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为什么飞机的机翼是向前翘的

为什么飞机的机翼是向前翘的

飞机的机翼并不是“向前翘”的,而是翼尖部分向上翘起,这种设计被称为翼梢小翼(winglet)。这种设计的主要目的是为了提高飞行效率,具体来说,是为了减少飞行过程中的阻力,特别是诱导阻力。

翼梢小翼的作用

减少诱导阻力

飞机在飞行过程中,机翼上下表面会产生压强差,从而产生升力。然而,在翼尖处,气流会从下翼面的高压区绕过翼尖流向上翼面的低压区,形成强烈的翼尖涡。这些翼尖涡会导致在翼展范围内出现一个向下的诱导速度场,形成下洗流。下洗流的存在会使得机翼的有效迎角变小,升力向后倾斜,从而使得升力具有一个向后的阻力分量,即诱导阻力。诱导阻力在飞机巡航阶段约占总阻力的30%~40%,在爬升阶段占总阻力的60%以上。因此,降低诱导阻力对提高民航客机的经济性具有重要意义。

提高飞行效率

通过在翼尖处安装翼梢小翼,可以阻碍空气在翼尖处的绕流,减少翼尖涡对飞机的影响。翼梢小翼就像是竖起的一道墙,可以有效减少气流漩涡,从而降低诱导阻力。研究表明,安装翼梢小翼的运输飞机可以实现6%-9%的巡航效率改进。

发展历史

翼梢小翼的设计灵感来源于自然界,例如鹰等大型鸟类在飞行时,会将翅膀末梢的羽毛向上翘起,以此来减少空气中的气流漩涡,提高飞行效率。NASA的理查德·惠特科姆博士受到这一启发,发明了翼梢小翼。自上世纪70年代末以来,翼梢小翼开始在民航客机上广泛应用。

结论

综上所述,飞机的机翼并不是向前翘的,而是翼尖部分向上翘起,这种设计称为翼梢小翼。其主要作用是减少诱导阻力,提高飞行效率,从而降低燃油消耗,提高经济效益。