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波音737Max首飞的时候尾巴上拴的那条绳是干什么用的?
2018-05-02 08:33:16 来源: 作者:lpghost 【 】 浏览:100034次 评论:0
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难道只有我一个人看到了吗?是干什么用的呢?




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☆ WALP 回复:





你看的那张图,没有显示全貌。那不只是一条绳。这个玩意儿,叫拖锥(Trailing cone)。是一个管子拖着一个带孔的圆锥体。细看是这样的。

拖锥的作用是在试飞时校准飞机上的空速管和静压传感器。空速管也叫皮托管(Pitot),是法国人皮托发明的,用来测定总压和静压。总压可以理解为迎面气流的压力,而静压可以理解为相同条件下静止大气的压力。两者之差就是动压。动压可以反应飞行器与气流的相对速度。静压传感器,顾名思义就是测量静止空气压力的。

这是一个非常重要的参数,可以说是与飞行有关的最重要的参数,毕竟固定翼飞机需要与空气的相对速度才能产生升力。如果它出现了故障或者误差太大,直接影响飞行安全。

然而,这些传感器受机身附近气流的影响,并不能完全准确的测量数据,特别是静压,受机身气流干扰非常大。以前的解决办法比较粗暴,就是把皮托管弄长一点,伸到远离机身的“干净”气流里去。比如著名的歼七(Mig-21)机头那根皮托管,真不是用来拼刺刀的。

这根长皮托管特别容易损坏,在地面转弯掉头什么的也不方便。后来有了比较强大的机载计算机,已经可以自动排除一些误差,用短小的皮托管,甚至只是机身上一个洞,就可以测量总压和静压了。所以这几十年的新型军民用飞机越来越少见“长刺刀”了。

但是,对于一架新飞机,如何知道受干扰的传感器测得的数据和真实数据之间的关系呢?这就还得需要一种方法让传感器原理机身附近受干扰的气流。装大刺刀也是可以的,比如洛克希德马丁公司的C-5M运输机试飞的时候就装了一支非常醒目的机头皮托管。

还有简单一点的办法。上世纪50年代,美国人发明了拖锥。设计拖缆长度合适的拖锥就可以让拖锥里的静压传感器找到足够“干净”的气流。于是,拖锥校准法成了包括美国联邦航空署FAA在内的各大航空管理机构认可的试飞测量手段。

中国商飞的ARJ-21试飞的时候也用了拖锥。而且由于是第一次,前后折腾了不少功夫。有没有发现湾流和ARJ的拖缆长度比787和350长得多?按说这俩飞机的个头还小不少呢。这是因为湾流和ARJ-21都采用了高T尾布局,也就是水平尾翼放在垂直尾翼的顶端。这样的好处是正常飞行时机翼对水平尾翼的干扰小,水平尾翼的操纵力矩也比较大。对于同样设置在垂尾顶端的拖锥来说,就需要躲开水平尾翼的气流干扰。因此拖缆必须更长。

看高T尾布局的飞机试飞,你有可能看到另外一种跟拖锥很像的东西。

这可不是拖锥,而是尾旋改出伞(Spin Recovery Chute)。这玩意儿的发明源于一起悲剧。1963年10月22日,英国飞机公司(BAC)正在试飞它的百座级喷气客机BAC-111。当天的试飞科目是失速改出。所谓失速(Stall),就是当飞机速度太低,或者机身与气流的夹角太大,导致机翼无法产生足够升力的现象。失速改出是新机试飞中风险最大的科目之一。当天的第五次试飞中,飞机进入失速尾旋,尾旋是飞机失控后一边坠落一边绕尾部水平旋转的现象,可以想象一下一片下坠的落叶。试飞员无论如何也没有让飞机摆脱这种状态,最终坠毁。机上7人全部遇难。

事后调查发现,当时飞机进入了一种叫做“深度失速”的现象,这是高T尾布局带来的。当飞机的迎角(飞机纵轴和气流方向的夹角)大到一定程度,水平尾翼进入了机翼的遮挡区,失去了作用。本来改出失速尾旋的办法就是让飞机低头加速,而让飞机低头的水平尾翼失效,使得这一现象就无解了。

对于成熟的机型,它的失速边界会被试飞员探索出来,当飞机靠近这些边界时,飞行控制系统会提醒飞行员注意,或者直接接收操纵让飞机避免失速。但是新飞机怎么办?试飞员就是来摸索边界条件的啊。简单的办法就是在飞机尾部装一个减速伞。一旦飞机进入失速尾旋,试飞员可以抛出这个伞。在减速伞的阻力作用下它的姿态会恢复到可控,然后试飞员再抛掉减速伞即可。

相比于客机和运输机,战斗机由于操纵更灵敏,动作幅度更大,也容易进入失速。因此新机试飞的时候也常在机尾加装一个尾旋改出伞。
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