(shí)驗(yàn)就交給各位“飛行員”自由探索??鞓?lè)飛行,下期再見(jiàn)!