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航空运动:滑翔机升空基本原理及构造详解

责任编辑:刘长卿  字号:TT

2015-09-08 14:40   

来源:航空网  我要评论 0

    核心提示:滑翔机(glider)是一种没有动力装置,重于空气的固定翼航空器。它可以由飞机拖曳起飞,也可用绞盘车或汽车牵引起飞,更初级的还可从高处的斜坡上下滑到空中。

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  滑翔机(glider)是一种没有动力装置,重于空气的固定翼航空器。它可以由飞机拖曳起飞,也可用绞盘车或汽车牵引起飞,更初级的还可从高处的斜坡上下滑到空中。在无风情况下,滑翔机在下滑飞行中依靠自身重力的分量获得前进动力,这种损失高度的无动力下滑飞行称滑翔。在上升气流中,滑翔机可像老鹰展翅那样平飞或升高,通常称为翱翔。滑翔和翱翔是滑翔机的基本飞行方式。

  滑翔机升空基本原理

  飞机必须以升力克服重力,以推力克服空气阻力才能飞行。升力主要由环量产生,亚音速飞机翼型(机翼横截面)大多上下近似对称以减小阻力,而滑翔机的翼型通常都采用类似克拉克Y翼型(典型的上凸下平),这样可以使无动力的滑翔机产生的升力更大,升阻比增加,滞空时间变长。

  滑翔机没有引擎的动力,它可以靠四种方式升空:

  (1)弹射器— 将滑翔机架设在弹力绳并向後拉,由驾驶员给予讯号後释放绳索而弹射出去。

  (2)汽车拖曳— 将滑翔机系绳於车上拖曳达适当高度後,驾驶员将绳索松开。

  (3)绞车拖曳— 与汽车拖曳相似,只是利用固定在地上以马达驱动的绞车来拉滑翔机。

  (4)飞机拖曳— 以另一部有动力的飞机拖至一定的高度后,滑翔机脱离而自由翱翔。

  滑翔机升空后,除非碰到上升气流,否则空气阻力会逐渐减缓飞机的速度,升力就会愈来愈小,重力大於升力,飞机就会愈飞愈低,最後降落至地面。为了让滑翔机能飞得又远又久,它必需有很高的升力阻力比,这就是为什麼滑翔机的机翼那麼细长,如何突破滞空时间以及飞行高度的纪录是滑翔机设计与制造的最大挑战。滑翔是一种需要高度技巧与飞行知识,借助自然能量遨游天空的运动。

  滑翔机基本构造

  滑翔机具有与飞机显著不同的狭长机翼(即较大的机翼展弦比),机身外形细长,呈流线体。高级滑翔机的机翼展弦比可达30以上,在设计上趋向于驾驶员躺卧舱中,以便减小机身截面积。机体表面光滑,甚至打蜡,借以提高滑翔机的升阻比,减小滑翔飞行中的下滑角。人们常用滑翔比(滑翔中前进距离与下沉高度之比)来衡量滑翔性能的优劣。由滑翔飞行的平衡关系可知,滑翔比与升阻比相等。现代高级滑翔机的升阻比最高已超过50。有的滑翔机机翼上还装有可操纵打开的减速板,用于在必要时增加阻力,或是在着陆下滑时调整下滑角,以便在指定地点准确着陆。

  动力滑翔机装有小型辅助发动机,不须外力牵引即可自行起飞,当到达预定高度时关闭发动机进行基本的滑翔飞行。动力滑翔机可提高训练飞行的效率和安全性。现代滑翔机采用强度高、重量轻的材料制造。主要结构材料有:木材、层板、织物、铝合金和玻璃钢等。70年代以后出现了用碳纤维复合材料造的高级滑翔机。现代悬挂滑翔机的机翼大多为伞翼,其平面形状为三角形或矩形,在锥形骨架上铺有不透气的合成纤维布料。

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  ——图源:滑翔中国 航空网整理

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关键词阅读: 滑翔机 上升气流 空气阻力
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