边条脱体涡的空气动力学（引用）

雨燕 · 发表于 2011-1-25 13:35:20

米格-29K是米格-29的舰载型。现在的米格-29K实际上是米格-29K的第二版，除了例行的机体加强、发动机推力加大、电子设备更新外，在气动设计上最引人注目的是翼根前缘边条两侧可以放下的扰流片，好像两撇小胡子一样。俄罗斯方面对这一对扰流片的作用没有说明，外界对此的作用也是争论不休。

新版米格-29K在起飞的时候，可以看到边条两侧有扰流板放下,但在不用的时候，扰流板和边条表面齐平

边条的作用是在翼根上方产生强烈的附体涡流，产生涡升力
涡升力的奥妙在于完整而且附体，要是脱体或者破裂了，效果就差了

问题是，边条的涡升力是在稳定和不稳定之间走钢丝。太稳定了形不成强有力的涡旋，太不稳定了涡流容易破裂，不仅丧失涡升力的作用，还可能对飞机结构（尤其是暴露在涡流中间的垂尾）产生强烈的气动敲击作用。F-18在设计之初，曾在翼根开设一条狭长的开缝，不仅用于泄放机翼下表面进气口周围的呆滞气流（也就是所谓的边界层分离），也在两侧形成气墙，将边条的涡流限制在这条虚拟的走廊里。为此，双垂尾特意前移，并有所外倾，以避开边条涡流。但试飞结果表明，这一对翼根开缝造成较大的阻力，只好填没一半。这样一来，阻力减小了，但气墙的作用也没有了，边条涡流自由散漫地向两侧扩散，并提前破裂，对双垂尾造成严重的敲击作用。麦道一面加强垂尾结构，一面在翼根增加一对竖立的扰流片，部分恢复了对涡流的导向作用，也部分恢复了阻力的代价。

F-18E听上去是“经典”F-18的一个改型，美国海军和麦道确实也是这样联手骗过美国国会，争取到研发的机会，但F-18E实际上和“经典”F-18 貌合神离，在尺寸、重量、结构、发动机甚至重要气动设计上都有极大的改变。F-18E用饱满的大边条设计，巧妙地把涡流的起点向前推移，使滚滚上升的涡流避开了垂尾，并通过边条的形状强化了涡升力的作用。枭龙的边条也是这样。不过F-18不管是经典版还是E版，都没有采用翼身融合体，枭龙在设计上也没有强调翼身融合体，但米格-29的边条和翼身融合体高度整合，要改这样的饱满边条就殊非易事了，将需要对米格-29的基本设计做极大的改动，改动工作量或许超过F-18到F-18E，如果不计尺寸和重量的差别的话。

YF-17的翼根有一对明显的开缝，既用于泄放边界层呆滞气流，又用于形成气墙，约束边条涡的走向

阻力问题迫使F-18缩小翼根开缝，降低了气墙作用后，只有用额外的扰流片补偿

F-18E的边条要饱满得多，把涡流产生点大胆向前推移，改善了涡流的走向，也强化了涡升力的作用

涡流是涡升力的一部分；对于机翼来说，翼尖涡流则是阻力的一部分，所以需要用翼尖小翼之类的装置还抑制。但对于边条来说，这一涡流形成机制不适用。
米格-29K要在气动上不大动干戈，也就是说，边条和机翼基本上保持原设计，还要在航母起飞、着陆性能上有阶跃性的改善，走了一条技术上的新路：采用边条两侧可以机动下垂的扰流片，改变涡流产生位置，诱导涡流走向，达到增生的目的。由于边条下的压力高于边条上的压力（升力来自于上下之间的压力差），扰流片阻挡了下表面气流的展向流动，在靠近机身的地方形成翻越边条前缘的涡流。和F-18原始设计的情况相似，这对涡流贴着翼根向后移动，产生较强的涡升力，同时避免强烈涡流对双垂尾的敲击作用。从现有图片来看，这对扰流片只在起飞时使用，或许在着陆和低速机动时也可以使用。这是有道理的。高速飞行时，扰流片不仅产生额外的阻力，过于强大的涡流也会产生不利影响，包括提前破裂，敲击垂尾。高速时收起扰流片，不仅降低阻力，边条和机翼交接处的涡流成为主导，不仅产生位置靠后，也向两侧移动，避免破裂，也避开垂尾。

相比之下，苏-33采用鸭翼解决增升问题，效果可能比米格-29的边条扰流片更好，但阻力和重量都较大，相对来说是一个比较粗糙的解决方案
米格-29K这对独具匠心的扰流片在气动设计上构思十分精巧，实施起来也相对简单。苏-27在边条设计上和米格-29有相似之处，但并不相同。相对来说，苏-27得边条较小，更加注重在翼身融合体的过渡；米格-29的边条较大，相对注重边条的作用。中国在用苏-27系列为基础设计舰载战斗机，需要解决舰上起飞时的增升问题。像苏-33那样采用三翼面有成功的先例，还有利于加强机动性，代价是阻力和重量。如果采用像米格-29K那样的边条扰流片，或许需要重新设计边条，使边条接近F-18E或者枭龙那样的饱满，这样才能有较好的效果。否则依然会有效果，只是效果不够显著。另外一个成功的先例是取消机背减速板，用飞控和襟翼、副翼的合作动作取代减速板的作用，可以减轻重量、增加肌内燃油容积。

770416561 · 发表于 2011-1-25 15:27:27

坐沙发，赞一个！

rock8869 · 发表于 2011-1-25 15:27:52

很好很科普！请LZ多发此类技术贴！

wyzx01 · 发表于 2011-1-25 19:28:13

LZ 在航空知识上扒的吧？一模一样。而且不是最新的杂志...

wyzx01 · 发表于 2011-1-25 19:36:51

边条有助于提供多余的升力，所以F-18E/F才加大了边条并大胆前移。提升升力的设计还有像T-50和F-14的宽尾，当初是为了分隔发动机舱，没想到还有了意外收获。这次MIG-29K只不过将边跳缩小一点，有利于保持机翼光滑。因为是收缩的，所以同时避免了对垂尾的影响。单就效果来看只是为了提升起飞降落性能，而且提供的升力应该很有限。

aceforever · 发表于 2011-1-26 00:52:08

本帖最后由 aceforever 于 2011-1-26 00:59 编辑

谁说涡脱体效果就一定差了？鸭翼的涡很多都是脱体涡。。。。。。。
边条涡附体的强有力干扰固然是最好设计形态，但是随着AOA增大脱体是必然趋势，只要有效的控制，脱体涡也能有效带走上翼面气流能量，增生效果依然是很明显的

所以最担心的往往不是涡脱体，而是不对称的涡破裂，这个是直接导致高攻角失稳的罪魁祸首。

把边条延伸到机头可以有效抑制边条涡的不对称性。

wyzx01 · 发表于 2011-1-26 06:07:51

主要是防止破裂，并控制走向防止对垂尾造成大的影响

Finback · 发表于 2012-5-16 19:44:31

本帖最后由 Finback 于 2012-5-16 19:45 编辑

aceforever 发表于 2011-1-26 00:52
谁说涡脱体效果就一定差了？鸭翼的涡很多都是脱体涡。。。。。。。
边条涡附体的强有力干扰固然是最好设计 ...

没百度到一些附体涡的信息，都是讲的脱体涡，所以就感觉附体涡是不是不存在（实际达不到附体？）或是只存在一瞬间？能帮忙找找附体涡吗？想科普一下。我们平时见到的图片上翼面上有白烟的，怎么看出是脱体涡还是附体涡？

Finback · 发表于 2012-5-17 13:41:58

wyzx01 发表于 2011-1-25 19:36
边条有助于提供多余的升力，所以F-18E/F才加大了边条并大胆前移。提升升力的设计还有像T-50和F-14的宽尾，当 ...

没百度到关于附体涡的知识，全讲的脱体涡，图中F18产生涡到底是附体涡还是脱体涡，还是两者都有？

SkY.dAnCeR · 发表于 2012-5-21 00:45:31

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