[科普中国]-前缘襟翼

种类

我们知道，襟翼的种类有很多，除了常用的简单襟翼、开裂襟翼、开缝襟翼和后退襟翼等均位于机翼后缘的后缘襟翼以外，还有一些与普通后缘襟翼构造有差别的特殊襟翼，如位于机翼前缘的前缘襟翼与克鲁格襟翼，以及可以在机翼上引入发动机的喷气流，改变空气在机翼上的流动状态的喷气襟翼。3

前缘襟翼：后缘襟翼都位于机翼的后缘，如果把它的功能复制到机翼的前缘，就变成了前缘襟翼。前缘襟翼也可以看作是可偏转的前缘。在大迎角下，它向下偏转，使前缘与来流之间的角度减小，气流沿上翼面的流动比较光滑，避免发生局部气流分离，同时也可增大翼型的弯度。

克鲁格襟翼：与前缘襟翼作用相同的还有一种克鲁格(Krueger)襟翼。它一般位于机翼前缘根部，靠作动筒收放。打开时，伸向机翼下前方，既增大机翼面积，又增大翼型弯度，具有较好的增升效果，同时构造也比较简单。3

喷气襟翼：这是目前正在研究中的一种增升装置。它的基本原理是：利用从涡轮喷气发动机引出的压缩空气或燃气流，通过机翼后缘的缝隙沿整个翼展向后下方以高速喷出，形成一片喷气幕，从而起到襟翼的增升作用。这是超音速飞机的一种特殊襟翼，其名称来历就是将“喷气”和“襟翼”结合起来。3

作用前缘襟翼与后缘襟翼配合使用可进一步提高增升效果。一般的后缘襟翼有一个缺点，就是当它向下偏转时，虽然能够增大上翼面气流的流速，从而增大升力系数，但同时也使得机翼前缘处气流的局部迎角增大，当飞机以大迎角飞行时，容易导致机翼前缘上部发生局部的气流分离，使飞机的性能变坏。如果此时采用前缘襟翼，不但可以消除机翼前缘上部的局部气流分离，改善后缘襟翼的增升效果，而且其本身也具有增升作用。4

喷气襟翼一方面改变了机翼周围的流场，增加了上下压力差；另一方面，喷气的反作用力在垂直方向上的分力也使机翼升力大大增加。所以，这种装置的增升效果极好。根据试验表明，采用喷气襟翼可以使升力系数增大到12．4左右，约为附面层控制系统增升效果的2～3倍。虽然喷气襟翼的增升效果很好，但也有许多尚待解决的难题：发动机的喷气量太大，喷流能量的损失大；形成的喷气幕对飞机的稳定性和操纵性有不良影响；机翼构造复杂，重量急剧增加；发动机的燃气流会烧毁机场跑道等等。4

为避免失速人类发明了前缘襟翼。前缘襟翼的作用是干扰气流的分离时间。在大迎角时，前缘襟翼向下偏转，减小机翼的迎角，延迟气流分离的时间，避免飞机的失速。

气动设计前缘襟翼设计主要控制其展长和弦长，若展长在0.8翼展范围可以分内、外两段。如果机翼前有边条或鸭翼，则翼展长应从鸭翼翼梢和边条的外侧开始。前缘襟翼根弦长为当地弦长的15%-20%,翼梢弦长则为20%-30%。襟翼顺气流偏转角一般不超过30°。5

控制系统设计进行前缘襟翼控制系统的工程设计，发出安装图样和技术条件。

① 根据飞机前缘机动襟翼的载荷及载荷分布、机翼的前缘空间等要素，在各种构型中确定前缘机动襟翼控制系统的选型；6

② 与总体、结构、液压、电气等相关专业协调前缘襟翼控制系统安装和接口，明确技术状态；

③ 在结构图的基础上，设计并发出前缘襟翼控制系统机上安装图样；6

④编写前缘襟翼控制系统机上安装技术条件。

间隙测量方法因前缘襟翼是三个旋转作动器连接而成其测量方法有别于其他舵面。

以某型飞机为例，在前缘襟翼中间旋转作动器安装处施加正反方向的力矩98N·m,前缘襟翼的位移为前缘襟翼的间隙，用三个百分表分别在三个旋转作动器安装处中心距转轴100mm处来测量位移，并换算成角度。由于前缘襟翼的舵面间隙很小，在测量时，百分表的指针可能没有指示，甚至会产生反向偏转，这是因为机翼蒙皮在加载力的作用下，产生变形所致，属正常现象，上述情况下，可以记录前缘襟翼的舵面间隙为零。在测量前缘襟翼舵面间隙时，三个旋转作动器安装处的局部间隙允许超过规定的值，但平均值应在要求值之内。7