近日,一位7歲的小朋友向《發(fā)現(xiàn)》周刊提出了一個疑問:為什么飛機(jī)落地的時候,飛機(jī)翅膀上會出現(xiàn)好多“小翅膀”翹起來的情況?這些“小翅膀”是干什么用的?
這個問題一下難倒了我們,我們立刻請教了相關(guān)專家,專家給我們講解了“小翅膀”的作用,還跟我們講述了很多有關(guān)飛機(jī)的故事,F(xiàn)代快報記者 戎丹妍
“小翅膀”是用來給飛機(jī)增加阻力
這位小朋友是個很有觀察力的孩子,他說有一次坐飛機(jī)時他靠窗坐,發(fā)現(xiàn)飛機(jī)落地的時候飛機(jī)翅膀上有很多“小翅膀”突然打開,他一下子“驚呆”了。
帶著小朋友的問題,記者請教了南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院的夏洪山教授。夏洪山告訴記者,這些小翅膀其實(shí)叫擾流板,主要作用就是改變飛機(jī)浮力。當(dāng)飛機(jī)著陸時,飛機(jī)需要迅速降速,由原先的時速250-280公里迅速降低到接近0,然后以很低的速度滑行,而這個過程一般不超過10秒,所以就需要機(jī)翼的配合增加飛行阻力,這些翹起來的擾流板就是給飛機(jī)增加阻力用的。
其實(shí)除了擾流板,飛機(jī)機(jī)翼上還有很多可以活動的組成部分,以方便控制飛機(jī)的飛行速度和方向。在降落過程中,還有一對“小翅膀”會從機(jī)翼上伸展出來,這對翅膀又被叫做襟翼。并且這些襟翼是先于擾流板伸展出來的,首先是后緣襟翼放下至最大角度45度,同時前緣襟翼一并伸出,當(dāng)主起落架接地的瞬間,擾流板瞬間升起來,同時發(fā)動機(jī)設(shè)置為反轉(zhuǎn),飛機(jī)飛行速度迅速降低到0,接地后,飛機(jī)開始以十幾公里的時速慢慢滑行,直至停穩(wěn)。所以在落地的那一刻是飛機(jī)機(jī)翼變化最大的時候。
夏洪山說,飛機(jī)的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,僅飛機(jī)的機(jī)翼就由好多部分組成,除了剛剛說的襟翼、擾流板,還有副翼、翼尖小翼等等,在機(jī)翼兩側(cè)的下方,我們會看到兩個像炮彈一樣的東西,那個就是專門用來控制機(jī)翼的發(fā)動機(jī),可見飛機(jī)的復(fù)雜性能。
民用飛機(jī)密封性能一定要好
除了機(jī)翼復(fù)雜,機(jī)身和內(nèi)部結(jié)構(gòu)更是如此。我們知道,飛機(jī)是一種在高空飛行的物體,高空寒冷、缺氧,還隨時面臨各種氣流的變化,所以要求密封性能好。飛機(jī)在高速飛行時,與空氣的摩擦使得周圍的氣壓非常大,一旦機(jī)身出現(xiàn)裂縫,機(jī)內(nèi)氣壓變化,就可能造成機(jī)毀人亡,所以密封性肯定要好。
我們可以用坐火車來感受一下氣壓的變化,特別是現(xiàn)在的高鐵,當(dāng)兩列高鐵相對而開時,坐在高鐵里的人肯定有這樣的感覺當(dāng)兩列高鐵交錯的一剎那,會感到一股很強(qiáng)的氣流襲來,耳朵也會不舒服,這就是因為兩輛高鐵之間的空氣因為迅速的擠壓和摩擦,產(chǎn)生了一股吸力,雖然高鐵也是密封的,但依然能感受到這股強(qiáng)大的力量。夏洪山說,高鐵在投入使用前的實(shí)驗中,曾出現(xiàn)因為兩列高鐵在高速相對行駛過程中玻璃被震碎的現(xiàn)象,這就是因為氣壓的緣故,所以后來高鐵的玻璃都采用了比普通列車加厚很多倍的玻璃。飛機(jī)在高速飛行中也會有這個現(xiàn)象,所以飛機(jī)的玻璃材料也都是堅固加厚的。
邊飛邊漏油的飛機(jī)你見過嗎
飛機(jī)史上的“奇葩”SR-71偵察機(jī)
上面已經(jīng)說了,密封性肯定是飛機(jī)必須保證的。不過也有例外,歷史上曾有一種飛機(jī),不僅密封性不好,甚至飛行時還漏油,但這種飛機(jī)的歷史地位卻很高,名號還響當(dāng)當(dāng),這就是美國的SR-71偵察機(jī)。
特性1 飛行成本高,飛一次近百萬美元
SR-71偵察機(jī)誕生于冷戰(zhàn)時期,這個時期,美蘇兩大軍事大國一直在飛行器上較勁。
有人曾用“這是外星人幫美國人造的飛機(jī)”來形容SR-71偵察機(jī),因為SR-71偵察機(jī)的速度和性能在當(dāng)時是讓人無法想象的,即使到今天它都被人們譽(yù)為經(jīng)典。當(dāng)然造價也令人咋舌,光燃料就價值不菲。據(jù)說,比蘇格蘭威士忌還貴,操作SR-71一小時的油費(fèi)就要達(dá)到24000到27000美元,飛一次的成本近百萬美元。這款飛機(jī)能夠飛行在3萬米的高空,速度能達(dá)到3馬赫(3倍的音速)。SR-71于1963年2月開始研制,1966年1月開始使用。它的外觀是暗藍(lán)色(接近黑色),在高速飛行時因為機(jī)身和空氣摩擦后產(chǎn)生高溫,機(jī)身會變成一抹藍(lán)色,非常壯觀。
特性2 飛機(jī)有縫,邊飛邊漏油
速度雖然上去了,但伴隨而來了另一個問題,就是熱障。
所謂熱障,就是當(dāng)飛行器在稠密大氣中做超音速飛行時,受到激波與機(jī)體間高溫壓縮氣體的加熱和機(jī)體表面與空氣強(qiáng)烈摩擦的影響,飛行器蒙皮的溫度會隨M數(shù)(馬赫數(shù))的提高而急劇上升。在高速飛行時,SR-71的前擋風(fēng)玻璃可達(dá)到1000℃左右的高溫,飛行員都需要戴特制的絕熱手套,防止被意外燙傷。而當(dāng)時的鋁合金材料根本無法承受這一溫度,美國盯上了蘇聯(lián)的一種材料,就是鈦。
根據(jù)熱脹冷縮的原理,飛機(jī)在高空高速飛行時機(jī)翼會受熱膨脹,因此在地面的時候要留出余量。在低速飛行的時候,蒙皮膨脹不到位就會漏油,所以SR-71在地面停駐或者低速飛行時,你會看到它的身上像在下雨一樣地嘩嘩漏油,那流的都是錢啊。但是一旦在高溫下,膨脹的尺寸就擠滿了所有空隙,就不會發(fā)生漏油漏水了。
特性3 飛行員必須穿宇航服
有人可能要問,飛機(jī)漏油不會起火爆炸嗎?不用擔(dān)心,這個人家也是設(shè)計好的,SR-71使用的燃料叫JP-7,擁有極高的閃燃點(diǎn),高溫下也難以自燃。
當(dāng)SR-71點(diǎn)火飛行時,你能看到它的尾部如同發(fā)射火箭一樣放出兩道火焰,非常酷炫。表面的涂層材料也因為空氣摩擦產(chǎn)生高溫而變色,由黑色變成藍(lán)色,并且整個機(jī)身因為高溫膨脹而延長30多厘米。
因為這款飛機(jī)的奇特性,坐在里面的人就不能按普通的民用飛機(jī)或戰(zhàn)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn),飛行員必須穿宇航服才能避免飛行帶來的傷害。以這樣的高速執(zhí)行偵察任務(wù),6分鐘就可以拍攝整個意大利國土面積的高清晰度照片,1個小時能完成對324000平方公里區(qū)域的光學(xué)攝影偵察任務(wù)。