飛機的襟翼縫翼副翼等有什么區別？

我也來分享一下我的知識，看了很多回答，我做一下補充。本文有點長，只為給大家科普。

自從萊特兄弟發明飛機以后，航空運輸逐漸走進了人們的視野。人們對航空運輸能夠多拉快跑寄予厚望，同時刺激了航空器設計不斷進步。人們在飛機設計過程中發現展弦比比較大的飛機確實能夠多拉乘客和貨物，但是大展弦比機翼受到的空氣阻力比較大，所以無法實現快跑這個愿望。直到上個世紀20年代，漢德萊佩奇和拉赫曼發明了襟翼和縫翼才完美解決了這個問題。那我們就說說襟翼的作用。

第一，襟翼的作用。

襟翼的主要作用是，在飛機起飛滑跑或者低速飛行過程中提高機翼升力。根據升力公式:Y=?ρCySv2

ρ是空氣密度，Cy是升力系數，S是機翼翼展面積，V是飛機相對于空氣的運動速度(既空速)。通過公式我們可以得知，當ρCyS不變的情況下，飛機相對于空氣運動速度越快，機翼獲得的升力也就越大。

當飛機在起飛過程中空速都很低，機翼所獲得的升力不足以滿足飛機起飛的要求。那我們做一下計算，一架飛機放滿襟翼和不放襟翼起飛的差別。

我們假設ρ=1.29千克/米3，Cy=1。我們就拿播音737-800舉例，最大起飛重量(WTO)是75900千克。翼展面積S=0.0022WTO＋9.1993m2(滿襟翼狀態下機翼面積)。

那我們代入公式算一下，這架滿載的播音737-800需要多大的空速才能離地起飛。

75900㎏*10N/㎏=?*1.29㎏/m3*1*(0.0022*75900＋9.1993)m2*V2，那么V≈81.7m/s。也就是說這架飛機最小起飛速度要達到294㎞/h。

根據公式，Vt2-V02=2as，V0=0，a=f/m。f是兩臺發動機在WTO狀態下提供的推力是27300磅，換算一下是12383.1㎏推力。再計算一下，a=1.631m/s。那么s=2046m。

那也就是說這架飛機在滿襟翼放下的時候，最小跑道距離長度是2046米。

如果不放襟翼的話，會出現怎樣情況呢？我先要談一個比較重要的參數，也就是升力系數(Cy)。升力系數是一個無綱常量，也就是說它沒有固定數值。這不像我們認識的一般常量，比如π值或者是阿佛加德羅常數。

襟翼面積相對于整個機翼面積來說占比很小，當襟翼全部放下的時候沒有增加多少機翼面積，但是它改變了機翼的氣動布局。氣動布局一句兩句說不清，大家只要知道滿襟翼放下比不放襟翼機翼獲得的升力要大很多。大概能夠提升70％左右，有的飛機甚至能夠達到110％。

還是拿這架滿載的播音737-800來舉例，由于沒有放下襟翼，Cy降為滿襟翼狀態下升力系數的25％。重復上述計算過程:

Y=?*ρCySV2代入數值，

75900㎏*10N/㎏=?*1.29㎏/m3*0.25*(0.0022*75900＋9.1993)m2*V2

通過計算，最低起飛速度172米/秒，也就是說這架飛機達到619.2㎞/h的速度才能抬前輪，最小起飛滑跑距離是9337米。接近一萬米的跑道才能滿足這架滿載的播音737-800起飛，有這樣長跑道的機場絕對是鳳毛麟角，首都國際機場不過是4F類機場!

有人會問，你為什么要把滿襟翼狀態下升力系數設為1？這是因為飛機在早期設計時期沒有襟翼這類機械裝置，機翼投影面積即為機翼面積S。正是由于襟翼的發明，當機翼升力不足的時候，放下襟翼提高升力以便提高飛機運載能力。當達到一定速度的時候，收起襟翼減小機翼受到的空氣阻力，這樣才能飛的更快。降落過程中放下襟翼彌補升力不足的問題，同時降低空速。

第二，縫翼的作用。

縫翼也被稱為前緣襟翼，和襟翼是一套關聯設備。雖然襟翼可以提升飛機的升力，由于它改變了機翼的氣動布局，使飛機很容易失速。為了能夠讓大家能夠理解這個問題，我從最基礎的說起。

通過上圖我們可以看出，氣流相對于機翼的流動方向與機翼翼弦之間的夾角叫做迎角(攻角)。當迎角變大機翼獲得的升力也隨之增大。下圖是氣流流過機翼的示意圖。

通過上圖可以看出，氣流是緊貼著機翼上表面快速流過。機翼上表面前段氣流比較密集，說明壓力比較大。過了壓力點后密度迅速降低，與機翼底層流速比較慢的氣流形成壓力差，機翼獲得升力。

但是機翼迎角是可以無限大嗎？看下圖。

當機翼迎角達到一定角度后，流經機翼上表面的氣流開始脫離機翼上表面。這樣就等于減少機翼面積，機翼所能獲得的升力會隨著迎角增大而迅速降低，甚至失速。失速是指空氣與于機翼的相對速度，而不是指這架飛機相對于地面之間的相對運動速度。

看下圖，這是高空偵察機迎角變化與機翼獲得升力大小。

當迎角是-8度時機翼獲得的升力為0，增加到12度以后升力增加快速減緩，達到19度以后飛機失速了，升力急劇下降。也就是說這架飛機爬升角度超過19°就會失速，低于-8°就會超速，甚至會解體。它不是為多拉快跑設計的，而是為了飛的更高。這架飛機最大的缺陷就是機動性能差，機翼結構強度低。

咱們假設飛機只放襟翼，縫翼不跟隨其動作，看看迎角與升力之間的關系。看下圖。

通過上圖，αι處升力為0，迎角大于αι即便是負值，也是有升力的。飛機在降落過程中，壓低機頭近進是不會導致飛機失速的。隨著迎角的不斷加大，獲得的升力也在增大。但是迎角到達臨界點(stall due to flow separation)后機翼獲得的升力迅速降低。放下襟翼等于就是改變了機翼的迎角，看下圖就是不同襟翼對機翼迎角的影響。

為了盡可能通過襟翼提高升力而又能避免失速，這個時候就需要縫翼來解決這個問題，看下圖。

縫翼的作用是防止機翼上表面氣流與機翼上表面分離造成失速。同時加大機翼迎角來獲得更大的升力。如果你認為縫翼就是防止失速的可不行，它對提高升力系數也有重要作用。看下圖。

A實線曲線表示縫翼未打開升力變化

B虛線曲線表示縫翼打開升力變化

通過上圖可以看出，未打開縫翼當機翼迎角達到α1時，機翼得到的升力達到最大值。當縫翼打開時，迎角達到α2時機翼得到的升力最大。通過兩條曲線可以看出，打開縫翼可以加大機翼的迎角，從而獲得更大的升力。

第三，副翼的作用。

1，改變飛機的飛行姿態。比如戰斗機做側滾翻飛行動作。它的副翼可以上下運動，也可以單獨向上抬起。下圖是機翼邊緣抬起的飛機的副翼。

2，輔助轉向。大家都知道客機體型一般都比較大，方向舵扭矩阻力太大有些力不從心，有了副翼的幫助可謂是事半功倍。大型飛機在滑行過程中遇到急轉彎，飛行員還會用手輪加速轉彎。當你乘坐飛機的時候，看到哪一側機翼上的副翼抬起，飛機就要向哪一側轉彎。下圖就是飛機要向右轉彎，副翼已經抬起，急轉彎還需要擾流板輔助。

3，配平。

飛機在空中飛行的時候，往往會遇到風向與飛行方向不一致的情況。比如一架飛機朝正北方向飛，風來自西北。這樣一來左側機翼得到的升力大于右側機翼。風不大還可以，頂多把飛機吹歪。嚴重的話會把飛機吹的偏離航線。這時就需要配平使飛機恢復水平狀態。左側機翼受到的升力大機翼會上抬，這一側機翼上的副翼抬起產生向下的壓力，使飛機恢復水平狀態。至于配平多少要看實際情況。如果風向不是很穩定，飛行員會用自動配平模式。

本人知識有限，水平有限，盡最大能力為大家科普。很多專業名詞被我通俗化，有可能詞不達意，希望業內人士指正。

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