飞机外观最凸显的部分无疑是机翼,经常乘坐飞机的旅客或许会对飞机机翼上那些特别的设计心怀好奇。有的飞机机翼在末端竖起来,有的甚至呈现出一些精美的造型。难道这些设计仅仅是为了让飞机外观更美观吗?当然美观是其中的一部分原因,而这些设计实则叫做翼梢小翼,别看这小小的翼梢,其中可蕴含着省钱的大学问。
减少诱导阻力
- 原理
飞机飞行时,机翼下表面压力大,上表面压力小,在翼尖处会形成从下向上的气流漩涡,从而产生诱导阻力。翼梢小翼可以阻碍机翼下表面气流向上表面的绕流,减小翼尖涡的强度,进而有效降低诱导阻力。 - 效果
一般来说,安装翼梢小翼后,飞机的诱导阻力可降低 20% 至 30% 左右,这使得飞机在相同的发动机推力下能够获得更高的飞行效率,节省燃油消耗。
提高燃油效率
- 原理
诱导阻力的降低直接减少了发动机为克服阻力所需的推力,从而降低了燃油消耗。此外,翼梢小翼还能使飞机在巡航飞行时保持更优的升阻比,进一步提高燃油效率。 - 效果
根据波音公司的数据,安装翼梢小翼的波音 737NG 系列飞机,燃油效率可提高约 4% 至 6%,每年可为航空公司节省大量的燃油成本。
增加航程
- 原理
由于燃油效率的提高,飞机在携带相同燃油量的情况下能够飞行更远的距离。同时,翼梢小翼在一定程度上提高了飞机的升力系数,也有助于增加航程。 - 效果
以空客 A320neo 为例,安装新型翼梢小翼后,其航程相比未安装的同型号飞机可增加数百海里,这使得飞机的航线规划更加灵活,能够覆盖更广泛的区域。
改善飞机稳定性
- 原理
翼梢小翼在飞行过程中能够产生一定的侧向力,对飞机的横滚稳定性起到积极作用。它可以减小飞机在侧风等不稳定气流条件下的横滚摆动,提高飞行的平稳性。 - 效果
在实际飞行中,安装翼梢小翼的飞机在遇到侧风时,飞行员能更轻松地保持飞机的姿态稳定,乘客的乘坐体验也会更加舒适。
降低发动机噪音
- 原理
翼尖涡的减弱不仅减少了诱导阻力,还降低了因翼尖涡与发动机相互作用而产生的噪音。同时,飞机飞行时的整体气动噪声也会因翼梢小翼的优化而有所降低。 - 效果
在机场周边区域,安装翼梢小翼的飞机起飞和降落时产生的噪音相对较小,对机场周边居民的生活干扰也会相应减轻。
提升机场运行效率
- 原理
由于翼梢小翼减小了飞机的诱导阻力和所需的跑道长度,飞机在起飞和降落时能够更快地达到所需的速度和高度,从而缩短了在跑道上的滑跑距离。 - 效果
这对于繁忙的机场来说,可以提高跑道的利用率,减少航班延误,提升机场的整体运行效率。