種類
我們知道,襟翼的種類有很多,除了常用的簡單襟翼、開裂襟翼、開縫襟翼和後退襟翼等均位于機翼後緣的後緣襟翼以外,還有一些與普通後緣襟翼構造有差别的特殊襟翼,如位于機翼前緣的前緣襟翼與克魯格襟翼,以及可以在機翼上引入發動機的噴氣流,改變空氣在機翼上的流動狀态的噴氣襟翼。
前緣襟翼:後緣襟翼都位于機翼的後緣,如果把它的功能複制到機翼的前緣,就變成了前緣襟翼。前緣襟翼也可以看作是可偏轉的前緣。在大迎角下,它向下偏轉,使前緣與來流之間的角度減小,氣流沿上翼面的流動比較光滑,避免發生局部氣流分離,同時也可增大翼型的彎度。
克魯格襟翼:與前緣襟翼作用相同的還有一種克魯格(Krueger)襟翼。它一般位于機翼前緣根部,靠作動筒收放。打開時,伸向機翼下前方,既增大機翼面積,又增大翼型彎度,具有較好的增升效果,同時構造也比較簡單。
噴氣襟翼:這是正在研究中的一種增升裝置。它的基本原理是:利用從渦輪噴氣發動機引出的壓縮空氣或燃氣流,通過機翼後緣的縫隙沿整個翼展向後下方以高速噴出,形成一片噴氣幕,從而起到襟翼的增升作用。這是超音速飛機的一種特殊襟翼,其名稱來曆就是将“噴氣”和“襟翼”結合起來。
作用
前緣襟翼與後緣襟翼配合使用可進一步提高增升效果。一般的後緣襟翼有一個缺點,就是當它向下偏轉時,雖然能夠增大上翼面氣流的流速,從而增大升力系數,但同時也使得機翼前緣處氣流的局部迎角增大,當飛機以大迎角飛行時,容易導緻機翼前緣上部發生局部的氣流分離,使飛機的性能變壞。如果此時采用前緣襟翼,不但可以消除機翼前緣上部的局部氣流分離,改善後緣襟翼的增升效果,而且其本身也具有增升作用。
噴氣襟翼一方面改變了機翼周圍的流場,增加了上下壓力差;另一方面,噴氣的反作用力在垂直方向上的分力也使機翼升力大大增加。所以,這種裝置的增升效果極好。根據試驗表明,采用噴氣襟翼可以使升力系數增大到12.4左右,約為附面層控制系統增升效果的2~3倍。雖然噴氣襟翼的增升效果很好,但也有許多尚待解決的難題:發動機的噴氣量太大,噴流能量的損失大;形成的噴氣幕對飛機的穩定性和操縱性有不良影響;機翼構造複雜,重量急劇增加;發動機的燃氣流會燒毀機場跑道等等。
為避免失速人類發明了前緣襟翼。前緣襟翼的作用是幹擾氣流的分離時間。在大迎角時,前緣襟翼向下偏轉,減小機翼的迎角,延遲氣流分離的時間,避免飛機的失速。
氣動設計
前緣襟翼設計主要控制其展長和弦長,若展長在0.8翼展範圍可以分内、外兩段。如果機翼前有邊條或鴨翼,則翼展長應從鴨翼翼梢和邊條的外側開始。前緣襟翼根弦長為當地弦長的15%-20%,翼梢弦長則為20%-30%。襟翼順氣流偏轉角一般不超過30°。
前緣縫翼翼型在氣動方面的具有較大優勢,當來流和迎角相同時,主翼前緣的吸力峰明顯高出前緣下垂構型,其升力系數也高于前緣下垂構型。前緣下垂翼型擁有更好的噪聲性能,在相同的來流和迎角情況下,降噪的總聲壓級為20dB~60dB。
控制系統設計
進行前緣襟翼控制系統的工程設計,發出安裝圖樣和技術條件。
①根據飛機前緣機動襟翼的載荷及載荷分布、機翼的前緣空間等要素,在各種構型中确定前緣機動襟翼控制系統的選型;
②與總體、結構、液壓、電氣等相關專業協調前緣襟翼控制系統安裝和接口,明确技術狀态;
③在結構圖的基礎上,設計并發出前緣襟翼控制系統機上安裝圖樣;
④編寫前緣襟翼控制系統機上安裝技術條件。
間隙測量方法
因前緣襟翼是三個旋轉作動器連接而成其測量方法有别于其他舵面。
以某型飛機為例,在前緣襟翼中間旋轉作動器安裝處施加正反方向的力矩98N·m,前緣襟翼的位移為前緣襟翼的間隙,用三個百分表分别在三個旋轉作動器安裝處中心距轉軸100mm處來測量位移,并換算成角度。由于前緣襟翼的舵面間隙很小,在測量時,百分表的指針可能沒有指示,甚至會産生反向偏轉,這是因為機翼蒙皮在加載力的作用下,産生變形所緻,屬正常現象,上述情況下,可以記錄前緣襟翼的舵面間隙為零。在測量前緣襟翼舵面間隙時,三個旋轉作動器安裝處的局部間隙允許超過規定的值,但平均值應在要求值之内。