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问与答

2009-12-03

航空知识 2009年9期
关键词:附面层翼面进气口

福建北海的邵明友问:

1、为什么飞行员患了感冒就不能飞行?

答:流行性感冒(简称流感)和感冒(亦称伤风)都是常见的呼吸道传染病。感冒主要表现是上呼吸道症状,如鼻塞、流涕、喷嚏和咽痛,全身症状较轻,体温正常或发点烧。不少人患了感冒,还能坚持工作,但飞行人员患了感冒则要暂时不能飞行。这是为什么呢?

为了说明这个问题,需要简单地介绍一下耳部和鼻腔的构造特点。我们的耳朵(耳壳)中间有一个伸向内部的管道,叫做外耳道,外耳道的内端由一片薄膜封住,这薄膜叫做鼓膜,这是接受空气中传来的声波的必要结构之一。这个鼓膜为了能很好地接受声波而振动,要求里外的气压相等。但我们生活环境的大气压力是随着气象的变化不断地有上升和下降的波动的。当飞行员和飞机乘客坐在飞机里面上升或下降,由于空气密度越往高处越稀薄,高空的气压要远远低于地面的大气压,因此在人们升降过程中。外界压力在激烈地改变着。鼓膜的内面有一个空腔,叫做中耳,有一个狭长的耳咽管,开口在咽部,和鼻咽腔相通。这是使中耳腔压力能和外界大气压调节平衡的唯一通气管。但是耳咽管的管口有肌肉控制的活门,不经常开放。只在我们作吞咽或打呵欠动作时管口才开放,使鼓膜内外的压力一致,保证鼓膜的正常位置和功能。另外鼻子附近的头骨中间是有空洞的,左右对称地有四对。它们都与鼻腔相通,有和鼻粘膜同样的粘膜被复着。这些腔叫做副鼻窦。患感冒时,鼻腔和咽腔的病毒迅速繁殖,促使鼻腔和咽腔的粘膜充血肿胀,分泌物增加。开口在这里的耳咽管口和副鼻窦口就会变窄或被堵死。如果这时仍去飞行,中耳腔及副鼻窦内的压力不能和外界剧烈变化的大气压取得平衡,使鼓膜内外两侧压力相差悬殊,就会引起耳鼓膜外突或内陷(在飞机下降时特别容易发生、,引起剧痛、充血或出血,副鼻窦也出现剧痛和炎症,产生航空性中耳炎和航空性副鼻窦炎。甚至形成久治不易痊愈的慢性病。

感冒时,潜伏在鼻腔和咽腔的细菌也会迅速繁殖,当飞行下降时,由于外界气压迅速增高,鼻腔和咽腔的脓性分泌物可随空气压入副鼻窦和中耳腔,造成急性化脓性鼻窦炎或急性化脓性中耳炎。

重感冒和流感对人体彰响大,由于病毒放出大量毒素,随血流经全身,刺激各器官,会出现全身不适、头痛、发烧等中毒症状,导致飞行耐力显著下降。这时如果飞行,容易出现黑视(做特技时自觉眼睛发黑)、晕厥(一过性意识丧失)、晕机病(恶心、呕吐、出汗无力)、错觉等反应,危及飞行安全。

2、战机满载武器时,机翼两侧重量是相等的。当一侧发射出导弹后,这时战机是如何保持平衡的?

答:我们知道,飞机的飞行姿态由机上的舵面进行操纵。其中,位于机翼外侧的副翼就是用于控制飞机滚转运动的。当一侧机翼翼梢上投弹后,另外一侧的导弹会像压跷跷板一样引起飞机的滚转。此时需要副翼向反方向给出相应的舵量对滚转力矩进行补偿,使飞机恢复平衡。在现代战斗机上,这个过程是由战斗机的飞行控制系统控制的。基本过程是机上姿态传感器探知姿态的变化,经过一定的解算之后再通过电路给副翼一个控制信号,使副翼做出相应的偏转,补偿因为导弹发射后产生的滚转力矩。

3、升力是否由于上下翼面的空气密度差产生的?

答:机翼产生升力,不是因为上下翼面的空气密度差产生的。由于机翼的翼型(即机翼的剖面形状)在上翼面有一定弧度,是弯曲的,而下翼面比较平直,这样在气流流经机翼的时候,在上翼面就会因受到压缩而流速加快,但在下冀面则没有这种加速作用,相对上翼面流速就比较缓慢。根据伯努利原理,上翼面空气的流速快压力就小,下翼面流速慢压力就大,这样上下翼面就有一个压力差,它就是气流流过机翼产生的升力。

但升力与空气的密度也是有关系的。即空气密度越大,它在流过机翼时产生的升力也越大。所以同样条件下,飞机在低空飞行产生的升力会比在高空产生的升力大;在冬天飞行产生的升力要比夏天飞行产生的升力大。

黑龙江鹤岗的朱筱枫同学问:

1、什么是DSI进气道,它的优缺点各是什么?

答:DSI进气道即“无附面层隔道超声速进气道”(又称“蚌”式进气道),是美国洛克希德·马丁公司最早提出的。这种进气道在进气口前方的机身上设计一个鼓包状突起,这个鼓包须跟前掠式唇口共同作用才能起到现有的进气道作用。通过这个突起对进入进气道的空气进行预压缩,并同时吹除影响发动机吸气的附面层。

其作用是:第一,起附面层隔板的作用。前掠唇口改变了进气口附近的压力分布,进气口中央压力高,两侧附近压力低,而与机身连接部位的压力最低。当附面层流流经前面这个鼓包时,其流向开始向外偏转,当接近进气口时,其流向大幅度偏转,被高压气流挤出进气口。二,对流入空气进行预压缩,起到其他超声速进气道的压缩斜板的作用,但它具有更高的总压恢复,能满足性能和畸变要求。这种创新设计的鼓包,结构简单,没有超声速进气道的附面层吸除、辅助进气口、放气等机械装置,工作部件少,更加稳定可靠,可以明显简化结构,降低飞机重量,增大机内空间。它还可以减少迎风面阻力,适合与机身一体化设计,隐身效果好。由于结构简单,其维护费用也很低。但设计中需要大量精确的气动数据计算,而且对部件加工工艺精度要求很高,难度很大。

2、直升机地面共振是怎么回事?它是怎么产生的?

答:直升机地面共振就是直升机在地面工作状态时发生的旋翼一机体耦合自激振动,在直升机研制设计中必须设法避免它。地面运转的直升机收到外界初始扰动(如粗暴着陆、滑跑颠簸、操纵过猛等)后,组成旋翼振动系统的各片桨叶绕垂直铰不均匀地摆动起来,从而产生回转的不平衡离心力,它激起支持在后起落架上的机体结构系统振动,作为机体上一点的旋翼桨毂中心,在随着机体一起振动时,又以基础震动的方式,反过来对旋翼在旋转平面内激振,加强或削弱各桨叶原有的绕垂直铰的摆振运动。如果旋翼系统产生的离心激振力的频率和机体在起落架上振动的某个固有频率相同或接近,而对应该固有频率的固有振型又能使桨毂中心在旋转平面内发生振动;同时桨叶减摆器的阻尼和起落架缓冲支柱的阻尼在振动一周中消耗的功比上述激振力对系统做的功小,则桨叶的摆振运动和机体后起落架上的振动就会互相加剧,恶性循环数秒钟内就可使振幅增大到毁坏直升机的程度。因此,在直升机设计中,必须合理选择起落架和桨叶减摆器的参数,使用维护时保持各参数的正常值,以避免发生地面共振现象。

本栏解答:新友

责任编辑:寒兰

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