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主题：关于翼载 -- 晨枫

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  • 家园 关于翼载

    翼载代表了升力，是机动性的重要标志，在同样的推力条件下，低翼载意味着高机动性，这没有问题。问题是翼载到底该怎么算？

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    F-4这样的传统飞机翼载很清楚怎么算

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    F-18的边条是不是应该算入翼载就不大清楚了

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    F-16这样的翼身融合体就更那算了

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    F-22这样产生升力的前机身要是不算入翼载，就没法解释为什么翼载高于F-15但推重比略低而机动性更高了，推力转向只能解释敏捷性或者瞬时指向性，解释不了持续机动性

    翼载就是正常起飞重量除以机翼的面积，单位是公斤/平方米。这是经典定义。传统飞机的机身不产生升力，这样计算翼载当然是对的。现代飞机不仅有边条，还有前机身升力体（像F-22）和中机身升力体（像苏-27），这些产生升力的地方是不计入翼面积的，所以苏-27的378公斤/平方米实际上比F-15的358公斤/平方米的“等效翼载”要低，F-18E的458公斤/平方米比F-16的430公斤/平方米也要低。问题是这个等效翼载怎么算？边条还好一点，有一个边条面积，但F-16、苏-27、“阵风”那样的翼身融合体就不好算了，F-22的菱形截面机头更不好算。有哪位大侠可以指点一下吗？

    关键词(Tags): #像鸟儿一样腾飞，
    • 复 关于翼载
      家园 国内的一种说法是这样,

      翼载是指机翼面积和总重量的比.比如42平方机翼,最大承受重量是17.8T,平均翼载为423.8KG(J8II系列),而歼十的42平方,最大重量为19.6T,翼载466.6KG,这个数越大,证明翼型功效更大,而得出同样重量的前提下翼载系数越大,承受的瞬间过载能力越大.

      就比如你提一百公斤的东西走一百米的时间,人家可以提百五公斤.这样,人家提一百公斤走起来就比你快.

      这里,最关键的是翼型的升力效率,还有工程力学上的承受加速度的关系.

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      总升力的计算,现在还加一个机身升力.

      所以,翼载的系数关键在于工程设计上获得数据.关于机动问题的关键是力规的变化,而不是翼载高低决定.

      就比如现在的新一代机最大翼载达到500-600KG这个级别.但瞬间的动作比上一代机好的多,关键原因是它的承受过载能力强得多.

      比如歼八II,瞬间的向上过载最大是4G.而歼十是5G.这样,同比的条件下歼十的动作可以做的更快.

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      等效翼载不重要,重要的是升力功效和过载.当然,同样的条件下,翼载低意味着可以获得更快的转向时间,但这一切的关键是过载问题.比如,一代机很多的战斗翼载水平在400KG-450KG左右,而三代机这个翼载的瞬间力规转向的能力,因为承受过载的能力比一代机强得多,所以机动性就好得多.

      其实,翼载不过是工程上计算机翼力规的数据,决定这个数据和机动性联系的是如何实现过载问题.

      传统上,机身不产生升力的飞机主要是机翼产生升力.而新一代的飞机普遍采用身力体机身设计.这个数据对最大起飞重量,最大转向力规等产生的作用对于翼载是不能以传统的方式计算的.而是计算总升力,机身升力,和机翼的有效载荷能力.瞬间的机动(过载)能力.

      • 复 国内的一种说法是这样,
        家园 你把机动性和过载承受能力搞混了

        机动性指气动上可以转多快、爬多快、滚多快，过载承受能力指结构上可以承受多大的过载。这两者在设计上需要统一，否则过载能力不足，气动上能拉那么多也不敢拉，要散架；或者气动设计不足，过载很大也没用，因为根本拉不到那么多g。机动性和g的问题，请参见晨枫:【原创】漫谈战斗机的机动性

    • 复 关于翼载
      家园 现在的情况看，不要用机翼面积，直接用整个机体的投影面积
      • 复 现在的情况看，不要用机翼面积，直接用整个机体的投影面积
        家园 机体升力和机身的形状相关

        不能只看面积,如果只看面积,就无所谓什么升力体设计了

        • 复 机体升力和机身的形状相关
          家园 比较合理的算法应该是这样

          1）翼载荷定义为起飞总重除以升力体投影有效面积。

          2）升力体投影有效面积定义为投影总面积乘以升力系数。

          3）对于机翼、边条翼、鸭翼和尾翼，升力系数为1。

          4）对于非升力体，如圆柱形机身，升力系数为零。

          5）对于乘波体，在稠密大气中升力系数接近零，并随稠密度呈下降趋势，在稀薄空气中上升趋于1。（这个有点怪，但好像就是如此。请指教）

          6）其他形状的机身以此类推。

          • 复 比较合理的算法应该是这样
            家园 恐怕复杂的多呢

            例如,鸭翼和边条产生的涡流,使得机翼靠近机身部分升力系数大大提高,所以机翼就可以设计的比没有鸭翼的飞机机翼为窄,减小最大横截面积,从而减少阻力.

            • 复 恐怕复杂的多呢
              家园 那么就把鸭翼和边条翼存在下的有效系数提高

              好说，就再加上这么一段：

              由于鸭翼和边条翼存在下产生的涡流，可以使部分机翼的有效升力系数提高。。。

              其实如果是不适当的、甚至是失败的鸭翼和边条设计很可能适得其反，所以这部分其实是有条件的。呵呵。

    • 复 关于翼载
      家园 我看这个翼载只能做参考。

      机翼面积相同，翼型不同最大升力也不同。是不是应该改成最大升力与机重之比？

    • 复 关于翼载
      家园 用升阻比这个概念衡量机动性更准确
      • 复 用升阻比这个概念衡量机动性更准确
        家园 升阻比不能衡量机动性

        升阻比衡量的是航程和留空时间。 滑翔机的升阻比都非常大，不过机动性就悲剧了。

        • 复 升阻比不能衡量机动性
          家园 这是对于战斗机的机动性来说

          升阻比是反应气动效率的重要参数，符合能量机动的理念。

          滑翔机是没动力的，它的机动性取决于气流的变化和自身舵面的控制效率，不见得会悲剧，有些专业滑翔机运动员在气流合适的情况下能玩出非常漂亮的机动。

          • 复 这是对于战斗机的机动性来说
            家园 升阻比是反映气动效率不错，但是和机动性相关性不高

            机动的时候可不是稳态，小半径盘旋这些机动都是在大攻角状态下作的，这时候升阻比非常小。

            升阻比和机动性在设计上很多时候都是矛盾的。 最简单的例证就是全球鹰，U2这些追求升阻比的飞机的机动性都很悲剧。

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