公务机外观多样,如双翼面布局减小升致阻力但稳定性存疑;本田Hondajet上翼面短舱布局优化空气动力学,但需防机翼颤振;传统尾部发动机布局保守低噪,但影响尾翼设计;波音YC-14等三翼面结合上翼面吹气布局提升升力,但对结构要求高。每种设计均基于科学原理,旨在优化性能与实用性。
通常,公务机的外观看起来和干线客运飞机,如:空客A320系列飞机,波音737NG等,不太一样。下面盘点几种看起来有些“奇葩”的公务机外观,其布局设计背后都有科学依据。
可以理论证明,将升力分布到两个翼面上产生的诱导阻力要比升力集中在一个机翼上要小得多,所以这种布局可以大幅减小升致阻力。
另外,设计要求机舱的容积较大,2米的客舱高度在中型公务机比较少见,这就要求机身的体积相应增大,使得整机重心前移,在不改变机翼的前提下,在机头增加升力面使全机升力中心一起前移是很好的解决办法。
但这样的布局也存在缺点,最明显的是稳定性问题和前翼翼尖涡对主翼流场的影响。
2.本田公务机Hondajet,上翼面短舱发动机布局。上翼面短舱布局应用在公务机上,腾出了尾部机身的空间,使机身可以容纳更多的燃油和行李,而且此种布局具有很好的空气动力学优势。
研究表明,上翼面短舱布局在跨声速飞行时的阻力较常见的尾吊短舱布局减少约6%。
而且,此种布局能增大机翼的失速攻角,这对飞机十分重要。
但这样的布局也存在缺点,由上翼面发动机短舱导致的机翼颤振问题需要非常全面的考虑。
3.公务机应用最广泛的布局:发动机连接在机身后部,这种设计相对保守,风险最低,同时能保证机舱内噪声水平较低,发动机维护相对方便。
但是,这样的结构也存在不足,最明显的是发动机非常靠后,使得机翼必须向后一点,这就造成尾翼尾臂长度的缩短和尾翼面积的增加。
4.除此之外,波音YC-14和An72飞机,这种是三翼面布局结合了上翼面吹气的发动机布局,这种布局比较少见,公务机很少采用如此设计方案,目前比较多的都是中型运输机。
将发动机置于机翼前缘并将气流贴着上翼面喷出,能利用科恩达效应提高机翼的升力系数,从而提高巡航升阻比,并且具有较好的短距离起降能力。
但这样的结构存在对发动机机翼连接处的结构强度要求高、重量大等缺点。
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