浅谈一种可伸缩的气流喷射增升装置

王皓　彭鑫乾　蒋耀隆

摘  要：现代战斗机以及民航客机在飞行的过程中，包含着许多的不定性的飞行安全因素，其中包括由飞行器失速所引起的机毁人亡的事故，针对失速，本文浅谈一种解决方案，可一部分程度代替前缘缝翼，避免或是减缓失速的发生，推迟临界角度。

关键词：失速;临界角;舵面

引言：

随着科技的发展，飞行器的效率以及安全性能也都在与之进步。现代民航飞行器在考虑舒适度的问题同时也在思索着如何更好的提供乘客的保障，以及用最小成本来换来最大的经济效益。而战斗机在追求更高更远的目标以外也在考虑更好的灵活性以及如何把飞机的各项指标都趋近于“无穷大”。针对上述问题就产生了一个共同点，就是飞机的迎角和失速问题。飞机的迎角，即飞机机翼的横剖面和迎来气流的夹角，它关乎到飞机的失速和机动性能。飞机一旦达到或者是超过这个所谓的迎角，也就是临界失速角，飞行器本身就会因为机翼气流产生气流分离而下坠，失速，甚至是坠毁导致机毁人亡。

失速，是指当飞机前进时产生的升力没有飞机所受的重力大时，造成飞机在竖直方向上的合力向下所引起的飞机快速下降。一般失速分为大迎角失速和激波失速。由于激波失速在民用航空和通用航空比较少见，所以这里只针对大迎角失速。很多战斗机在飞行时多多少少都会遇见失速，因为失速带来的副翼反效等意外情况，轻则改正退出，重则坠毁。对此出现了本装置，它安置在飞行器主机翼的内部空间，由一个高效空气压缩机和吹风管道系统组成。当飞机迎角太大，出现以外突发状况或其他原因导致飞机飞行时速低于临界速度失速的时候，或者是即将达到了臨界失速角，此时就会被飞机上的传感器所检测到，反馈到飞行器的的主控中心进行处理后启动此装置，经过加速的气流流过气流分离最严重的一面后补充气流，使飞机重新获得升力，舵面效应重新启动，挽回失速失控的飞机。

飞行器在正常飞行时，舵面处于正常的工作状态。气流喷射装置处在机翼的内部空间中，减低飞机在飞行时的阻力。当飞机低于临界时速时或者是因为飞机迎角过大引起的气流分离致使飞机失速时，流经翼表面的气流会大大降低，此时会被机翼上的传感器所检测到。检测传感器分置于飞机主机翼的上表面以及飞机的重心处。机翼表面的传感器是空气流速传感器，通过流速判断是否为失速的气流，而重心处的姿态传感器会检测到飞机姿态发出反向的舵面偏转指令，用于平衡飞机的主姿态。机翼上表面的传感器由于发生气流分离，气流速度自然会大大降低，达到设定值时气流喷射装置会由电传动传动而伸出，并由空气压缩机提供高压气流的方式迅速向外喷射高速空气气流，以弥补气流分离所带来的损失，此时放置在重心处的姿态传感器早已经检测到飞机由于失速所导致的姿态问题，舵面已经处于反向偏转状态（只不过可能由于此时气流速度未达到而没有出现舵面效应），与此同时使副翼表面也获得了足够的速度，达到可控的目的，从而挽回飞机。

前缘缝翼是安装在基本机翼前缘的一段或者几段狭长小翼，是靠增大翼型弯度、延缓气流分离来使升力增加的一种增升装置。前缘缝翼因其具备成熟的应用技术以及优异的空气动力学性能而受到大多民航客机甚至是战斗机的青睐，但是却有着比较复杂的机械结构，带来了金属疲劳强度以及机械老化等一系列问题。因此一定程度上讲可以使用这种装置结构来代替前缘缝翼。对于中小型的民航运输机等，取代并去除掉前缘缝翼节省了机械结构空间，降低了因机械疲劳而带来的安全隐患。

除此之外，可伸缩的气流喷射增升装置采用单独的控制系统，不受飞行员和飞机主控的控制，有着单独的一套传感器和计算机设备。联系到进来出现的航空安全事故，波音公司的操作系统和飞行员发生了人机对抗，最后导致了机毁人亡。飞行过程中失速情况事有发生，一旦发生失速，有时飞行员会无法准确、有效的作出一套连续修正方法将飞机迅速从失速状态下改出，即便开启了自动驾驶或者是和飞行器的主控系统联机，也避免不了会发生大大小小的错误，而且一旦出现错误则将会是致命的错误。因此采用这种人机分离独立控制的系统，相对安全系数而言也有着很大程度的革新提高。

参考文献

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[5]  程才凤.关于现代飞机的失速及预防[J].江苏航空，2000（4）：25-40.

作者简介：王皓，男，出生年19970605，蒙古族，辽宁朝阳喀左，本科在读大三学生，本科，研究方向机械工程。