翼尖如何提高飛機燃油效率

2020-10-13 看航空

中國航空新聞網訊：據SimpleFlying 10月12日報導，幾十年來，改裝翼尖一直是飛機設計不可或缺的一部分，因為翼尖的有效改裝可降低油耗並增加航程，以提高飛行效率。

波音公司是第一家在其飛機上安裝翼尖的商業航空製造商

自1980年代中期將其引入商業客機以來，機翼尖端的設計就隨著航空公司追求減少燃油消耗而不斷發展。

翼尖到底是什麼？

「翼尖」是指飛機機翼的尖端，離機身最遠的部分。雖然早期的飛機設計並沒有充分改變翼尖的潛力，但現 代飛機採用了各種改進措施來提高效率。

波音737 MAX上的「分裂彎刀」小翼設計

翼尖的形狀末端通常稱為「小翼」，其類型多種多樣。它們的作用是將渦流阻力最小化，也稱為升程阻力。當機翼下面的高壓空氣溢出到機翼上方的低壓空氣中時，會發生阻力降低飛機的升力，從而導致飛機消耗更多的燃料以保持空中飛行。

翼尖如何提高效率

翼尖的作用是降低高壓和低壓的空氣交流。在飛行過程中，飛機在機翼上方保持低壓，而高壓空氣則位於機翼下方。高壓和低壓空氣在翼尖聚集形成渦流，這些渦流轉移了諸多能量，大大降低了飛機的速度。

翼尖儘量減少低壓和高壓空氣減速飛機的匯合點

屏障降低了壓縮空氣之間的收斂速度，從而最大限度地提高了升阻比。因此，飛機能夠以同樣的容量運行，同時消耗更少的燃料。這種現象可以在鳥類身上看到，在飛行過程中，它們的翅膀向上彎曲，以提高效率和節約能源。

翼尖有效嗎？

美國航空航天局稱，僅通過提高燃油效率，翼尖每年就能為航空公司節省數十億美元。波音公司對混合小翼的研究發現，燃料消耗增加了近5%。根據製造商塔瑪拉克的說法，他們的「主動小翼」將節省15-33%的成本。

燃料效率的提高是值得增加成本和重量的翼尖

小翼增加每架飛機的重量通常在數百磅的範圍內，所以節省的燃料必須與增加的行李重量平衡。雖然每架飛機安裝小翼與增加重量的成本約為100萬美元，但效率優勢通常會抵消成本。

翼尖的歷史

翼尖的概念是由理察▪惠特科姆開發用於商業應用的，他擴展了幾十年航空工程師的理論，認為翼尖上的近垂直小翼可以大幅度減少渦流阻力，並通過一系列實驗證明了他的理論是正確的。

波音777X飛機安裝有獨特的摺疊翼尖

儘管好處很明顯，但航空公司花了幾年時間才把小翼落實到其設計中。直到1973年的中東石油危機，由於燃油價格的天價上漲，才促使航空公司採取節油措施。

如今，它們已成為提高飛行效率的重要組成部分，並且隨著製造商在設計上的創新而不斷發展。波音公司甚至將摺疊式翼尖融合到波音777X機型中，並聲稱這將改變整個行業。

你最喜歡哪種翼尖，為什麼？

相關焦點

  • 空客製造了一架帶翼尖的信天翁遙控飛機，看看能提高效率多少
    這些鉸鏈、抖動的翼尖有助於減少阻力，從而節省燃油，進而減少二氧化碳排放。空客已完成了兩次信天翁的飛行測試，最近一次7月份的測試使用了比首次測試時長75%的翼尖。空客公司製造了信天翁，一種遙控小型飛機，翼尖可以像鳥一樣拍打。
  • 漲姿勢 葉片的誘導阻力和翼尖小翼
    這還要從飛機的「誘導阻力」(induced drag)和「翼尖小翼」(winglet或wingtip)說起。　　飛機在飛行過程中，機翼的上下翼面會形成壓力差，形成升力使飛機飛行。由於下翼面的氣壓高於上翼面的氣壓，這使得下翼面處的氣流都想往上跑來平衡壓差，但是前後都在吹風，它跑不過去，怎麼辦呢?它就從側面，也就是沿著飛機的機翼(展向)跑，從翼尖那裡翻上去。
  • 我所理解的流體力學 | 閒話翼尖渦
    這是《我所理解的流體力學》第2版封面上的圖，顯示的是飛機的翼尖渦產生的效果大型飛機的重量大，翼尖渦很強，可延伸在飛機後方幾公裡遠的地方。渦的中心壓力低，當空氣的溼度大時，水蒸氣在這裡凝結，就形成可以看見的翼尖渦。在遠後方，發動機排出的水蒸氣凝結後也被捲入到翼尖渦中，形成了長長的航跡雲。
  • 多架飛機被拍到煙霧繚繞 只是翼尖渦流
    ，但這其實只是翼尖渦流，是一種自然現象，只有在外部條件剛好合適的時候，才會被看到。事實上，這是翼尖渦流造成的假象。　　　　比如阿聯航空公司的飛機降落，並在跑道上滑行的時候，機翼產生了「煙霧」。雖然湍流是安全的，但是飛機和飛機之間仍然要保持距離，避免出現危險。
  • 飛機燃油是什麼
    飛機燃油是指一些專門為飛行器而設的燃油品種，質素比暖氣系統和汽車所使用的燃油高，通常都含有不同的添加物以減低結冰和因高溫而爆炸的風險。金投期貨網在此為大家簡單介紹飛機燃油。飛機燃油分為兩大類：航空汽油(Aviation Gasoline,Avgas)，用於往復式發動機的飛機上。
  • 東航昆明維修基地:機翼上翹 提高性能又節油
    B-2502號機新加裝的翼尖小翼，正是飛機燃油經濟性得到提高的關鍵。而首次承擔這一複雜改裝任務的東航工程技術公司昆明維修基地，朝著「專業化、產業化」飛機維修企業的目標又更進了一步。　　翼尖小翼屬於選裝部件。據有關資料顯示，波音737-700型飛機加裝翼尖小翼後，在巡航階段即高空平穩飛行時節省燃油，航程增加4%至6%約130海裡，裝載量增加約6000磅。
  • 現代研發太陽能充電系統 提高燃油效率
    發電太陽能電池板將整合至車輛的車頂或是車輛引擎蓋中，並將為內燃機車、混合動力和電池電動車提供額外電力，提高燃油效率，增加續航裡程。其包括一個將太陽能電池板安裝於發動機罩和車頂組合的結構，以最大限度地提高能量輸出。 太陽能充電系統由太陽能電池板、控制器和電池組成。當來自太陽的太陽能接觸到太陽能電池板表面時，會產生電能，通過使用來自太陽的光子進行轉換，然後在矽電池中產生電子空穴對，從而產生太陽能電力。
  • 飛機的秘密檔案
    空氣如何為飛機提供升力呢飛機在飛行的時候也會受到阻礙它前進的力，這就是阻力。不過飛機受到的阻力分很多種類型，它們形成的原理也不盡相同。細心觀察這種「上翻」的氣流，我們就會發現它在翼尖位置形成了一個圓弧，機翼下表面的空氣從翼尖外側向上翻時會形成上升氣流，而翻到機翼上表面後，氣流會下降，在機翼內側形成下洗流。
  • 打造更完美的機翼:飛機小翼到底能有多少種變化
    1897年，英國工程師弗雷德裡克·蘭徹斯特申請了在機翼尖端垂直放置尾板以控制翼尖渦旋的專利。通常只有在高溼度、雲層或霧的情況下才能看到，漩渦在機翼後面呈現為扭曲的帶狀空氣，幾乎像是側翻的小型龍捲風。當空氣流過傳統飛機的翼尖時，它往往會從機翼下的高壓區向上滾動到機翼上方的低壓區。在高速飛行時，機翼頂端的氣流也會被迫向後流動。這種逆流與機翼下方向上的滾轉相結合，形成漩渦。
  • 如何從外形上區分高速飛機和低速飛機?
    今天就讓我們一起了解高速飛機和低速飛機在外形上的差異。展弦比展弦比即機翼翼展（機翼的長度，一般為左右翼尖之間的距離）和平均幾何弦之比。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聲速航程，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。
  • 飛機的機翼為何上翹？領略一下機翼末梢的精彩
    我們還是先要知道飛機在飛行中是有許多阻力的，有摩擦阻力，壓差阻力，誘導阻力等。這些阻力毫無疑問增加飛機飛行阻力，使飛行更費油，增加成本。今天的內容就和這個誘導阻力有關。為了理解誘導阻力，我們先來了解一下飛機的升力是如何產生的吧。
  • 空客公司為未來飛機測試類鳥撲翼
    為了模仿鳥類的空氣動力學特性，信天翁的翅膀設計將採用半彈性翼尖，使它們在飛行時能夠彎曲。2019年，空客在其一架飛機的小型化版本上展示了這一概念。最初，研發團隊一直保持沉默，直到十月，空中巴士公司透露，「信天翁」項目已經達到了一個新的裡程碑。空客表示，已經完成了一個「門到門」的演示，採用翼尖比先前的測試長75%，並再次使用了遠程控制演示機，但這次是為了測試更大尺寸的自由扇動翼尖。
  • 飛機的燃油真的是汽油,還是?
    飛機的燃油真的是汽油，還是？ 2018-07-06 05:23　來源: 中國AOPA協會 飛機的燃油是幾號的？
  • 飛機機翼能彎曲到什麼程度？
    圖中的飛機被五花大綁著，而機翼部分被多條鋼纜吊起來，像小鳥揮舞翅膀一樣上下擺動，其彎曲變形幅度之大令人驚嘆，讓人不禁要問：飛機機翼到底能彎曲到什麼程度？A350XWB機翼翼展為64.75米，翼尖最大向上彎曲約5.2米。被稱為夢想客機的波音787機翼翼展為60.1米，翼尖最大向上彎曲達到7.9米。
  • 如何從外形上區分高速飛機和低速飛機？
    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聲速航程，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。
  • 美國NASA推出X-57飛機 驗證測試分布式電推進技術
    電動飛機是以電推進系統作為動力裝置的飛機。與傳統燃油動力飛機相比，電動飛機具有節能、環保、噪聲低、振動小、維護簡便等突出優點，是當前世界航空技術領域的一個研究熱點之一。其中，2臺巡航電動機位於左右機翼翼尖，它們作為飛機的主動力裝置，通過驅動兩個直徑達5英尺（1.524米）的大型螺旋槳，為處於巡航階段的飛機提供推進動力。
  • 只有1%的人知道這個航空冷知識，飛機不是直的？你又了解多少
    大家應該都坐過飛機吧，那你們知道為什麼它的翼尖是彎曲的嗎？這不，西瓜視頻創作人科學火箭叔來教你這方面的知識。如果大家有注意過的話，就會看到很多客機機翼的尖端都是往上翹起的，這是為什麼呢？實際上它是專門為了幫航空公司省錢用的。我們都知道，飛機之所以能夠獲得升力，是由於機翼下表面的空氣壓力比上表面的空氣壓力要更大。
  • 正值雨季:飛機如何防雷電?
    小夥伴們一定會感到奇怪：雷電通常發生於大氣對流層的積雨雲中，而大型客機大多在平流層飛行，換句話說，即使發生雷電，也是位於飛機下方，為何仍會擊中飛機呢？沒錯，飛機在平流層巡航時確實十分安穩，然而，飛機在起飛和降落階段總要穿越對流層，這時就難免與雷電狹路相逢了。飛機一旦被雷電「熱情擁抱」，常會造成嚴重的飛行事故。
  • 仿生學是如何運用在飛機製造中的?
    ——通過舉例仿生學飛機製造淺談飛行模擬器翼尖小翼是通過模仿鷹隼製造的，由於飛機在飛行中由於上下壓差的不同，翼尖附近機翼下表面空氣會繞流到上表面，形成翼尖渦，致使翼尖附近區域機翼上下表面的壓差降低，從而導致這一區域產生的升力降低。