飞机设计滑翔机像鸟儿一样飞翔

发布时间:2016-12-20 7:18:24   点击数:

通勤族被堵在路上时总会想:如果能飞起来该有多好!

英国冒险家贝尔·格里尔斯和Parajet公司合作开发了一款机动滑翔机,给你插上“翅膀”。滑翔机由螺旋桨、小引擎和聚酯机翼组成。飞行员背上滑翔机,助跑大约20米起飞,用手柄控制左右方向、节流阀控制上下高度。

这款机动滑翔机最高时速可达56公里,一次最远可飞公里左右。即便关掉引擎,也能安全着陆。整个滑翔机可以收入一个行李箱内,便于携带。

下面这些震撼的照片是由英国一家滑翔机俱乐部的成员历时4年拍摄而成的。他们将迷你相机固定在滑翔机的机翼上,相机在飞机特技旋转的过程中抓拍下地面景色。

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。

滑翔机的基本原理是伯努利原理:p+1/2ρv^2+ρgh=C,即:动能+重力势能+压力势能=常数。其最为著名的推论为:等高流动时,流速大,压力就小。

飞机为什么能够飞上天?因为机翼受到向上的升力。飞机飞行时机翼周围空气的流线分布是指机翼横截面的形状上下不对称,机翼上方的流线密,流速大,下方的流线疏,流速小。由伯努利方程可知,机翼上方的压强小,下方的压强大。这样就产生了作用在机翼上的方向的升力。

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。

滑翔机的种类很多,根据材料结构、用途、性能、座位等不同情况各分为若干种:①按材料结构,可分为木质、金属、玻璃钢和混合结构滑翔机。②按用途,可分为研究、运输、训练和竞赛滑翔机。③按飞行性能,可分为初级、中级、高级滑翔机。为适应不同训练方式,又有单座、双座和多座的区别。初级滑翔机多为双座,操纵简单,容易掌握,滑翔高度比较低,下沉率较大,是供初学者训练使用的。中级滑翔机的性能介于初级和高级滑翔机之间,也称为过渡滑翔机,经过初级滑翔训练的驾驶员,为进行提高技术训练,适于该机种。高级滑翔机包括纪录滑翔机、特技滑翔机,它具有最佳的飞行性能和良好的操纵性以及比较完善的仪表设备。④按竞赛级别,可分为标准级、公开级、15米级和俱乐部级滑翔机。

动力滑翔机

20世纪20年代以来,在一些工业发达的国家相继出现了动力滑翔机。这种滑翔机带有动力装置,能够自己起飞,在飞行中动力装置关闭后,仍能继续滑翔和翱翔,需要时还可以再次起动动力装置。现有一些国家将动力滑翔机列为正式机种,发给证书。动力滑翔机具有结构简单、速度小、安全、经济、易学的特点,适用于普及活动。由于动力滑翔机具有依靠自身的动力起飞的优点,使用场地较小,有利于加快训练进程、提高训练质量,是节约能源的一种较好的飞行器,所以受到从事航空运动的人们的欢迎。

太阳能电动滑翔机Sunseeker

Sunseeker-DUO双座太阳能飞机设计是基于StemmeS-10电动滑翔机为基础,按计划雷蒙德将Sunseeker-DUO飞机重量减至原型飞机的一半(其中就包括光伏电池、蓄电池、控制操作设备)。Sunseeker-DUO太阳能飞机采用了全碳纤维部件、高效锂离子电池组。

悬挂式滑翔机

没有起落装置和座舱,驾驶员吊在升力面之下进行滑翔的简易滑翔机。悬挂式滑翔机按翼面结构,可分为两种:一种为硬机翼,形状像轻型的滑翔机;一种为伞翼。后一种在国际上开展较普遍。

年,美国宇航局工程师罗加洛设计了一种飞翼,当时是为了在地面回收人造卫星用的,因嫌体积大,没有被采用,以后经过他的改进,用于载人飞行,于是就发展成为以“罗加洛”命名的新型飞行器──悬挂式滑翔机。

悬挂式滑翔机的起飞方法比较简单,驾驶员手举轻巧的伞翼,在地面迎风奔跑,或从山坡顺坡跑下,只要能掌握好伞翼的迎风角度就可以飞起来。这种滑翔机容易操纵,在一般情况下一天可学会操纵动作,数月即可做特技飞行。驾驶这种滑翔机,人在空中像鸟一样飞翔,若利用上升气流,可以飞得更高。

悬挂滑翔,目前在一些国家已成为一项群众性的航空运动。国际上成立了悬挂滑翔协会,每两年举行一次国际竞赛,有定点、留空、飞行距离等竞赛项目。目前的留空时间纪录是19小时45分,飞行距离是公里。









































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