25、小型飞机变形机翼应用与森林采伐设备革新

小型飞机变形机翼应用与森林采伐设备革新

小型飞机变形机翼研究

在小型飞机领域，变形机翼的研究旨在为其找到切实可行的应用方案。不过，小型无人飞机（SUA）的设计存在一些问题，它会降低具有典型翼型和翼展的机翼产生升力的能力，使得很多适用于常规飞机的机翼方案难以在SUA上充分应用。

翼面空气动力学中的低雷诺数和层流边界层分离被认为是关键因素。在低雷诺数的流动条件下，大多数变形机翼方案无法像在全尺寸飞机典型的高雷诺数流动条件下那样发挥作用。

不同变形机翼类型适用性分析

改变机翼后掠角这种变形方式，虽然能减少波阻并提高飞机机动性，但主要用于战斗机。对于SUA而言，由于其速度较低，这种变形方式并不适用。而且，对于那些不能自主起降的SUA，如需要弹射器或加速器起飞的容器式SUA以及无降落阶段的一次性SUA，改变后掠角也不合适。

刚性变形机翼方案论证

为了论证适用于SUA的实用刚性变形机翼方案，我们可以利用图1c的数据以及“有效机翼面积”$S_{ef}$的定义。有效机翼面积是产生升力的机翼表面积，机翼升力与有效面积成正比，计算公式为：
$S_{ef} = S · (1 - k_{ex})$
其中，$S$ 是几何机翼面积（对于矩形机翼，$S = b·l$，$b$ 是机翼弦长，$l$ 是机翼展长），$k_{ex}$ 是机翼排除系数，$k_{ex} = S_{ex}/S$，$S_{ex}$ 是排除的机翼面积。

如果矩形层流气泡轴长度是弦长的17%，那么$k_{ex} = 0.17$，根据公式可得$S_{ef} = 0.83S$。

为了确保无分离流动，机翼弦长必须等于无分离脱落