翼尖渦流的強(qiáng)度或者力度直接的和飛機(jī)的重量成正比,和翼展及飛機(jī)速度成反比。較重和慢速的飛機(jī),迎角越大,翼尖渦流越強(qiáng)。因此,飛機(jī)在飛行的起飛爬升和著陸階段會產(chǎn)生最大強(qiáng)度的翼尖渦流。
地面效應(yīng)
飛機(jī)在暢通的地面以稍微低于高空平飛要求的空速來飛行是可能的。這樣的結(jié)果源于一種現(xiàn)象,甚至對一些有經(jīng)驗(yàn)的飛行員來說,知道這個比理解它更重要。
當(dāng)飛行的飛機(jī)離地面幾英尺時,飛機(jī)周圍的三個方向的氣流模式開始發(fā)生改變,因?yàn)闄C(jī)翼周圍氣流的垂直分量受地面限制。這就改變了機(jī)翼的升流和翼尖渦流,如圖3-這些由于地面而導(dǎo)致的基本影響稱為“地面效應(yīng)”。地面效應(yīng)時由于飛機(jī)飛行時氣流模式受地面或者水面的干擾導(dǎo)致的。
當(dāng)尾部表面和機(jī)身的空氣動力學(xué)特性因地面效應(yīng)改變時,由于接近地面受到的主要影響是機(jī)翼的空氣動力學(xué)特性的變化。當(dāng)機(jī)翼遇到地面效應(yīng)且維持在恒定的升力系數(shù)時,那么上升流和下洗流和翼尖渦流隨之減少。
誘導(dǎo)阻力是支持飛機(jī)的機(jī)翼導(dǎo)致的,機(jī)翼通過加速空氣向后來獲得飛機(jī)的升力。機(jī)翼上表面壓力的降低是升力的主要基礎(chǔ),這樣說是對的,但是這只是推動空氣向后的總效果的其中之一。下洗流越多,機(jī)翼推動空氣向下的難度就越大。大迎角時,總的誘導(dǎo)阻力就大,在實(shí)際的飛行中就相應(yīng)于較低的空速,以可以這么說,低速飛行時誘導(dǎo)阻力是主導(dǎo)地位。
然而,由于地面效應(yīng)導(dǎo)致的翼尖渦流減少改變了翼展方向的升力分布,降低了誘導(dǎo)迎角和誘導(dǎo)阻力。所以,在地面效應(yīng)中機(jī)翼只要較小的迎角就能產(chǎn)生相同的升力系數(shù),或者如果維持迎角不變,將導(dǎo)致升力系數(shù)的增加。如圖
地面效應(yīng)也會改變所需推力和速度的關(guān)系。由于誘導(dǎo)阻力在低速時占主導(dǎo),因地面效應(yīng)使誘導(dǎo)阻力降低,這樣就導(dǎo)致了最重要的低速時所需推力的降低。
地面效應(yīng)導(dǎo)致的誘導(dǎo)流降低使得誘導(dǎo)阻力有重大的減少,但是對寄生阻力無直接影響。誘導(dǎo)阻力減少的結(jié)果就是使得在低速飛行時所需要的推力也減少了。
由于升流,下洗流和翼尖渦流的改變,可能空速系統(tǒng)有定位(設(shè)備)誤差,這和地面效應(yīng)有關(guān)。大多數(shù)情況下,地面效應(yīng)會導(dǎo)致靜態(tài)源的局部壓力增加,出現(xiàn)對空速和高度的偏低指示。因此,會要求飛機(jī)空降的指示空速低于正常要求的值。
為了使地面效應(yīng)有較大的程度,機(jī)翼必須相當(dāng)?shù)慕咏孛妗5孛嫘?yīng)的直接結(jié)果之一就是誘導(dǎo)阻力在恒定升力系數(shù)處隨機(jī)翼距地面的高度變化。當(dāng)機(jī)翼的高度等于翼展時,誘導(dǎo)阻力只降低1.4%。然而,當(dāng)機(jī)翼高度為四分之一翼展時 ,誘導(dǎo)阻力降低23.5%,機(jī)翼高度等于翼展十分之一時,誘導(dǎo)阻力降低47.6%。所以,只有機(jī)翼非?拷孛鏁r,誘導(dǎo)阻力才有很大的降低。因?yàn)檫@種變化,地面效應(yīng)在起飛離地和著陸觸地的一瞬間是最明顯的。
在飛行的起飛階段,地面效應(yīng)引起一些重要的關(guān)系。飛機(jī)起飛后離開地面效應(yīng)會遇到和著陸時進(jìn)入地面效應(yīng)相反的情況,例如飛機(jī)離開地面效應(yīng)將會:
* 要求增加迎角來維持相同的升力系數(shù)
* 誘導(dǎo)阻力增加,所需要的推理也要增加
* 穩(wěn)定性降低,機(jī)頭在瞬間會向上翹
* 產(chǎn)生靜態(tài)源壓力的減少,指示空速增加
應(yīng)當(dāng)指出在獲得建議著陸速度之前這些總效果可能會對著陸嘗試危險(xiǎn)。由于地面效應(yīng)中阻力降低,飛機(jī)好像能在低于建議速度下正常起飛。但是,當(dāng)飛機(jī)以不足的速度飛出地面效應(yīng)時,更大的誘導(dǎo)阻力可能會導(dǎo)致恰好臨界的初始爬升性能。在,如大的總重量,高密度高度,高溫的極端條件下,起飛時空速的不足可以使飛機(jī)飛起來,但是可能不足以飛出地面效應(yīng)。這時,飛機(jī)可能在最初以不足的速度飛行,然后又下降回跑道。不要試圖強(qiáng)制飛機(jī)以不足的速度飛起來是非常重要的;為提供充足的初始爬升性能建議起飛速度是非常必要的。因?yàn)檫@個原因,在收回起落架或者襟翼之前必須進(jìn)入確定爬升狀態(tài)。
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