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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
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有两个字对中华民族航空工业的腾飞至关重要:川陕。
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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:$ P9 q! P' U9 j( a
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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:  [+ S# y% i/ E- l6 F

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6 }5 a5 i4 u8 }. E/ y' T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。: `0 w- z, T6 f  b6 O  {/ g! e) F

) |; }2 S1 R5 N8 Y! [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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. |& X0 G9 r6 V/ g/ j二、机翼与机身的结合2 J7 d/ z! T4 @- j0 W% c

1 A0 d7 @7 c% [& ?1、两种不同的翼身结合
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, B$ r, s2 v& R( w4 g- ?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:7 t; W6 m+ s  e9 V
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4 Z- k3 @: ]) [2 k- t, e$ l2 G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。
0 y3 N! u+ c# x- r2 E2 c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:
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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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7 d. m/ q$ m5 K2 D: ]- A* O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。% L4 A4 Y  o. \
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C-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:
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; \( c+ X0 h& z1 r  wA、        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;4 ]- M; @7 J) F$ ?. n8 ]
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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。) M& L4 A: D# T- q) n' N

) w. A, L0 f, V  q1 K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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- T5 @. Z! Q7 ]: {  [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:6 G. g: z  F) a# Q

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7 l1 b$ X" J: k2、        技术的复杂性使类似运20的翼身结合方式仍在广泛应用: o/ ^( U2 w- x8 m
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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:
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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:
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: n% A5 h; e/ x4 R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。- L# h/ }% L# }0 ~$ ^- O
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三、起落架- v- ~' J8 S1 Y# M

" m. _3 w6 f. V; d6 M# r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。
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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。
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9 c  y/ h  d5 x, B# e% Q' {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。# F8 S" b7 u" Z6 G9 r

6 w0 f7 E7 q4 x2 i" m+ D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:9 Y  Y& S! t9 }! V
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0 l8 ]) h+ E5 ?6 O" ?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:
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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:
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4 c" S, z! Z' p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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6 a6 S* v; E" E( ~" z四、尾舱门
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; {3 _# Q8 @' T: p# u5 o' ^: s  w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。
5 f! _7 \9 _2 B6 x  @1 }/ uC-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:
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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:6 T: ^% k7 _2 a  Z
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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: 9 p/ o& \' ?7 J. ]6 U/ s
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* w- ^1 P9 F) `, R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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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;
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, G5 m( B( }, e  K6 s0 J. B2、        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。- M. o9 ~6 E; K$ L4 v" h- P

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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 ; S  |4 Z5 g  S' }( K; E( {
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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。. z7 V4 P7 a: V
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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。掌握了鸭式布局 再加上引进的 su - 27 的发动机。
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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。1 E: H- w2 D# \! _

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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0 ?  H$ C4 I) ]9 Q2 I! |8 w% J7 c
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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?8 ^- V: a" K9 O& i7 w; R# }
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# D! U5 N+ i) J
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
% l" z) t1 @$ x" T技术储备不够,看看民用市场怎么样,能不能收回点钱。
) U' H& |& f  k7 _6 k/ F0 j6 E  P( v$ V6 @5 B3 S$ `+ p) t9 Z) T
歼十也是这问题,还是从歼九的技术储备里淘点东西。 ...
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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 1 R) B! W+ g9 m6 q) ]2 p/ h5 [
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。。 ...

5 v! B+ z6 U) u. c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 $ ]# E3 I( Q6 N- F
xlan1976 发表于 2013-1-28 02:11
1 }  D. D! P' s. K& _& h* F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 ...

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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 . }+ `+ d6 ?# o. Y# G0 Z
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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; ~2 x8 N) x" A5 O, k: X5 m8 Y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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" K5 v+ @7 w9 u6 x7 V: l/ y0 LC-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。
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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。
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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。8 e3 j$ o3 E  c  ?" Q8 m" ]* g# |

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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。; r% J' Y& p1 E6 D- O4 ~! }
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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 ' q3 F* V# |6 \+ x
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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。
4 O$ J: Q/ y* J  G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
3 y- O4 C& T& ~) A5 g) s5 k! \6 s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 ...

1 l$ L/ ^/ M" r  y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  z+ N) F, D$ J
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 ...

4 ^' D  o+ a7 Y9 }% D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 1 \, F; E$ |9 y5 m& |5 |
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 ...

8 s9 s5 @  n; P0 B0 a/ p9 E% T/ p哈,俺们技校按学生比例,是在美国人数比例最高的;; i) f' K# ^" [, Z- e# X# S& e

- t  t# O! @. }- e同样按比例,是中国两院院士最多的。2 V" A0 D: l8 {

- S+ U' c2 N% E- B, _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 , k9 ?0 p4 r2 a" t9 G
gordon 发表于 2013-1-28 08:45
: J/ r# p$ X5 r  S! @/ R. L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。& h2 P' E* n' B) l* g
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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。/ M) |- \* D; I$ S- ?
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?6 _' e7 [7 W. w
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。% m: K8 p2 _! a. f
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
/ _* i. A3 Q1 s9 D& e( E5 X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。. c; @1 r1 R0 H- W: ]

+ v$ P4 u" d9 `0 ^: |C-17用翼梢小翼,一 ...
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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。
1 f$ r; ]2 M! u. L' ]$ o) W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 & {/ n7 W$ T# p  h3 {. S/ v
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 ...

* P7 v# R, A- n8 Z8 D" }2 i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。。。& _5 d& ?& W$ {' ?- C
787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。
! ^7 U4 Y" o3 t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 - d7 `$ q7 L$ a
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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胖兄这句话深得我心啊!. v' B: ]1 n9 g. q) M+ ~5 B
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
" _# H8 T6 i( C) [哈,俺们技校按学生比例,是在美国人数比例最高的;
' z. D) c7 W4 K2 Q- i+ G- V
9 Y  _( m7 U& [" U  D" s/ m同样按比例,是中国两院院士最多的。
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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 - {+ M5 h' H! 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 ...
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屁股决定脑袋。
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, x7 U0 _7 G" Z: l. \$ \7 ^" w& p/ q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?!!!!4 C2 I9 R( X  v: R9 a9 t: w4 |" X( Y
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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
1 B; z! X/ g5 B+ ?8 i# B4 z, m屁股决定脑袋。" m" P5 V  _$ J; _7 {. S( x5 J
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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 ...

/ `0 Q+ r2 a+ u% T) Y是啊,屁股决定脑袋,我活这么大了,还是没能免这个俗~~~* N) u" G5 T5 ^; E
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
# q4 \7 N- H# ?3 B: x是啊,屁股决定脑袋,我活这么大了,还是没能免这个俗~~~
- G" P3 C- i# n7 l+ B/ D燕兄教育得是 ...

! z/ R9 N! H7 c2 C/ g& K0 S教育谈不上,只是不喜欢那么绝对的观点。




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