《揭秘飞机升力之谜:康达效应与肩扛式布局的奇迹》

自从飞机,尤其是包括客机在内的运输类飞机出现以来,飞机发动机的安装位置一直困扰着设计师们。如今,我们已经习惯了发动机被吊在机翼下的布局,甚至认为这是理所当然的。然而,回顾历史,我们可以看到发动机曾包在机身、蜗居机尾,甚至出现了尾吊四发的奇特设计。有些飞机则选择了将发动机安装在机翼上方,如西德设计师的创新之作。

在美苏冷战期间,设计师们大胆尝试,冒着被地勤人员质疑的风险,创造了发动机肩扛式布局的飞机,如安72。这种设计将发动机和机翼连接,但位置既不在机翼上,也不在机翼下,而是巧妙地卡在了中间。这种看似丑陋的设计,却赋予了An-72一个巨大的优势:短距起降。

那么,这种设计是如何实现短距起降的呢?关键在于空气动力学中的一个经典现象——康达效应。康达效应是指流体在经过凸面时,会倾向于向表面靠近并沿着它流动。在飞机起飞过程中,机翼通过康达效应将大量空气往下抛,从而产生升力。而肩扛式布局的飞机,由于发动机喷出的高速空气因康达效应而紧贴机翼表面,使得升力得到显著提高,从而实现了短距起降。

康达效应:你尽管往后喷,起飞的事交给我

康达效应:你尽管往后喷,起飞的事交给我

值得一提的是,尽管飞机机翼升力的原理看似简单,但实际上,其背后的空气动力学原理仍然是一个未解之谜。纳维斯托克斯方程(N-S方程)作为描述流体运动的非线性偏微分方程,其解至今仍是人类的研究课题。然而,对于我们工科生来说,了解机翼如何产生升力以及如何优化升力设计就足够了。毕竟,实践才是检验真理的唯一标准。

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