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為什么客機翅膀末端會彎起來 可減少阻力降低噪音污染

2016-05-05
關(guān)鍵詞: 客機 小翼 阻力 噪音

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箭頭形狀的外觀使小翼能更容易劃開空氣,從而減少阻力。

  商業(yè)客機的機翼末端稱為“翼梢小翼”(winglet),在那上面,常常裝飾著航空公司的標志、網(wǎng)址或代表性的顏色。不過,小翼的存在,并不只是出于美觀或推廣的需要。

  乘坐飛機的人,常常可以從窗口望見翼梢小翼,根據(jù)飛機的不同,它們也具有不同的形狀和顏色。盡管飛機可以在沒有小翼的情況下飛行,但它們在保證乘客安全、降低排放和減少噪音上都扮演著重要的角色。

  翼梢小翼在幾十年前已經(jīng)出現(xiàn),但一直不引人注意,大多數(shù)乘客可能從未花時間思考它們的用途何在,以及它們是怎樣誕生的。

  本質(zhì)上,箭頭形狀的外觀使小翼能更容易劃開空氣??罩锌蛙嚬镜脑S多飛機上都有翼梢小翼,包括A350和A380,二者都是目前最新式的噴氣式客機。該公司稱,小翼可以提高飛機的整體效率。換句話說,小翼可以通過減少阻力幫助節(jié)省燃料;與此同時,小翼還能降低噪音污染,從而改善起飛時乘客的體驗。

  20世紀80年代中期,翼梢小翼首次應用于商業(yè)客機上,邁出第一步的是波音747“珍寶客機”。美國航空航天局(NASA)將翼梢小翼的出現(xiàn)歸結(jié)于1973年石油危機導致燃料價格瘋狂上漲。當時,航空工業(yè)近乎停擺,為了讓飛機更加高效,NASA提出了“飛機能源效率”(Aircraft Energy Efficiency,ACEE)計劃。

  早在19世紀晚期,英國空氣動力學家弗雷德里克·蘭開斯特(Frederick W. Lancaster)就提出了風力端板的概念,NASA工程師理查德·惠特科姆(Richard T. Whitcomb)對此進行了詳細的闡述。之后,惠特科姆在20世紀70年代設(shè)計出了翼梢小翼,此前他觀察到鳥類在進行大幅度爬升時,會將翼尖的羽毛朝上,由此他獲得了設(shè)計的靈感。

  在測試中,惠特科姆的理論得到了驗證。翼梢小翼能減少20%的阻力,從而節(jié)省6%到7%的燃料,同時不會給飛機增加太多的重量。飛行過程中,機翼上下表面之間的壓力差會使翼尖出現(xiàn)一場“迷你龍卷風”,從而導致能源損失。翼梢小翼可以攔住沿著機翼流動的氣流,減少翼尖旋風的發(fā)生。此外,當旋轉(zhuǎn)的氣流打在小翼表面時,一部分風力還能轉(zhuǎn)化為推動力。

  理論上,航空公司的運營成本中,有大約三分之一是燃料費用。成本的降低,也意味著乘客能獲得更便宜的機票價格。目前,波音公司的747-400是世界上最快的商業(yè)客機,與此前的747飛機相比已經(jīng)有了明顯的改進。

  新的747飛機的機翼比以往機型延長了1.8米,其翼梢小翼高度為1.8米,角度朝上,稍微向外。波音公司稱,小翼的設(shè)計減少了燃料消耗,并擴展了飛機的性能?!靶∫硖峁┝讼喈斢诟笠碚沟男?,但又不會超出標準的機場停機位,”波音公司稱,“機翼末端的擴展和小翼提供了大約3%的燃油里程,這在飛機的使用壽命中是相當可觀的?!?/p>


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