图片来源:frank_peters / Shutterstock.com
飞机受空气动力学规则的约束。这是对作用于通过空气运动的物体上的力的研究，它解释了空气如何围绕物体运动以产生升力，从而使飞机克服重力的反作用力和阻力，这些阻力作用于升力。
许多因素可以影响空气动力学中涉及的力。在航空领域，科学家们一直致力于设计出更高效的飞机，提高空气动力性能。一个研究领域已经成为试图改善飞机空气动力性能的项目的主要焦点，即研究和改进飞机材料及其特性如何影响空气阻力。欧洲杯足球竞彩下面，我们将讨论强调表面粗糙度对气动性能作用的研究。
涡轮叶片粗糙度的研究
与粗糙表面的材料相欧洲杯足球竞彩比，光滑材料具有更好的空气动力学性能。因此，飞机的设计材料具有较低的表面粗糙度。但是，随着时间的推移，外部因素可能会改变材质表面的性质。高压和高温条件下发生的腐蚀、侵蚀和沉积等因素会增加表面粗糙度。这对于涡轮叶片尤其麻烦。
研究表明，服役数小时的飞机涡轮叶片表面更粗糙。数据显示，粗糙度随飞机服役时间的增加而增加，这将显著影响涡轮的效率。
Bammert和Sandstede在1980年的一项研究中发现，Ks/C范围在10%到10%之间的飞机涡轮叶片上的砂粒表面粗糙度-3和10−2.与光滑叶片相比，效率降低7-14%。
博因顿的一项研究等研究还发现，将表面粗糙度从10.16 μm降低到0.76 μm可以提高25%的燃油效率，随着时间的推移，这可以转化为显著的燃油节约。
叶片上粗糙度的高度和分布是影响叶片粗糙度如何影响飞机空气动力学的重要因素。苏德的研究等. 结果表明，叶片前缘和吸力面的前半部分是粗糙度影响最大的位置。超过70%的气动性能下降是由叶片这些区域的粗糙度造成的。进一步的实物研究等. 支持这些发现，表明吸力表面的粗糙度导致剖面损失的大幅增加，而压力表面的粗糙度造成的影响很小。
翼型粗糙度的研究
其他研究集中在翼型粗糙度如何影响气动性能。翼型是飞机的曲面，旨在提供最佳的升阻比。它用于机翼、翼片和水平稳定器。
随着翼型表面粗糙度的增加，由于摩擦力的增加而产生的最小阻力也会增加，从而降低升力。机翼的表面粗糙度延迟了失速角，特别是在失速区域增加了升力。
粗糙度位于机翼的后缘显示最小的阻力和最大的升力相比，在其他位置发现的粗糙度。研究表明，在相同雷诺数下，光滑表面在存在层流边界层的点处，粗糙表面上存在湍流边界层。
这两个领域的研究都在继续，收集关于机翼、涡轮叶片和其他飞机部件粗糙度的数据。随着科学家们收集更多的数据，我们对表面粗糙度如何影响空气动力学性能的理解增加，飞机可以更好地设计以提高其空气动力学性能。
改善空气动力学以减少排放
提高飞机的空气动力性能的一个主要好处是它减少了飞机所需的燃料量。近年来，人们越来越意识到航空业对排放以及环境的影响。这导致该行业面临越来越大的压力，要求其采取策略，抵制使用不可再生燃料。
出现了许多显示出巨大潜力的战略，例如开发环保航空燃料。另一个有希望的策略是以飞机的空气动力学性能为目标，以减少空气阻力，并以此减少飞机动力所需的燃油量。
根据航空运输行动组织(Air Transportation Action Group)的数据，与航空业相关的排放约占所有与运输相关的排放的12%。2019年，这相当于9.15亿吨二氧化碳2.．
通过改善飞机空气动力学，可以通过增加升力和减少阻力来降低燃油消耗。随着时间的推移，这可能导致航空业燃料使用量的大幅减少，从而减少与该行业相关的排放。进一步研究表面粗糙度对空气动力学的影响可能是帮助航空工业变得更加环保的关键。
参考文献和进一步阅读
白，T.，刘，J.，张，W.和邹，Z.，2014。表面粗糙度对涡轮叶片叶栅气动性能的影响。推进与动力研究，3（2），第82-89页。https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/pii/S2212540X14000194
查克罗恩，W.，艾尔·梅斯利，I.和艾尔·法哈德，S.，2004年。表面粗糙度对对称翼型气动特性的影响。风工程，28（5），第547-564页。https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1260/0309524043028136
林志强，2013。绿色航空。制造业进展，1（1），第42-49页。https://link.springer.com/article/10.1007/s40436-013-0008-3
王敏，杨超，李铮，赵松，张永和，吕旭，2021。表面粗糙度对低雷诺数高亚音速压气机翼型气动性能的影响。中国航空杂志，34（3），第71-81页。https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/pii/S1000936120303794
免责声明：此处表达的观点是作者以个人身份表达的观点，不一定代表本网站所有者和运营商AZoM.com Limited T/A AZoNetwork的观点。本免责声明构成本协议的一部分条款和条件本网站的使用情况。