王朝百科
分享
 
 
 

康达效应

王朝百科·作者佚名  2010-02-11  
宽屏版  字体: |||超大  

康达效应

概念康达效应(Coanda Effect)亦称附壁作用或柯恩达效应。

流体(水流或气流)有离开本来的流动方向,改为随着凸出的物体表面流动的倾向。当流体与它流过的物体表面之间存在表面摩擦时,流体的流速会减慢。只要物体表面的曲率不是太大,依据流体力学中的伯努利原理,流速的减缓会导致流体被吸附在物体表面上流动。这种作用是以罗马尼亚发明家亨利·康达为名。

发现比用引射产生升力更科幻的是所谓 Coanda 效应。亨利·康达发明的一架飞机(康达-1910)曾经因这种效应坠毁,之后他便致力这方面的研究。亨利·康达在著名工程师居斯塔夫·埃菲尔(Gustav Effel)(就是设计埃菲尔铁塔和纽约自由女神结构的那个Effel)的支持下,开始研究流体力学,发现了所谓“边界层吸附效应”(boundary layer attachment,也称射流效应),通常也称 Coanda 效应(所以也有直译为康达效应的)。Coanda 效应指出,如果平顺地流动的流体经过具有一定弯度的凸表面的时候,有向凸表面吸附的趋向。开自来水的时候,如果手指碰到水柱,水会沿着手臂的下侧往下淌,而不是按重力方向从龙头直接往下流。

实验演示打开水龙头,放出小小的水流。把小汤匙的背放在流动的旁边。水流会被吸引,流到汤匙的背上。这是附壁作用及文土里效应(Venturi Effect)作用的结果。文土里效应令汤匙与水流之间的压力降低,把水流引向汤匙之上。当水流附在汤匙上以后,附壁作用令水流一直在汤匙上的凸出表面流动。

在空气动力学中的应用附壁作用是大部分飞机机翼的主要运作原理。附壁作用的突然消失是飞机失速的主要原因。部分飞机特别使用引擎吹出的气流来增加附壁作用,用以提高升力。美国波音的YC-14 及前苏联的安-72都是把喷射发动机装在机翼上方的前面,配合襟翼,吹出的气流可以提高低速时机翼的升力。波音的C-17运输机亦有透过附壁作用增加升力,但所产生的升力较少。直升机的「无尾螺旋」(NOTAR) 技术,亦是透过吹出空气在机尾引起附壁作用,造成推力平衡旋翼的作用力。

利用 Coanda 效应,可以有意识地诱导空气气流,在机翼上表面产生比飞机和空气相对速度更大的气流速度,提高升力。70 年代时,美国空军已经意识到C-130在速度、航程和载重上的局限,希望用喷气式中型战术运输机取代,这就是“先进中型短距起落运输机”(Advanced Medium STOL Transport)计划的由来。经过 60 年代的无功而返,美国空军已经不再强调垂直起落,所以 AMST 只要求短距起落。波音和麦道的 AMST 方案分别入选,参加对比试飞。波音的方案 YC-14 利用 Coanda 效应,发动机置于机翼前缘上方,喷流直接吹拂由于襟翼放下而弯度大增的机翼上表面,不光直接产生 Coanda 效应,还诱导周边的气流,一同产生增升效果。YC-14 的试飞是成功的,但这时国防部采购政策正在助理国防部长 David Packard 手里大刀阔斧地改革,AMST 计划最终被取消了。波音 YC-14 的“上表面吹气增升”(Upper Surface Blowing,简称 USB,不是计算机上的那个 USB )最终墙里开花墙外香,被安东诺夫用到安-72 上,后者成为第一架采用 USB 的量产型飞机。

飞碟设计中的应用不过 Coanda 效应不是只能用于短距起落飞机的。用好了,Coanda 效应可以实现垂直起落,这其中的佼佼者就是加拿大 Avro 的 Avrocar。关于飞碟的传说很多,最后大多被证明只是人们的想象,但 Avrocar 确实很像飞碟,这大概是最接近传奇式的飞碟的飞行器了。Avrocar 就像一个上面圆浑的大碟子,中间是进气的圆孔,周边是一圈小喷嘴。发动机产生高压排气,通过周边的喷嘴喷出,拉动上方气流,沿上表面高速从中心向周边流动,在飞行器静止的时候就可以形成升力,达到垂直起飞。垂直起飞后,重新调整周边喷嘴的气流分布,就可以实现喷气推进,一旦达到一定速度,飞碟本身的形状就可以产生气动升力,这时转入正常飞行。Avrocar 是美国陆军 VZ 系列垂直起落研究机中的一个,在试飞中演示了垂直起落能力,但无法飞出地效高度,一进入无地效飞行,飞行控制就显得力不从心,飞行稳定性没法解决,最后下马了,留下一段飞碟的佳话。

机翼设计中的应用观察机翼设计,不论是翼型、上下对称、平板式、或是倒翼型,它们的「翼弦线」(Chord)大多不是水平的,机翼前沿稍为向上而后沿向下,与水平做成一夹角。这个夹角称为「冲角」(或称「攻角」,Angle of Attack),就算翼弦线是水平的,机翼的「襟翼」(Flap)角度的改变也会形成「冲角」。

机翼的作用就是改变气流的方向,从而产生升力。把机翼设计成翼型,以及做成一个冲角,都是旨在改变气流的方向。本来水平运动的气流,因为黏度而依附接触的表面,流经翼型和(或)向后倾斜的机翼后,流动的方向变成偏向下方。换言之,机翼作用于空气,就好像把空气「扔」向下;因而使空气对机翼产生反作用力,把机翼推向上,产生升力(Weltner, 1990a;Waltham, 1998;Eastlake, 2002;Beginner's Guide to Aeronautics)。

另外,冲角越大,气流偏下的情况越剧烈,所产生的升力也越大。不过当冲角太大时,因大量湍流的形成使气流不能再依附机翼表面流动,升力大幅下降,而阻力却大幅上升,这就会发生「失速」(Stall)的情况。

 
 
免责声明:本文为网络用户发布,其观点仅代表作者个人观点,与本站无关,本站仅提供信息存储服务。文中陈述内容未经本站证实,其真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。
如何用java替换看不见的字符比如零宽空格​十六进制U+200B
 干货   2023-09-10
网页字号不能单数吗,网页字体大小为什么一般都是偶数
 干货   2023-09-06
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 4096
 干货   2023-09-06
Noto Sans CJK SC字体下载地址
 干货   2023-08-30
window.navigator和navigator的区别是什么?
 干货   2023-08-23
js获取referer、useragent、浏览器语言
 干货   2023-08-23
oscache遇到404时会不会缓存?
 干货   2023-08-23
linux下用rm -rf *删除大量文件太慢怎么解决?
 干货   2023-08-08
刀郎新歌破世界纪录!
 娱乐   2023-08-01
js实现放大缩小页面
 干货   2023-07-31
生成式人工智能服务管理暂行办法
 百态   2023-07-31
英语学习:过去完成时The Past Perfect Tense举例说明
 干货   2023-07-31
Mysql常用sql命令语句整理
 干货   2023-07-30
科学家复活了46000年前的虫子
 探索   2023-07-29
英语学习:过去进行时The Past Continuous Tense举例说明
 干货   2023-07-28
meta name="applicable-device"告知页面适合哪种终端设备:PC端、移动端还是自适应
 干货   2023-07-28
只用css如何实现打字机特效?
 百态   2023-07-15
css怎么实现上下滚动
 干货   2023-06-28
canvas怎么画一个三角形?
 干货   2023-06-28
canvas怎么画一个椭圆形?
 干货   2023-06-28
canvas怎么画一个圆形?
 干货   2023-06-28
canvas怎么画一个正方形?
 干货   2023-06-28
中国河南省郑州市金水区蜘蛛爬虫ip大全
 干货   2023-06-22
javascript简易动态时间代码
 干货   2023-06-20
感谢员工的付出和激励的话怎么说?
 干货   2023-06-18
 
>>返回首页<<
 
 
静静地坐在废墟上,四周的荒凉一望无际,忽然觉得,凄凉也很美
© 2005- 王朝网络 版权所有