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环形翼像一个短粗的空心筒子,上下圆弧部分产生升力,左右圆弧部分阻隔翼尖绕流,并提供方向稳定性。采用环形固定翼设计的飞机被称为环翼机,环形机翼可以看做是翼尖相连并经过圆整的双翼,升力高于双翼,并且不存在横滚稳定性问题,非常适合立式垂直起降飞机,并且环形翼还具有风阻小、结构重量轻、失速特性好、高速特性好、易于操纵以及易于安排立式飞机的起落架等优点。
环翼机的总体特征为失速性能较好,这是因为后翼处于前翼的尾流区中,减小了最大有效仰角。
在中、小仰角时,环翼阻力比传统固定翼小,当仰角增大,环翼的阻力增长率也比传统翼型低,可见总体来说,在低速条件下,环翼机的阻力特性较之传统翼更加优秀。
在中、小仰角时,基本保持静稳定,而仰角较大时,出现静不稳定情况,这是由于出现了翼尖效应和翼根效应,使压力中心出现了前后位移。
环形翼像一个短粗的空心筒子,上下圆弧部分产生升力,左右圆弧部分阻隔翼尖绕流,并提供方向稳定性。环形翼不存在横滚稳定性的问题,非常适合立式垂直起降飞机,并且环形翼还具有风阻小、结构重量轻、失速特性好、高速特性好、易于操纵以及易于安排立式飞机的起落架等优点。
环形翼最大的特别之处在于转弯。常规平面翼的飞机需要先横滚到一定的角度,然后拉高迎角,通过斜向升力的向心水平分量实现转弯。环形翼不需要横滚,可以直接指向所需要的迎角,实现转弯。这不光是操作习惯上的一个改变,也省却了横滚的步骤,在理论上可以提高机动性。
另外一个特别的是,平面翼飞机需要急转弯时,需要拉很大的横滚角,并增大迎角以补偿升力损失。环形翼不管怎么转弯,在横向指向的同时,一方面产生斜向升力的向心水平分量力用于转弯,另一方面上下的圆弧段依然在提供升力,不会因为平面翼飞机在急转弯时机翼几乎侧立而导致严重升力损失和失速的问题,也就是说,可以放心大胆地急转弯,增加机动性的容限。
但环形翼的翼展不容易增加,否则将成为大而无当的巨大圆筒,在设计和制造上带来很多陌生的问题;水平起落时起落架的设计也很困难,人员和货物的装卸困难就不提了,不过机身不在环形翼的圆心,而在圆弧的底部,可以避免很多这样的问题。在环形翼和矩形翼之间,当然可以有椭圆环翼,其特点也介于环形翼和矩形翼之间。
机翼位置对复合式直升机旋翼-机翼干扰的影响
复合式直升机受到了越来越多的关注,但其分析手段还较少.结合自由尾迹算法和涡格法,编制了针对复合式直升机旋翼-机翼升力系统的气动计算程序,对于旋翼和机翼间的气动干扰情况进行了分析.计算了不同前飞速度下机翼位置对旋翼-机翼气动干扰的影响.从计算结果可以发现,在高速情况下,除旋翼扭矩外,气动干扰对机翼位置不敏感;低速时的干扰情况较复杂,还需要进一步研究;在旋翼不对称涡系下,机翼升力不对称,会产生滚转力矩.这对复合式直升机的设计能起到一定的指导作用.
口径范围:圆形截面管道:φ≥500mm
矩形截面管道:500×500mm——5000×5000mm。
精确度:2.5—4.0% (出厂时不做流量检定)
图14和图15分别是单机翼和双机翼形(也可是多机翼)机翼形测风装置。从图中可以看到它的外形是由钢板焊接而成的矩形(也可是圆形)外壳,一个或两个或多个机翼形节流件按设计要求布置并焊接在外壳内。机翼形节流件的截面形状其前端为双曲或三曲面或一半圆形柱体(不同曲面,流出系数不同),其后为两块夹板,其夹角名义尺寸为22°36′呈机翼形,前端半圆形柱体为迎流面其前端开有正压取压孔,负压取压孔则设计在半圆形柱体与两块夹板的连接处。即该节流件的最大截面处。
由于管道截面尺寸很大又为取压尽量均匀,在每处都至少设三个取压孔,然后由取压管汇总后引出壳体之外。
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3.1 提高 B 型喇叭环形匝道安全运行的措施
为保证 B 型喇叭立交运行畅通,环形匝道出口应明显,易于识别,且宜设置在跨线桥之前;当设置在跨线桥之后时,则出口至跨线桥的距离不应小于 150 m。在实际设计中,有以下几个措施可以提高其安全性:
(1)如果不受场地限制,可在环形匝道的小半径圆曲线(R2)与出口的缓和曲线(A1)之间增设一段大半径的曲线(R1、A2),此时,立交的占地会有所增大。因为即使想增大 A1值,又受到缓和曲线长度的限制,故增加一段大半径圆曲线。
(2)将环形匝道提前与主线分离,这是解决 B 型喇叭环形匝道安全问题的一个好方法。其缺点是相应的增大了工程数量。
(3)将直接式减速车道变为平行式或混合式。将环形匝道的减速车道由通常的直接式变为平行式,同时增加减速车道的长度,一般该长度不应小于 1.5 倍最小减速车道长度的规定值。通过路幅增宽来达到提前预示出口,通过较长的减速车道达到降低车辆在出口处的速度之目的。增长的平行式减速车道应辅之鲜明地面标线、指路标志配合,以达到安全设施与几何设计相互配合,增加行车安全性。
有时,仅增长减速车道长度仍觉得有缺点,主要是平行式减速车道出口处的匝道平曲线半径难以取大,不如直接式变速车道那样可将出口处的匝道平曲线指标设计得大一些或者直接按直线延长出去处理,但是只采用直接式出口,又担心驾驶员预先不易辨认。因此,对于 B 型喇叭环形匝道可演变出一种将减速车道长度拉长,开始采用平行式的减速车道,出口段又按直接式设计的混合式减速车道。
(4)尽量采用主线下穿的互通立交桥
这样就使 B 型喇叭环形匝道出口为上坡,自然达到减速的目的,从而有效防止车辆冲出匝道的危险,并可以节约工程造价,但主线下穿要解决好环形匝道出口处的行车视距问题。
(5)合理的边坡设计
为使驾驶员能清楚判断环形匝道前方的转弯方向,应放缓匝道边坡。当为填方时,边坡宜设计为 1:4~1:6,内侧不宜绿化体积高大的植物;当为挖方时,不但需要开挖视距平台,还需要设置盖板边沟或浅蝶式边沟。
(6)设置减速设施
若主线上跨,则 B 型喇叭环形匝道出口为下坡,这更易造成车辆冲出匝道的危险。这时,我们可在环形匝道出口处的减速车道上设置涂料型减速标线、视觉减速标线、彩色路面铺装、震动带等措施。
3.2 B 型喇叭环形匝道线形组合优化设计
B 型喇叭环形匝道设计重点就是如何保证主线上的高速向次线上的低速过渡的安全性。在常规设计中,B 型喇叭环形匝道往往采用单圆形曲线布设,强调设计指标满足规范的允许值,而忽略了整个互通立交区内各个匝道平面线形的合理组合与衔接,造成车辆在匝道上行驶因速度差过大而引起交通事故。根据日本高速公路设计要领,结合国内一些专家意见,当 B 型环圈式匝道采用 55~60 m(条件受限时不小于 50 m)时,一般应采用单圆形曲线,车辆在其上的行驶也是比较顺适的;然而在市区或山区立交中,过大的环形半径会导致用地规模大大增大,这与我国土地稀缺等基本国情相背离,B 型喇叭环形匝道平曲线半径往往采用设计速度对应的下限值或接近最小值。
对于 B 型喇叭环形匝道的线形组合设计,宜采用水滴形卵形曲线来布设,且大圆与小圆的半径之比宜小于等于 2,即主线上的较大半径不应与环形匝道的小半径曲线相接,中间应布设中等半径的曲线过渡,在匝道驶出端部的分流点设置缓和曲线来逐渐过渡,随车速降低逐渐减小半径至环形匝道的最小半径。这样不仅有利于内环匝道上的车辆行驶顺适,也有利于外环的半定向匝道采用较大半径与水滴形卵形曲线中的中等半径组成合理的 S 形线形。如 B 型喇叭环形匝道最小半径为 35 ~50 m 时,水滴形卵形曲线中间过渡曲线半径宜采用75~120 m,主线入口的外环匝道半径一般不宜小于 125m,目的是有利于 B 型喇叭环形匝道上车辆运行速度由 40 km/h~60 km/h~80 km/h 的过渡变化,以保障行车的安全性和顺适性。
主线设计速度是 100 km/h,互通主体位于主线曲线 R1200 A440 的路段,B 型喇叭环形匝道的设 计 速 度 为 40 km/h, 其 平 曲 线 组 合 为 R40 A35 R80 的卵形曲线,驶入主线与环形匝道相接的外环半定向匝道采用 R130 A85 A85 与内环匝道 R80 相接组成 S 形曲线,从而使 B 型喇叭环形匝道的各项技术指标都满足规范要求,各个方向曲线组合合理。