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标题: 五星红旗高高飘扬——评运20首飞 [打印本页]
作者: TopGun    时间: 2013-1-27 13:47
标题: 五星红旗高高飘扬——评运20首飞
一、五星红旗高高飘扬4 r. ^  s4 B/ j+ m% G( Q' e
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) B" `' O7 w; A0 L! F. i有两个字对中华民族航空工业的腾飞至关重要：川陕。. r! `2 w4 l' t$ \! h) k* X. J

( T+ m  i. D# s# o8 v. d0 h2 V在不久前的川中蜀地，八一军徽曾在J-20威龙的垂尾上耀眼夺目：) I$ w- X  ?$ i

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5 G+ v/ i$ S7 }7 ~0 g; k而现在，在大秦上郡之地的陕西西安阎良，五星红旗又随着运20的首飞而在空中飘扬。下图就是运20首飞的照片，垂尾上的五星红旗清晰可见：$ _# `3 R* u2 S2 K& v! u
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运20是中国战略空运的基石，也是中国战略空运时代的开始。中国可以凭借运20将力量迅速投射到遥远的、甚至连地面车辆都难以到达的地方。所以这面国旗既代表了祖国对运20的希望，也代表了中国航空人报效祖国的雄心壮志。( Z* i( q6 k9 j& K7 N1 D/ V5 @

2 s/ D) t; i! Z下面，我从气动和结构上对运20的机体设计提一些个人看法。
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- k5 B% M/ W2 }' S6 ?# b二、机翼与机身的结合
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$ r% p+ O: P; v1 C; C. D2 [, i" t1、两种不同的翼身结合& l3 c9 N* e+ }' R( S
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运20的机翼高高地安置在机身上部。机翼的中央翼基本上是从外面安装在桶形机身的上方，如下图所示：" h1 G7 j/ R2 s" t
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0 ?& N- M* o8 L, y. I; ~从上图可以看出，运20机身背部有高高鼓起的整流罩。这个整流罩正好包住机翼的中央翼和中央翼与桶形机身的安装点。
8 D* W' ~: n- }$ j3 r' p4 j, v2 D3 Y与运20不同的是，美国C-17的机翼却是中央翼从桶形机身内部一穿而过，从而避免了运20那种高高的整流罩。下图是C-17正面照：( a! S. `# I. A, S# {6 X
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! c) k" [/ u0 F  o" d下图是C-17的中央翼从机身内部一穿而过的示意图：
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运20这种中央翼基本外置的设计，虽然设计难度小，但是相对巨大的中央翼整流罩产生的阻力比较大、整流罩本身因为尺寸大所以重量也比较大。
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" b/ n- k* i# x% _) ?: jC-17中央翼基本从机身内穿过的设计，机身结构设计的难度大一些，却换取了两个主要好处：0 h6 x! z' r4 e

/ F. ]: @) n$ A! |* q' }4 ]A、        机翼和机身的整流要求小。不但阻力小，而且为整流付出的重量代价也小；8 e1 [7 C) N4 E) B5 g
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B、        上述小的整流阻力可以使机身的直径更大从而扩展货舱容积。因为机身加粗会增加阻力，而C-17凭借中央翼基本穿过机身所节省的阻力，正可以用来加粗机身直径使C-17拥有更大的货舱空间。这也是为什么从外观比例上看，C-17比运20要“肥”一些。6 {5 X* {% f+ G" d$ T& Y

, t, d- G" d7 |& n% D0 {当然，中央翼基本从机身内穿过的设计导致C-17在货舱中部靠前的顶棚上有一个突出来的中央翼，如下图所示：
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但是正如前面2中所说，这个从天花板中突出的中央翼换取了更宽的货舱。所以是值得的。作为对比，下图是伊尔-76。伊尔-76与运20一样，是中央翼基本外置设计，所以其货舱顶棚因中央翼而突出的部分非常小，与C-17不可同日而语：* Z  x% |5 S6 R

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2、        技术的复杂性使类似运20的翼身结合方式仍在广泛应用) x) ]  K, v# E& G' h" }
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虽然C-17使用的中央翼基本穿过机身有阻力低、可以增大机身直径的优点，但运20的中央翼基本外安装也有设计简单、结构简单的优点。所以现代的很多运输机仍然使用类似运20的翼身结合方式。比如欧洲的A400M、乌克兰的An-70，均是如此。下图是空中客车的A400M正面图，可以看到类似运20的翼身结合方式：. ^, E, c+ k6 R* c
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下图是A400M翼身结合处机身部分的开口和整流罩的基本结构。这个开口比C-17那种中央翼基本穿过机身的开口要小、要简单：6 I! r/ F2 e& m+ U! r; k

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- Q. A! u9 O9 V  y3 x! V所以，作为中国的第一种大型运输机，运20采用这种相对简单的翼身结合方式，是非常合理的。
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3 B( J9 C8 k0 t5 H3 i) j; F4 m' t三、起落架
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运输机的起落架非常重要，因为这直接关系到运输机的场地适应能力，从而直接关系到战斗力。4 a5 C2 n, Q. W, `7 ^& X$ P  _

" {$ [+ ~0 A0 x9 U为了在未经铺设的跑道和低等级跑道起降，运输机起落架的轮胎压力要低一些、轮胎要大一些、轮胎数量要多一些。# g& [7 E& H" k3 a* H4 a
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为了在诸如大雪覆盖的跑道上起降，运输机起落架轮胎的车辙印记最好不要重叠，以免后面的轮胎陷入前面轮胎碾压过的车辙中。. c! \. B/ b- |( e) W- j

% N& B( K2 L' x5 e在这方面，伊尔-76做得非常好。伊尔-76的主起落架每侧有八个轮胎，而且这八个轮胎形成多达四个车辙印记。这使得伊尔-76可以在条件恶劣的场地起降。下图是伊尔-76放下起落架的照片：" ^5 |- S) K0 m; f
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1 {: y1 R* L2 V0 ^+ ]) {, \" }但是伊尔-76付出的代价是沉重的起落架重量和巨大的起落架舱。伊尔-76的起落架舱是如此之大，以至于需要四个巨大的整流罩。相比之下，绝大多是运输机仅仅需要两个。巨大的整流罩也增加了飞行阻力。下图中伊尔-76机腹下面和侧面，可以见到两对共四个大鼓包，就是起落架舱的整流罩：
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C-17很好地平衡了这个矛盾。一方面，C-17每侧的主起落架有六个轮胎产生三个车辙印记；另一方面，C-17只需要一对共两个并不很大的起落架舱整流罩。请见下图：+ h" s' L* K+ R3 Y! w5 x
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) S$ g8 y3 m  Q7 s' h1 ?( o/ q; P2 ^+ S运20的起落架在场地适应能力上，明显不如伊尔-76，应该也不如C-17。因为运20主起落架的轮胎数量不如伊尔-76，轮胎的车辙印记数量也少于伊尔-76和C-17。虽然这仅仅是简单的清点数量，还没有比较轮胎的压力、尺寸，但也能说明一定问题。下图可见运20的起落架布置：; C( ]9 K4 I! j# A8 e. }
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不过运20的起落架舱的整流罩明显比伊尔-76小，从而减小了阻力。运20的起落架也应该比伊尔-76的轻。这些都为运20虽然使用与伊尔-76同样的发动机，但采用更大直径的机身提供了条件，可谓失之东隅，收之桑榆。
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四、尾舱门
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现代运输机的尾舱门主要有两大类：以C-17为代表的两片式，苏俄的伊尔、安东诺夫广泛使用的多片式。
( n, S- N& K/ E. E2 x# e4 @; y' \6 ZC-17的尾舱门只有两片：上面一片向上开启、下面一片向下开启。下图中C-17正打开尾舱门进行空投：! ?5 C3 A5 V4 q& _4 H

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这种简单的尾舱门不但结构简单、可靠性高，而且重量轻。但是这种舱门很容易形成一个宽而瘪的后机身，从而使阻力加大。C-17通过精心的气动修行和安装扰流片克服了阻力大的难点。下图是C-17肥扁的尾部和尾部的扰流片：! Y5 b6 b0 K# L
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- P6 x* ]4 d& \- Z运20与伊尔和安东诺夫一样，使用了多片的尾舱门。这种尾舱门在关闭时可以很容易地形成低阻力的气动外形，但是因为需要开关多个舱门，所以结构复杂，重量较大。下图是伊尔-76尾舱门打开时的样子：
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图中，伊尔-76的上面一片舱门向上开启；两侧的两个舱门向侧面开启；下面还有一个舱门向下开启成为跳板。运20应该也是这种尾舱门。
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: `$ X8 ?- d+ L6 K! q8 [本文小结：
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1、        运20是中国构建战略性的力量投射手段的开始。运20的开发单位前途无量；9 Y2 f* o: F* Y5 L6 ]6 O  J9 ~6 j
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2、        运20气动设计和结构设计主要采用了比较成熟的技术，与C-17相比仍有差距。
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作者: 老芒    时间: 2013-1-27 16:22
先解决有无的问题，然后再解决先进性问题，这或许就是中国航空走的道路吧。
作者: 胖得妙不可    时间: 2013-1-27 17:29
天朝应该把那些几乎变成留美预备班的的名校的预算统统砍了，给北航等军工院校
作者: gordon    时间: 2013-1-27 17:47
本帖最后由 gordon 于 2013-1-27 17:52 编辑 7 _% p% [& G! S/ \5 G0 L
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技术储备不够，看看民用市场怎么样，能不能收回点钱。
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4 h0 b- e; v, s/ T9 h歼十也是这问题，还是从歼九的技术储备里淘点东西。掌握了鸭式布局 再加上引进的 su - 27 的发动机。2 C8 j% |! u# P" V  `+ H
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突破后就好办了，枭龙就想咋改就咋改，关键得有钱。
作者: 所以我才打高球    时间: 2013-1-27 19:05
在“二、机翼与机身的结合” 中 “1、两种不同的翼身结合”的最后一张图，比运八的货仓都小，怎么看也不像是伊尔76的货仓啊。' q: r% o0 R/ o
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作者: 梓童    时间: 2013-1-27 20:41
分析很有道理，我觉得这些特点正好符合TG一贯小步快跑的风格。
作者: groovy26    时间: 2013-1-27 23:14
2500 * 1666 的大图
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作者: xlan1976    时间: 2013-1-28 02:05
还是老兄你的分析更有专业性，这个运输机和客机还是蛮有区别的，起落架这么多学问是我没想到的。。。。。。相对于客机相对简单的起落架结构，运输机的起落架是不是重量普遍会大一些？
3 |2 o% I/ Y' p# s( |嘻嘻，老美是不是对货舱门锁定装置有心理阴影啊，所以坚决使用简单的结构
' s. J8 m9 e/ L: I另外，运20并没有加装翼尖小翼，是因为相对于它的性能要求来说现有机翼已经足够了吗？
作者: xlan1976    时间: 2013-1-28 02:11
gordon 发表于 2013-1-27 17:47
1 p: B( B0 G* s& [! K技术储备不够，看看民用市场怎么样，能不能收回点钱。
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歼十也是这问题，还是从歼九的技术储备里淘点东西。 ...

3 v5 W7 W% |: |1 x- E民用飞机跟这个玩意儿是完全不同的，民用飞机首先是要满足适航的要求，运20根本就不是根据适航要求做的东西，进入不了民用市场。另外，这个是刚刚首飞，离投入使用还有相当的距离，等生产型出来也许跟这个就有区别了。
作者: 也无风雨    时间: 2013-1-28 07:16
xlan1976 发表于 2013-1-28 02:05 6 A" Q8 F! q- l
还是老兄你的分析更有专业性，这个运输机和客机还是蛮有区别的，起落架这么多学问是我没想到的。。 ...

- n- l. E' {6 b- j/ h% L关于翼尖小翼，晨大有过分析。
作者: gordon    时间: 2013-1-28 08:45
本帖最后由 gordon 于 2013-1-28 08:48 编辑
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xlan1976 发表于 2013-1-28 02:11
( j) @: ]5 A0 w  q9 s. u民用飞机跟这个玩意儿是完全不同的，民用飞机首先是要满足适航的要求，运20根本就不是根据适航要求做的东 ...

  u& }3 r) v+ W& F  d, V9 w) N- e
- s3 t7 w) p0 u: u) _4 C找一本《航空器适航性概论》看，不论民机还是军机都得满足适航性要求。
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适航性不仅是民用航空器的固有属性,同样也是国家航空器(包括军用、警用、海监、应急救援等航空器)的固有属性。
作者: TopGun    时间: 2013-1-28 09:01
xlan1976 发表于 2013-1-27 13:05
3 R& K! {: h# R, C! l还是老兄你的分析更有专业性，这个运输机和客机还是蛮有区别的，起落架这么多学问是我没想到的。。 ...

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翼梢小翼可以提高升阻比，其他的一些翼梢方式也可以，所以并不是一定要用翼梢小翼。
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  F* i+ h6 f; |0 W7 |. @0 |) TC-17用翼梢小翼，一个关键的原因是美军认为野战机场有时候会非常拥挤，所以要求C-17的翼展不能太大。C-17于是采用了翼梢小翼。8 M1 g+ s( l5 \5 I9 [0 X# j
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美军曾经在上个世纪七十年代时，在营救中东人质时发生过野战机场飞机相撞事故。大概这是美军要求C-17翼展不能过大的原因之一。, X" ^$ }! b+ v, U( y* k

' b/ ]9 R' L& I! X5 g: U) D  |: T至于解放军是否有类似翼展尺寸的要求？我不得而知，但是我觉得如果解放军有要求而且要求的尺寸较小，运20就应该有翼梢小翼。
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作者: 誉行    时间: 2013-1-28 10:39
翼尖小翼可以根据实际情况做改装的，现在中国要做的第一步是有的问题，在这个基础上逐渐吃透、改进直到达到先进水平，所以我觉得至少5年以后再来判断大运的好坏和实用性比较好。
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+ }0 P) A2 t8 o$ w9 W# x* ~) t) a现在我们需要的是如何让大运能有效的工作起来。
作者: 大地窝铺    时间: 2013-1-28 11:22
本帖最后由 大地窝铺 于 2013-1-28 00:10 编辑
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% D. q- f3 V5 z加几张其他角度的照片，点击可看大图：
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作者: wuneng2001    时间: 2013-1-28 15:41
可喜可贺，有了真正的第一架平台，后面改进提升就有基础了。
' G* B; ~- `( D" u未来大型飞行器，很可能只有中美两家来回大折腾了。
作者: seek    时间: 2013-1-28 19:41
胖得妙不可 发表于 2013-1-27 17:29 ; v8 H% F7 ?+ x. c0 s: m# j
天朝应该把那些几乎变成留美预备班的的名校的预算统统砍了，给北航等军工院校 ...

7 g% z( d5 z7 H- |5 F. R这个不能全赖俺们，当年我们毕业，国企不要俺们，搞得俺班基本都转行搞IT自谋生路了，只剩一个有关系的特招生进了国企混。
作者: 晨枫    时间: 2013-1-28 22:09
TopGun 发表于 2013-1-27 19:01 ' F" r/ n2 t9 }1 r. }' W+ ~0 w8 G
翼梢小翼可以提高升阻比，其他的一些翼梢方式也可以，所以并不是一定要用翼梢小翼。
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C-17用翼梢小翼，一 ...

# j' K2 }; E( V( D7 ]3 n5 C翼梢小翼可以在后面加装，如果在设计的时候就考虑加装，那就更加简便。B787的不同型号就有的有小翼，有的没有。个人认为现在没有小翼是为了减重减阻，以后增大发动机推力后，可以增加小翼，增加起飞总重。
作者: 燕庐敕    时间: 2013-1-28 22:40
胖得妙不可 发表于 2013-1-27 17:29
, V. T* q1 o2 G天朝应该把那些几乎变成留美预备班的的名校的预算统统砍了，给北航等军工院校 ...
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哈，俺们技校按学生比例，是在美国人数比例最高的；5 ?* l8 K; _4 @* U0 v! s7 d

( y. s2 ~, ]3 I6 ~4 w7 i  R同样按比例，是中国两院院士最多的。
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, U" W0 z3 b5 y% z4 \怎么砍？
作者: xlan1976    时间: 2013-1-29 00:29
本帖最后由 xlan1976 于 2013-1-29 01:06 编辑
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gordon 发表于 2013-1-28 08:45 ; H0 ?7 R6 \3 }5 X
找一本《航空器适航性概论》看，不论民机还是军机都得满足适航性要求。
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适航性不仅是民用航空器的固有属 ...
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适航性是指航空器维持型号设计构型要求和确保安全飞行的能力（现在度假中，手头没书，凭印象，可能跟书上写的不太一样，基本意思差不多），这个可以算是航空器的固有属性。但有这个属性和是否在设计使用中考虑这个属性，并按照这个来管理是两回事。光知道有这个属性，没有相应的标准要求，没有相应的管理体系，就没有任何意义。我就是干这个的，从来没听说过中国空军的东西有考虑适航性的，适航条例里也没有军机的要求，现在中国的适航条例全部是CAAC颁发的，其它国家也差不多，没有啥适航条例可以管到军机的。当然军机你也可以按照这个做，但那是两回事。就算你按照这个做了，想民用，也得再当着民航局的面再作一遍，因为民航局是民用航空的适航管理部门，这就是适航管理的基本要求，必须要有审查和认证，否则就不算数。美国空军倒是可以，因为很多适航的东西是美国人先搞出来的，美军军标甚至走在适航要求的前面，FAA承i认美国空军的东西。其它国家只要是双边协议认可FAA，就相当于认可美国空军的东西。这么说有点难以理解，但篇幅有限，将就着看吧，要是有兴趣，我可以单开一贴讲这个。中国空军确实最近想往这方面靠，但有很长的路要走，现在连起步阶段都算不上呢。4 {' f; X, C/ E. F; b8 @, v! A
当然现在军队和研究院所也知道适航的好处了，不像30年前，拿这个当CAAC的有意刁难，所以有那本书上为了强调这个把所有航空器都写上是有可能的，但这种抬笔一写的东西看看而已就得啦，没有任何实际意义。歼10有在研制和使用中考虑过适航性要求吗？那不是胡闹吗？对战斗机的适航要求是什么？是那一条适航规章，说来听听？' c9 c: D1 P% `: W- r
适航性是为了实现适航管理而提出的，没有适航管理，所谓的适航性就没有意义，适航管理归根到底是一种可靠性管理，作为一种已经被证明为行之有效的管理体系，被借鉴使用到任何其它领域都没啥问题，但这就是两回事了。. U  C! M) G3 |# G  n* j
民用航空领域一直以来都是严格按照适航管理的要求实施的，进入民用航空市场就要符合民航适航要求，军用飞机的确现在空军想引进这一套方法，但还处在很初级的阶段，至少运20肯定不是按照适航要求设计的，更何况目前根本没有对军机的适航要求。
作者: xlan1976    时间: 2013-1-29 00:35
TopGun 发表于 2013-1-28 09:01 ! }5 n4 l, d& m3 r! z. r
翼梢小翼可以提高升阻比，其他的一些翼梢方式也可以，所以并不是一定要用翼梢小翼。5 @1 N$ H. j8 d# P% r) y2 Q

* _/ O" s! z+ _6 [  Y" MC-17用翼梢小翼，一 ...

) [  e! t& a3 S! }1 v2 E嘻嘻，我当然知道翼尖小翼是干啥的啦，这个玩意儿可以减小诱导阻力，在翼展一定的情况下可以提高升阻比，在保证一定的升阻比的情况下，可以缩短翼展。至于其他的方式嘛，除了改变根梢比的方法，我见过的也都是从翼尖小翼来的。
7 }8 x8 d' L. \9 S不过这个就是问题所在啦，为啥运20没用呢？按说这个东西肯定是有好处的，实现起来也不难，还是第一次首飞，想搞的简单点，以后再说？
作者: xlan1976    时间: 2013-1-29 00:47
晨枫 发表于 2013-1-28 22:09 6 H! [# S2 h2 s# t6 f( V/ t8 Y3 C
翼梢小翼可以在后面加装，如果在设计的时候就考虑加装，那就更加简便。B787的不同型号就有的有小翼，有的 ...

7 @; s  Q, Y3 ^6 j从升阻比考虑，加装小翼带来的提升比增加的重量要高，不然这东西就不会存在了。。。
0 C1 t6 c3 t! Q* B5 \8 E9 J787目前的型号都是有小翼的，只不过它那个小翼已经跟机翼融合的很好了。737NG特别是800倒是有的有小翼，有的没小翼，特别是早期型号没有小翼，可能是升阻比已经符合要求了，觉得没必要多次一举，后来越搞越大，不弄小翼的话，增加翼展更麻烦。感觉波音开始时对小翼不是很感冒，虽然现在西雅图波音博物馆门口就有一个小翼的雕塑，但777就没有小翼而同期的330/340都有小翼。
6 N! X! G+ Z6 D" F7 \( |我还是对运20没装小翼有疑惑，我觉得它应该是要装，只是首飞的时候还没装而已。因为这个东西有好处，而且实现起来不困难。但毕竟大运第一次搞，来日方长嘛，有那一天它突然有了小翼我也不惊奇。
作者: 维京老海盗    时间: 2013-1-29 10:23
胖得妙不可 发表于 2013-1-27 17:29
$ f/ o8 ^5 I* O. [- J. {( O天朝应该把那些几乎变成留美预备班的的名校的预算统统砍了，给北航等军工院校 ...
" @% d6 W/ `- N9 p! n
胖兄这句话深得我心啊！
$ D, _, ]4 [! {& N) e我们西电，交给地方20几年了，总共拿到的拨款才几千万，盖个新校区还得到处借钱，我们给国家输送了多少雷达和IT的人才，给国家完成了多少重点项目！
作者: 维京老海盗    时间: 2013-1-29 10:52
燕庐敕 发表于 2013-1-28 22:40
" J" Y, ^) I1 }: G) z1 ~哈，俺们技校按学生比例，是在美国人数比例最高的；
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4 P  f" e( H1 s0 c% P8 U1 i4 Q同样按比例，是中国两院院士最多的。

3 I' T- t: h5 z4 Z: m胖兄的话说得偏激了些，但对于我们西电，我得说，胖兄说的话还是深得我心的。我们前任校长在学校大会上公开讲，西电交给地方快30年了，总共拿到的国家拨款不如西交大一年的多，平均下来一年还盖不了一栋教学楼，这也太惨了点吧。要知道现在中国所有自产的雷达身上都有西电人的心血啊！而且交给地方前我们叫“西军电”，那是全国排名起码前20的学校，现在已经落到40名以后去了，这个除了自身的问题之外，国家支持太少也是原因之一。我们不奢求要跟那些排名前10的学校看齐，但至少现在政府这么有钱了，多给些支持还是应该的，毕竟我们学校毕业生基本上都留在国内建设四化呢。
作者: 燕庐敕    时间: 2013-1-29 11:01
维京老海盗 发表于 2013-1-29 10:52 - \0 j6 g$ X' [* @5 L
胖兄的话说得偏激了些，但对于我们西电，我得说，胖兄说的话还是深得我心的。我们前任校长在学校大会上公 ...
. R6 }$ T& @8 i8 |9 y% Y
屁股决定脑袋。& T2 ?+ W* V5 w9 T4 E. u! p0 y) v

; }) T% r& O- R8 N  i/ ^% Z! Y要按此说，我家和我老婆家祖孙三代为国扎根边疆加起来超过300年（父母各超过50年，子女孙子女都有超过50年的），那所有在我面前发牢骚唱高调的人都应该主动一辈子去边疆，献了青春献终身，献了终身献子孙，不然这些人有什么资格评价？配吗？！！！！( Y0 Y* w5 C' e
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多样性才是社会发展的源泉，容许多样新的存在才是一个社会应有的常态。
作者: 维京老海盗    时间: 2013-1-29 11:45
燕庐敕 发表于 2013-1-29 11:01 / a- f+ K' e5 Z+ T* F% E
屁股决定脑袋。$ e& k& h4 Z5 Y  e8 l  B. u3 ]

* s- u- m- r& g% A9 ^要按此说，我家和我老婆家祖孙三代为国扎根边疆加起来超过300年（父母各超过50年，子女 ...

' Q' X1 s9 Z) I; A9 p2 \8 ~. N是啊，屁股决定脑袋，我活这么大了，还是没能免这个俗～～～
4 Z2 H8 ^; X. `. [0 m燕兄教育得是
作者: 燕庐敕    时间: 2013-1-29 22:35
维京老海盗 发表于 2013-1-29 11:45
3 k& N' h3 n. K8 I/ g5 |是啊，屁股决定脑袋，我活这么大了，还是没能免这个俗～～～+ S- w. t8 t& d( D
燕兄教育得是 ...

) K: A; Z, _% K& p- ^教育谈不上，只是不喜欢那么绝对的观点。



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