之前,小編邀請技術小哥對空速管進行了科普。
我們可愛的用戶在后臺給小編留言,讓以后多一點科普文章。
為了滿足大家蠢蠢欲動的求知欲,今天小編再次邀請了技術小哥,對升阻比、翼載、功重比這三個重要參數進行科普。
申明:本文除技術小哥H.M.H認真嚴謹的科普外,另有小編H.G.Q不負責任的吐槽。
升阻比、翼載和功重比(推重比)是航空專業術語。對于飛機設計來說這三個參數極為重要,因為幾乎所有的飛機性能都與這三個參數密切相關。
1、升阻比
“升阻比”即飛行中升力和阻力的比值。飛機的升阻比隨飛行狀態的變化而改變。對于飛機設計來說,關注的是飛機能夠達到的最大升阻比,以便使飛機能夠在這個升阻比狀態附近進行巡航,從而實現最大效能的飛行。
升阻比直接關系到飛機能飛多遠和能飛多久的問題,因此強調續航性能的飛機設計一般都會在提高升阻比上下功夫。比如設計更為流線型的機身、突出部位加裝整流罩、為機翼加裝翼梢小翼以及翼身融合設計等。
拿縱橫最新發布的CW-007大鵬來說。飛機的外形擁有完全的自主知識產權。在外形設計方面使用了CFD數值優化技術,對機翼的翼型分布和翼尖的上翹延伸小翼進行了優化,最大限度地提高升阻比,保證航時需求。(近日有人僅用CW-007大鵬的“電池容量推算無人機航時”,小編笑而不語。)
說到CW-007的翼型分布,這里小編要提一句,CW-007大鵬仍然采用常規布局而不是飛翼布局,很大程度上是為了保證飛行的安定性和抗風能力。
市面上部分垂直起降機型采用了無后掠的飛翼布局,這種構型設計不僅無法保證足夠的俯仰安定性,而且抗風能力不足,俯仰姿態波動大,從而影響測圖效果。采用老舊型號的原樣氣動布局,充分暴露了技術能力薄弱。
這類靜態不穩定的飛機需要釆用增穩的飛控技術,保證飛機具有足夠的姿態穩定性和抗風能力。如果直接釆用普通的開源飛控,控制律的適應性很差,飛行性能根本無法保證。
2、翼載荷
“翼載”是飛機重量除以機翼面積得到的參數。直觀地看,翼載是機翼承受的載荷,是單位面積機翼平均所承擔的飛機重量。翼載會影響到失速速度、巡航速度、起飛/著陸距離以及盤旋半徑等眾多性能。
在飛機設計中,翼載是一個需要權衡和折衷的參數,因為翼載大與小,各有各的劣勢和好處,需要根據飛機使用目的不同進行優化和取舍。一方面,大翼載可以提高飛行速度,增強抗風性,在機翼面積不變的情況下提高翼載還可以增加載重和燃油;而另一方面,小翼載則可以提高飛機的起降性能,增加飛機的機動性。
CW-007大鵬飛機的翼載偏大,抗風性達到6級。
本身不追求起降性能和大幅度機動性能的CW-007大鵬,翼載大除了增強其抗風性之外,主要原因是為了能夠讓其結構緊湊,便于攜帶;同時提高飛機的載重占整機重量的比例,搭載的傳感器性能得到顯著提高,如CW-007測繪版相機,為縱橫定制版,像素4200萬。
3、功重比
功重比(對于噴氣式飛機來說是推重比)則跟起飛距離、爬升率、升限和持續盤旋性能有關。飛機的功重比越大,飛機的電機、電池等動力系統所占飛機的比重也就越大,載重相應的也就越少。所以在滿足飛行指標的前提下也不能一味地增加功重比。
以CW-007大鵬為例。CW-007大鵬的前拉電機動力可以滿足飛機1000m高度下5m/s的爬升率,升限可以達到5000m,并滿足高海拔起降條件。
4、懸念?
其實除了升阻比、翼載和功重比這3個重要參數外,縱橫的技術團隊在設計垂直起降固定翼無人機的大量實踐中,還總結出了一個關鍵參數。
在3月16日的發布會上,大BOSS進行了講解,會后小編還專門請教過。可惜小編作為連半吊子都算不上的技術人員,沒能領會精髓,當時自豪了半天,過幾天就把名字給忘記了。只隱約記得叫“XX比”?
不過,名字叫什么并不重要,小編記得他的能耐就好:區分專業垂直起降固定翼設計和山寨抄襲之間的一個分水嶺!
5、降落傘
除了科普,今天小編還要說一說降落傘。
CW-007發布以后,和以前一樣,很多人問小編:為什么大鵬系列的無人機沒有裝降落傘。這里,統一為大家做一個解答。
垂直起降固定翼無人機加降落傘,會犧牲飛機載荷、航時等,降落傘在這里不僅僅是負擔、累贅。話說難聽一點,就是技術落后廠家,為了掩蓋自己無法通過技術提高產品可靠性、安全性的借口和遮羞布。(小編頭頂鍋蓋,保持微笑。)
經過2年多的發展,縱橫大鵬系列垂直起降固定翼無人機,海內外市場保有量超過1500臺。有過返廠維修經歷的飛機中,經過統計,飛機故障原因60%是發動機故障,35%是人為操作失誤(航線設置錯誤撞山撞樹、手動操控不當等),只有5%是其他故障。對于電動飛機只有不到1%的情況下才需要迫降。縱橫大鵬的統計數據,和美軍無人機的統計結果數據一致。
為什么所有民航客機都沒有降落傘?正是因為沒有降落傘這一層借口,客機才能專注把可靠性和安全性做到極致。
同理,作為航空器的一種類型,無人機也應按照最高航空標準要求自身可靠性、安全性。