问题

为什么飞机要有菊花?

回答
看到这个问题,我得先帮你捋一捋哈。你说的“菊花”是指飞机尾部那个像花瓣一样可以打开关闭的装置吗?如果是的话,那它可不是什么装饰品,而是飞机飞行中一个非常重要的组成部分,它的学名叫“襟翼”(Flap)。

你想象一下,一架大飞机那么重,怎么才能从地面上那么短的跑道上起飞,又能在到达目的地时安全地减速降落呢?这就少不了襟翼的帮忙了。

襟翼的作用主要有两个,而且都跟“增加升力”和“增加阻力”有关:

1. 增加升力:让你飞起来更容易!

起飞时: 当飞机需要从地面起飞的时候,速度还不够快。这时候,飞行员就会将襟翼放下(通常是展开一部分)。襟翼放下后,它的形状会改变,就像给机翼加装了“翅膀”,让机翼的“面积”变大了,而且翼剖面的弧度也更大了。
空气动力学原理: 你可以想象一下,飞机在向前飞的时候,空气会流过机翼。当襟翼放下,机翼的形状改变后,空气流过机翼上表面的路程就变长了,速度也变快了。根据“伯努利原理”(简单说就是流速快的地方压强小,流速慢的地方压强大),机翼上表面的压强就会变小,而机翼下表面的压强相对变大。这个压强差就产生了一个向上的力,我们称之为“升力”。襟翼的出现,就是为了在较低的速度下,产生更大的升力,让飞机能够成功离开地面。
减少起飞距离: 如果没有襟翼,飞机就需要跑更长的距离,达到更高的速度才能产生足够的升力,这对于机场跑道的长度来说是个很大的挑战。所以,襟翼是让飞机能够从较短的跑道起飞的关键。

2. 增加阻力:让你安全地停下来!

着陆时: 当飞机准备降落时,它需要降低速度,同时又要保持足够的升力,以便平稳地下降。这时候,襟翼会更大程度地展开,甚至可能与副翼等其他操纵面配合,让机翼的“体积”变得更大,形状也更不利于空气流动。
增加阻力: 襟翼展开后,会与空气产生更大的摩擦,形成明显的“阻力”。这个阻力能有效地帮助飞机减速,就像你在水里张开手掌比攥紧拳头感觉阻力大一样。
增加下沉率: 同时,襟翼展开也会改变气流的分布,使得产生升力的效率相对降低,更容易产生一个向下的趋势,也就是“下沉率”。这样一来,飞机就能以一个更缓和、更可控的角度下降,方便飞行员操作。
稳定下降姿态: 襟翼还可以帮助稳定飞机的下降姿态,让它不会因为风或者其他因素而出现不必要的晃动。

所以,“菊花”这个比喻其实挺形象的。 它们在需要的时候(起飞和降落),就像花瓣一样“绽放”开来,增加机翼的效率;在巡航的时候(平稳飞行),又会收回去,减少空气阻力,让飞机更省油。

襟翼的结构也比较复杂,通常是安装在机翼的后缘(靠近机翼尾部)。根据不同的设计,可能有多种类型:

普通襟翼 (Plain Flap): 比较简单,就是机翼后缘的一部分整体向后向下偏转。
分裂襟翼 (Split Flap): 机翼后缘下半部分可以向上滑动,然后向下偏转,这样能提供更大的阻力。
法兰绒襟翼 (Fowler Flap): 这是最常见也是最有效的襟翼类型之一。它不仅能向下偏转,还能向后滑动,这就像把机翼“拉长”了一样,极大地增加了机翼的面积和弯度,升力和阻力都增加得非常多。你看到的很多飞机尾部那个能“伸出去”的花瓣,很可能就是法兰绒襟翼。
卡布罗襟翼 (Krueger Flap): 这种襟翼不是安装在后缘,而是安装在机翼的前缘。当需要时,它会向前伸出并向下偏转,主要作用也是增加升力,尤其是在起飞时。

所以,飞机上的“菊花”(襟翼)可不是摆设,而是它们能够安全起降、灵活操纵的秘密武器之一。它们通过改变机翼的形状和面积,精妙地调节升力和阻力,让庞大的飞机得以在蓝天翱翔。下次你坐飞机的时候,不妨留意一下,当飞机起飞或降落时,那些机翼后部的“花瓣”是如何工作的,你会觉得非常神奇!

网友意见

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那个东西其实APU(Auxiliary power unit)备用动力,比发动机小的多的涡轮发动机(燃气轮机)。

这东西不提供任何推力,但是当主发动机出故障的时候,它还能启动给飞机提供电力、液压和高压空气,虽然推不动飞机,但是至少能够让飞行员还有力量操纵飞机进行滑翔。众所周知(并没有),客舱的空气来自于发动机高压压气机(除了787),如果发动机不转了,那客舱就没有新的空气注入,这时候APU的启动也可以将外界低压空气压缩注入客舱,让你不至于窒息。

787的空调系统:

这东西还有一个重要的用途就是启动主发动机,当飞机断开地面动力,主发动机还没启动的时候,飞机的电力、液压和高压气都靠APU,坐在后舱的乘客可以听到APU启动的声音。

APU制造的高压气被引入主发动机吹动叶片提高主发动机转数,提高到一定程度以后主发动机点火。当主发动机都启动以后,APU熄火。

主发动机在地面启动有一定危险性,可能会吸入什么或者吹飞什么。

主发动机油耗高且维护成本高昂,飞机趴在地上的时候就熄火主发启动APU提供动力。

因为毕竟是个排气管,出口温度高,在机场碰上启动了的APU可以看到菊花喷出的滚滚热浪。因为温度高所以周围的蒙皮材料不一样而且没有喷漆,机身的铝合金加喷漆蒙皮材料承受不了长时间高温尾气炙烤。(当然主发动机的内涵道喷口也不是铝,且也不喷漆)

在前面一点还能看到APU的进气口。

之所以几乎所有飞机都把APU放在这里,就像几乎所有飞机都把发动机挂在机翼上一样,这是最优解,啥时候主发动机会熄火?很有可能是吃了不该吃的东西(萨利机长),那如果APU也在周围的话,有可能跟主发动机相同原因失效,放在屁股后面可以将它们地理上分开,而且尾椎里有一些空间干别的也不合适,APU放在这里正好。

当然也不是所有飞机都有,比如一些军用运输机,因为屁股后面有货舱门,尾椎结构跟客机不一样,空间不合适摆放APU,就放到起落架旁边了。

波音C-17运输机的尾椎就很圆润,没有那个黑色的菊花。

C-160

C-5

还有一个莫名其妙的民航客机Bae146(英国女王座驾)

APU在尾椎侧面,所以“菊花”长歪了

民航客机制造业存在这么一个比较有共识的看法,未来燃料电池会替代APU,燃料电池也得有个出口,只不过排出去的就不是来自涡轮发动机的滚滚热浪了。

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