航空小常识

飞机那么快,若何 减速呢

时光 :2019年02月20日 15:51   来源 :大年夜 大年夜 飞机报
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是否采取 反推力装配 刹车对着陆滑跑距离的影响 材料 图

 

  飞机在飞翔 时速度异常 快,即便在降低 时速度依然不低。那么,飞机是若何 进行减速的呢?是否像汽车一样松掉 落 落 油门脚踩刹车?是否还有手刹?一般来说,飞机会 经由过程 反推装配 、扰流板、机轮刹车等办法 来减速。反推装配 经由过程 改变 喷射气流的流向,产生 与推动 力偏向 相反的力来使飞机减速。必定 情况 下,反推制动办法 受天然 前提 的影响也较小,对晋升 飞机安然 性有重要 意义。

 

  经由过程 反推装配 实现飞机减速

  跟着 飞机构造 设计和蔼 动设计才能 的赓续 成长 ,以及高推力发念头 的推陈出新,大年夜 大年夜 型喷气式飞机的起飞 和着陆重量赓续 进步 。大年夜 大年夜 型化的成长 趋势 对飞机着陆和起飞 提出了更高请求 ,在着陆重量很大年夜 大年夜 的情况 下为实现较短的滑跑距离,最有效 办法 就是采取 反推力装配 及响应 的控制 技能 。

  在正常滑跑和飞翔 状况 时,飞机发念头 产生 向后的喷射气流,从而产生 往前的正推力。而飞机在中断 起飞 或降低 接地等情况 下,须要 借助于反推装配 ,经由过程 改变 全部 或者部分 喷射气流流向的办法 ,产生 与正推力偏向 相反的反推力来使飞机减速。为担保 飞机的安然 性和经济性,反推装配 要具备操作随便 马虎 、安装机能 好、承载才能 强、流量损掉 落 小、稳定 性好等特点 。

  采取 反推装配 实现飞机减速具有诸多长处 。起首 ,与仅采取 机轮刹车比较 ,在潮湿、结冰或被雪覆盖 的跑道上,反推装配 工作时的减速后果 更明显 。其次,反推装配 工作时的适应 性很好,能在飞机迫降、紧急 终止起飞 以及在恶劣气候 下为飞机供给 靠得住 的减速力。再次,反推装配 可以削减 飞机机轮刹车体系 磨损,也不须要 像减速伞在应用 后须要 从新 收起,从而进步 飞机的应用 效力 。最后,反推装配 不请求 机场设置专门设备 ,不受着陆面积的制约,比其他几种减速办法 安稳 靠得住 。

  从安然 性角度来看,反推力装配 是大年夜 大年夜 型飞机必弗成 少的构成 部分 ,这使得反推技能 的研究 和成长 一贯 是各国 飞机制造 商和发念头 研究 机构存眷 的热点 。

 

  实现反推装配 的重要 办法

  飞机上反推装配 的设计与所采取 的发念头 密切 相干 ,假如 一种型号的飞机可以配备多款型号的发念头 ,那么该型号飞机就可能存在两种及以上的反推情势 。今朝 常见的发念头 类型有涡轮螺旋桨发念头 、涡轮轴发念头 、涡轮喷气发念头 (涡喷发念头 )及涡轮电扇 发念头 (涡扇发念头 )四种,个中 涡轮螺旋桨发念头 和涡轮轴发念头 一般不涉及反推装配 。

  个中 涡喷发念头 由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管构成 ,涡轮扭转 带动压气机工作,压气机增压空气,高压空气与燃油在燃烧室混淆 后燃烧,产生 高温高压空气经涡轮和尾喷管向后喷出,产生 正推力,同时驱动涡轮扭转 。与涡喷发念头 比较 ,涡扇发念头 增长 了电扇 和外涵道,个中 与涡喷发念头 类似 的构造 称为内涵 道,而经由过程 电扇 后直接排出发 念头 的那部分 气体经由过程 的通道称为外涵道,各级涡轮分别 驱动电扇 和压气机工作,电扇 对外涵道气流进行加快 加压,从而产生 外涵道正推力。可见,涡扇发念头 的推力包含 内涵 道推力和外涵道推力两部分 。

  经由过程 对涡喷发念头 及涡扇发念头 工作事理 的分析 ,可知涡喷发念头 反推装配 产生 反推力只能经由过程 内涵 道喷射气流的偏向 折返才能 够实现,而涡扇发念头 反推装配 原则上既可以经由过程 内涵 道喷射气流的偏向 折返产生 反推力,也可以经由过程 外涵道气流的偏向 折返产生 反推力,或是二者兼备。

  今朝 实现反推的办法 重要 是机械式反推,结合 涡喷发念头 和涡扇发念头 的特点 ,反推构造 重要 包含 折流板反推、叶栅式反推和折流门反推等。

  折流板反推力器可以细分为两种,一种是蚌蛤式反推,反推构造 位于喷管前面;另一种是抓斗式反推,反推构造 位于喷管后面。在发念头 产生 正推力时,两扇反排闼 经由过程 前后传动摇 臂,紧贴在延长 管和喷口旁边 两侧,当须要 反推力时,两扇门对接在一路 , 迫赌气 流向斜前方喷出发 生 反推力,使飞机减速。这类反推力装配 常日 安装在机翼下的短舱后端,请求 短舱伸出翼外,不然 ,当反推力排气直接流过机翼时会产生 不须要 的升力,使反推效力 降低 。

  常日 情况 下,折流板反推的反向气流喷射角度较大年夜 大年夜 ,反推效力 较低。是以 ,折流板反推力器多用于涡喷发念头 或小涵道比涡轮电扇 发念头 上,重要 依附 内涵 道气流折返变向产生 反推力。折流板反推器具有构造 简单 的特点 ,但是重量较大年夜 大年夜 ,遭受 的反推力载荷大年夜 大年夜 ,且反推气流随便 马虎 浸染 到机身构造 上。

  叶栅式反推许 要 应用 于大年夜 大年夜 涵道比涡扇发念头 上,如涵道比为9的涡扇发念头 一级压气机外涵电扇 的推力可占发念头 总推力的80%旁边 。叶栅式反推装配 在构造 上和折流板反推比加倍 灵活 紧凑,反推力加倍 安稳 ,短舱内有足够空间知足 该反推力装配 的定位请求 。叶栅式反推装配 只实用 于涡轮电扇 发念头 ,其反推力可高达发念头 最大年夜 大年夜 推力的60%-70%。其缺点 是机械调和 件多,构造 复杂 ,叶栅盖和阻流板的气流泄漏 可能导致发念头 机能 降低 。

  叶栅式反推应用 比较 广泛 ,常见的发念头 有V2500、CFM56-7B、GE90、Trent900及PW4000等,涉及的机型包含 A320、B737、B777、A380及A330等。B787配备了Trent1000和GEnx-1B两款发念头 ,均采取 了叶栅式反推体系 。中国商飞公司的ARJ21飞机尾吊发念头 和C919飞机翼吊发念头 也采取 了叶栅式反推装配 。

  折流门反推的常见情势 为瓣式迁徙 改变 折流门反推,其由在短舱侧壁上沿周向设置的四组或多组迁徙 改变 的枢轴折流门及驱念头 构构成 。正推力状况 时,折流门与短舱慎密 合营 ,担保 外涵道及短舱外外面 的气念头 能 。须要 产生 反推力时,折流门绕枢轴迁徙 改变 ,每组门的内侧部分 相当于叶栅式反推的阻流门,盖住 外涵道气流,而外侧部分 相当于叶栅式反推的叶栅部分 ,对排气起到定引导 流浸染 ,产生 反推力。瓣式迁徙 改变 折流门反推力器对涡轮电扇 发念头 比较 实用 ,其反推力约为发念头 静推力的40%。折流门反推在构造 上固然 比叶栅式反推简单 ,但比折流板反推复杂 ,且其折流门对短舱密封机能 的影响也相对较大年夜 大年夜 。

  折流门反推常见于采取 Trent700发念头 的A330飞机,以及采取 CFM56-5B发念头 的A320、A340及B737飞机。

 

  新型反推构造

  在飞机中应用 反推技能 ,既增长 了机械体系 的复杂 性,更重要 的是增长 了短舱构造 的质量。实践注解 ,对于电扇 直径大年夜 大年夜 于2540 毫米(100 英寸)的发念头 而言,反推力体系 的质量达到 短舱质量的30%以上。像GE90如许 的超大年夜 大年夜 型发念头 ,单个发念头 配备的反推力体系 质量达到 680千克。而像F100等较小型的发念头 ,其反推力体系 的质量约为短舱质量的55%。

  今朝 正在研究 的一种新型反推装配 为无阻流器发念头 反推力装配 (BETR)。该装配 构造 构造 的重要 特点 是去掉 落 落 了内涵 道及外涵道阻流器,在须要 产生 反推力时,外涵道可滑移整流罩向后滑动,将叶栅露出,应用 喷射体系 直接将内涵 道压气机高压空气按必定 角度喷入外涵道气流中,产生 气动效应,使外涵道气流偏转,并经由过程 折流叶栅排出实现反推目的。这种办法 大年夜 大年夜 幅度减轻了反推体系 的质量,降低 了作动体系 的复杂 性,并且 对内流无干扰,反推效力 明显 进步 。

  今朝 ,重要 借助于计算 流体动力学技能 对无阻流器叶栅式反推力装配 开展数值研究 工作,研究 内容涉及到二次流喷射地位 、喷射流量、喷射角度等对反推力机能 的影响。研究 成果 注解 ,二次流喷射地位 等成分 对二次流下贱 形成的涡构造 浸染 范围 和地位 产生 了影响,从而决定 了反推机能 。

  反推力装配 是现代大年夜 大年夜 型喷气式飞机必弗成 少的构成 部分 ,同时也是涉及到构造 、强度、材料 、气动以及机械等专业的飞机发念头 一体化设计技能 。今朝 ,我国在发念头 反推技能 范畴 的研究 还比较 根本 ,信赖 经由过程 国产大年夜 大年夜 飞机的研制,将晋升 我国在大年夜 大年夜 型喷气式飞机反推技能 和装配 方面的研制才能 。

  (作者系中国商飞北研中心 工程师)

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