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飞机也要看“颜值”

时间:2017年05月09日 15:49   来源:大飞机报
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  当中国的国产大飞机露出“萌萌哒”的“庐山真面目”时,大家是否意识到在这个“颜值”霸屏的时代,飞机才是最看重“颜值”的。或许有人会质疑:民机设计了几十年,到头来还不是“一个杆杆、两块板板”?这里面大有学问。其实在人类漫长的几千年文明里,只在一百年前才实现飞行梦想,主要就是因为没有研究明白“颜值”的问题,即空气动力学特性问题。

 

  “颜值”影响升力

  飞机能够飞起来靠的就是“颜值”。其实想要飞起来,就是要有一个离开地面的力,称之为升力,这个力只要大于重力,就可以离开地面实现飞行。就好像很多人小时,妈妈都会训诫过不要站在铁道边,要不然会被吸到铁道里。试想一下如果在重力的反方向能够产生一种这样的吸力,那么不就是飞机所需要的升力吗?而这个升力就是靠飞机的“颜值”实现的——伯努利原理:流体在低速情况下,流速快的地方压强小,流速慢的地方压强大。这样,要想产生向上的升力,只需机翼上方的压强小,下方的压强大,从而产生一个向上的压强差,将这些翼型沿着翼展方向连接起来就组合成了机翼。升力会随着速度的增加而增大,这就解释了飞机在起飞前先要在跑道上“狂奔”一阵,当速度增加到一定程度时,升力大于了重力,自然而然就遨游天际。

  当然,伯努利原理不是万能的,它只完全适用于低速飞行。随着飞机速度不断的提升,尤其是接近或者超过空气传播的速度(音速)的时候,我们平时看似柔弱的空气由于剧烈的压缩会迅速汇聚到一起,形成非常强烈的激波,这时压力和阻力会陡然增大,对于飞机飞行是相当不利的。为了避免强激波又保证飞机高速飞行,民机一般设计巡航马赫数都选取在0.7-0.85区间内,并采用超临界翼型,这种“颜值”可以大幅削弱激波强度。

 

  客户体验也很重要

  另外,对于民机设计而言,客户体验是至关重要的一环,乘客总是希望能够有一个安静舒适的飞行环境、机场对飞机噪声排放也有严格要求,这就不得不提飞机噪声的控制。其实好的“颜值”也可以有效地“化解”噪音,降低噪声的幅值,正所谓“耳不闻、心不烦”。比如波音787短舱的锯齿状“颜值”就可以降低发动机喷流噪声。

  可以想见,不同的“颜值”具有不同的气动特性,比如升力、阻力、升阻比、声学等特性,关乎着气动设计的优劣。因此,气动与声学的工作可以粗略地概括为:对成千上万种不同“颜值”进行设计分析(每一个参数点都需要精心设计),从中筛选出气动性能最佳的方案。其实,一直流行着一句行话:气动设计的好坏,看一眼就知道,看着顺眼的气动设计就不会差。所以说飞机也要看“颜值”。(孙明哲)

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