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第41章 风洞试验

超级歼7飞机立项成功,宋闻天他们立即就进入了紧张忙碌的状态!毕竟,超级歼7飞机在原来歼7飞机的基础之上,改动之大那是前所未有的!好在有李建军在一旁指导,又有了项目管理的创新,这使得超级歼7飞机的研制,进行得无比的顺利。

首先是进行风洞试验!宋闻天没有想到的是,超级歼7飞机的缩比模型,拿到川北的中国风洞中心,吹出来的结果太好了,完全不需要修形!这等于是最优化的外形的,不需要再做任何改动!

所以,当宋闻天兴冲冲地把这结果告诉李建军的时候,李建军是一点儿也不惊讶,因为超级歼7飞机的这个外形,本来就是经过无数次风洞吹风,修改之后的结果,如果不是因为太过惊世骇俗,他倒是觉得可以直接跳过这一道关,那样的话还能节约很多时间,毕竟超级歼7飞机的研制周期只有两年,还是比较紧迫的。

宋闻天激动地道:“建军同志,这真太好了!原本我还计划,风洞试验都要做上一两个月的,没想到这么快就完成了!最重要的是,风洞试验的结果,证明你的设计太完美了!”

李建军摸了摸鼻子,有些不好意思道:“宋总,您就别夸我了,这里面我只是起了一个抛砖引玉的作用,真正要完成超级歼7的研制,最主要还是要看咱们6XX所和1XX厂全体职工的努力。现在只是开了个好头,接下来就要进入全面的详细设计阶段,这样大的一个系统,就需要您来统筹安排了,我倒是起不了什么作用。”

宋闻天呵呵笑道:“建军呐,你又在谦虚了!我想了有超级歼7飞机的基础,我们再争取新歼方案的时候,或许把握要大上一些吧!不管怎么样,我还是想让咱们所的鸭式布局方案,成为我们中国人自主研制的第三代歼击机!我们所做鸭式布局的相关工作,也做了好些年了,是该出成果的时候了。咱们的超级歼7不也有一对小鸭翼吗?当然那不能称作鸭翼,不过它具有部分鸭翼的作用,倒是能为我们真正的鸭式布局做一些基础研究工作,收集一些试验数据。我最担心的还是咱们的鸭式布局,如果没有电传操纵系统,就无法成功呀!”

的确,宋闻天说到关键之处了!李建军很清楚,鸭式布局飞机,是一种静不稳定状态的飞机!

什么是静不稳定状态呢?

通常讲静稳定性概念是拿碗里面方一个球来比喻,因为放在碗里的球在由于扰动,譬如被人用手推一下然后放开,离开底部位置时,由于重力和碗壁的作用合力会回到底部,这种能够返回底部且无需人工干预的情况就是静稳定。

那么静不稳定通常用一个大球上放一个小球来比喻,假设小球在大球顶部正上方恰好可以维持平衡,而一旦有扰动出现,譬如人手碰一下,平衡被打破,重力和大球球面的支撑力的合力是让小球更远离大球顶部,在没有人工干预下,小球是不会返回到大球顶部,这就是静不稳定。这里的所谓静是指除了初始的扰动外,再没有外界干预下能否恢复到原来状态。

搞飞机设计的人都知道这一点,如果静不稳定的飞机,还是靠人工来操纵飞机,那么飞机在空中的状态就难以控制,因而很容易坠毁。像早期的飞翼式布局飞机,就是因为当时没有电传系统,而无法成功的装备。

鸭式布局飞机和飞翼式布局飞机一样,都是属于静不稳定的飞机。

对于飞机所谓的静稳定和静不稳定是怎么来衡量呢?还是从一个相对平衡的状态和扰动发生后的情况来讨论。飞机在空中平飞时,飞机的升力与重力、阻力与推力本身是平衡的,如果不平衡,飞机就不能平飞,会上升或者下降;各种力矩也是平衡的,否则飞机会翻转。

在这种平衡状态下,突然来一阵阵风,让飞机的迎角增加,也就像球被人手拨动了一下一样,飞机此时机头上扬,在没有人工干预下,飞机是否能够恢复到原来平飞状态?如果能够恢复,飞机是静稳定的,如果不能恢复,而是迎角继续增大,则认为像小球被从大球上推开,那么就认为是静不稳定的。

什么情况下飞机会静稳定,什么情况下会静不稳定?这就牵扯到飞机重心和飞机的整个焦点了的相互关系了。在扰动结束时,由于迎角变化带来的气动力变量的作用力作用在焦点上,这个力就好比碗边或者大球给球的支撑力,这个支撑力与重力相互配合,决定了飞机是恢复到原来状态,还是远离原来状态。

对于飞机,也可以像机翼那样找到一个焦点,这个焦点的位置,可以由机翼的焦点、机身的焦点、尾翼的焦点来计算合并出来。

对于常规布局布局而言,飞机的焦点基本在机翼靠前的位置,一般通常位于机翼的升力中心之前。在静稳定情况下,重心是在焦点之前的,这样机翼升力与重力形成了一个低头力矩,为了平衡这个低头力矩,那么就要让尾翼产生一个向下的力,也就是一个负升力,把机头给压起来。

这也就是为什么常规布局好像是机翼挑着担子,前面是重力,后面是尾翼的向下的负升力。对于鸭式布局而言,飞机的焦点是在机翼与鸭翼之间,重心在焦点之前,但不会到鸭翼之前,所以在平飞时,必须让机翼和鸭翼两者都提供升力才能平衡重力,所以鸭翼必须提供正升力。早期的飞机都是静稳定的,直到三代机出现,有了电传操纵系统,才实现了静不稳定飞机的控制。没有电传系统,其实静不稳定飞机并非不能飞,只是飞起来比较困难。

对于静不稳定飞机,实际上是有尾翼或鸭翼可以提供一个主动的恢复力,当空气有扰动时让飞机恢复到原来状态。不过,很显然这对操作人员要求太高,因为气流瞬息万变,需要操纵面不停的动,显然这超过了人的能力,对于这种情况,就只能依靠计算机来提供帮助控制操纵面,这样人就不再为稳定飞机去操心,直接关注飞机自身就好。

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