[科普中国]-S形前缘机翼

简介

S形前缘机翼是机翼前缘呈S形的细长翼。S形前缘机翼的设计原理基本上与双三角翼相同，但将内翼和外翼用曲线连接起来；同时，为了提高亚音速飞行时的升阻比，将翼梢去的后掠角减小，翼尖修圆，于是，整个机翼的前缘便呈S形。可见，S形前缘机翼（际上有三个前缘后掠角，图1位一种S形前缘机翼的平面形状。

曲线前缘可以控制前缘涡的发生和运动方向，前缘涡在翼面之上向后拖出的方向基本上沿前缘形状的走向。S形前缘机翼（的前缘涡对外翼的影响范围大，增升作用强，如机翼上装有升降副翼（在无尾飞机上），则又能提高升降副翼的效率。

20世纪六十年代，首次出现了S形前缘机翼的超音速旅客机。1

S形前缘机翼的前缘涡有些超音速飞机采用S形前缘翼。这种飞机在起飞和降落时要用到很大的迎角以获得足够大的升力系数，这时上翼面的气流肯定有分离。分离在普通的低速机翼上产生很坏的效果：升力下降，阻力大增，而且分离点是随迎角变化的；但在小展弦比的S形前缘翼上，分离却不一定是坏的。这种机翼迎角稍大一点反正分离时不可避免的，那么就干脆人为地规定它分离，把分离点固定下来。其方法是把前缘做成曲线的。有粘性的气流，绕过一个曲线边缘时要分离，分离点可随曲线形状控制移动。

S形前缘翼在稍大的迎角下工作，左右两边前缘就是卷起这样的两条涡来的，见右图。这种涡的特点是稳定，其强度变化也是逐渐的连续的而不是突然的。迎角超过某值之后，不管迎角大小，不管飞行速度是亚音速的还是超音速的，上翼面的分离总是从前缘开始的。涡的强度随迎角而增大或减小，一个迎角只有一种流动情况。这种前缘涡的存在对升力是很有好处的。在涡的作用之下，上翼面的流速（合速）比没有涡时增大了很多，因而负压的强度增大了许多。1