展弦比(Aspect Ratio)是指機翼翼展(左右翼尖之間的距離)和平均幾何弦之比,計算公式為翼展l和平均幾何弦長bav的比值,用λ表示,λ=l/bav。展弦比也可以表示為翼展的平方于機翼面積的比值。展弦比越大,機翼的升力系數越大,但阻力也增大,因此,高速飛機一般采用小展弦比的機翼。
展弦比的大小對飛機飛行性能有明顯的影響。展弦比增大時,機翼的誘導阻力會降低,從而可以提高飛機的機動性和增加亞音速航程,缺點是波阻會增加,以致影響飛機的超聲速飛行性能,所以亞聲速飛機一般選用大展弦比機翼,如大航程、低機動性飛機——B-52轟炸機展弦比為6.5,U-2偵察機展弦比為10.6,全球鷹無人機展弦比為25。
基本介紹
展弦比的大小對飛機飛行性能有明顯的影響。展弦比增大時,機翼的誘導阻力會降低,從而可以提高飛機的機動性和增加亞音速航程,但波阻就會增加,以致會影響飛機的超音速飛行性能,所以亞音速飛機一般選用大展弦比機翼;而超音速戰斗機展弦比一般選擇2.0~4.0。如大航程、低機動性飛機——B-52轟炸機展弦比為6.5,U-2偵察機展弦比10.6,全球鷹無人機展弦比25;小航程、高機動性飛機——殲-8展弦比2,Su-27展弦比3.5,F-117展弦比1.65。展弦比還影響機翼產生的升力,如果機翼面積相同,那么只要飛機沒有接近失速狀態,在相同條件下展弦比大的機翼產生的升力也大,因而能減小飛機的起飛和降落滑跑距離和提高機動性。
除了主翼,水平尾翼和垂直尾翼也適用相同的展弦比定義。在飛行器設計中,通常會讓提供力矩的水平尾翼展弦比較小,以保持良好的失速特性,例如在較大的攻角下仍能保持不失速,升力系數下降率較為平緩。這樣即使主翼失速,飛機仍然能夠進行姿態控制,通過繼續提供升力使機頭下降來脫離失速狀態。一般而言,垂直尾翼的展弦比小于水平尾翼的展弦比,而這兩者又小于主翼的展弦比。
展弦比的設計也會影響飛行器的性能。短而寬的機翼(低展弦比)誘導阻力較大,適合高速飛行物體,如導彈和戰斗機。而低速的滑翔機或是長時間、高高度滯空的飛行器則多采用高展弦比以降低誘導阻力,例如U-2偵察機。自然界中的鳥類,如需要長時間飛行的信天翁,翅膀展弦比高,而需要快速機動捕食的或老鷹等鳥類,在盤旋時會伸展翅膀提高展弦比,而在攻擊或向下俯沖時收回翅膀以提高速度和靈活性。F-14戰斗機等可變翼飛機也設計有類似的改變展弦比的功能,以兼顧低速與高速性能。
參考資料 >
中國科普博覽_航空博物館.中國科普博覽.2024-03-18
如何從外形上區分高速飛機和低速飛機?.澎湃新聞.2024-03-18