【航空学校】|动力升级,如何增稳?——B737垂尾的“背鳍”设计

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点击次数:623 更新时间:2020年04月12日23:23:39 打印此页 关闭

航空学校|动力升级,如何增稳?——B737垂尾的“背鳍”设计

天府航空学院重庆招办

 

看过馒头机长(mentor pilot)的一个视频,来和大家分享一下。

 

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说的是B737垂直尾翼上的一个特殊的部分。请看B787B737的对比图,仔细看垂尾前缘,B787几乎是直线切入机身(除了一点必要的过渡曲线),而B737却多了一个明显的三角形部分,这部分就是“背鳍”(dorsal fin)。

 

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注意哦,这个名字虽然是从鱼类身上借鉴而来,并且鱼的dorsal fin是背部凸起的整个鳍,但到了飞机身上并不是指整个的垂尾。呐,上面是手册图(SDS 55-00-00)。

 

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B737-100/200时代,似乎就有dorsal fin的影子了。不过大家从图片里可以看出,其实那个区域并不明显,不如说只是为改善气流而增加了过渡曲线。那时候的发动机——就是那个长筒状的普惠JT8D——动力比较小,因此对于垂尾面积的需求就不那么大。发动机的动力与垂尾面积的需求有多大关系呢?假如你单发了,需要垂尾来帮助进行偏航控制,就知道有多大关系了……

 

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后来的B737动力升级了,所以呢,垂尾面积要设计得太一些。方法之一就是把垂尾拉高一点呗,但是当时一些主要的客户比如西南航空企业就不太开心了:我原来修好的机库是按着B737-100/200设计的,高度就那么多了,垂尾再高怕装不进去,你看看能不能给我来个“旧瓶装新酒”?波音企业想了想,不能拉高那就拉宽(prolong)吧,往前抻。

 

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不过天才的设计师并没有简单地进行等比例的变形,而是单独地把前缘最下端的一部分往前拉,形成了类似于战斗机的“双三角”形态。这样一来,除了面积增加之外,还带来了空气动力学上的一个好处:更接近机身的、斜度更大的这部分dorsal fin相对更不容易失速,这改善了整个垂尾在高速度情况下的稳定性。

 

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当然了,同样是为了增加垂尾的总面积,也有一些飞机使用“腹鳍”(ventral fin)方案。主要见于一些动力靠后的小飞机,例如上面这架。

 

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ATR 72使用了背鳍方案。

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协和超音速飞机也选择了背鳍方案。

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素材来源/硬核航空

资讯链接:云顶4008手机版2020年单招报考指南

核心术语:航空学院航空学校航空专业空乘专业

 

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