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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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' f0 J6 B7 p, x4 I7 s2 |有两个字对中华民族航空工业的腾飞至关重要:川陕。. L, m) P$ e4 n- D

$ Z! `' P4 p& t' a) h8 [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:
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* `9 S0 v: Q" h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:
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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。
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2 [- i" A6 h+ |+ ~+ P+ K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。7 B. h  k* p' Z. S, j1 h; U
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二、机翼与机身的结合
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1、两种不同的翼身结合4 x7 O8 ~; {; R0 E1 u

+ ~- |# q7 M- E8 }/ m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:
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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。
; J* a. q& K; w5 T5 U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:% Q3 O  R, J8 b+ m5 }- F
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1 n' h0 }' C$ u3 U5 q0 g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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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:3 _; ~$ z6 ?( C: I) b
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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;
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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。
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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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0 h' l- Z$ t/ m& w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:
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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
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' q! H# f! a2 X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:$ C; h0 p3 N: W4 E, r
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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:2 f  J) L" O2 E: \2 {
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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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+ H! }) W  F' j三、起落架. a# V- V5 N5 u  Y. A! p, n( z
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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。3 |1 W' \/ }/ B5 @6 G3 }! |9 ^
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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。3 O8 p( z( W% E0 w6 X9 `' b
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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。
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& U" w$ h$ `6 D# t: R" v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:
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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:! r/ P# `" T  r  \( B: ?5 Z  O
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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:" \6 J) H) {' v* j# C) v) ~! @4 F
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! T5 W0 x5 U$ ~. q. @1 u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。- v% e6 l9 y; r3 A' [: h

5 M* g+ o* @! T: F" N4 I四、尾舱门3 v: i) C- U2 W

, a/ S) [: B5 W+ h  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。& Q8 {! N" b! A  N" M6 R
C-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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+ s# l: D; C$ n! X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:9 A7 S7 d4 x( X; G

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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: 4 M8 D0 W3 `3 n

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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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9 A9 r; h( E4 T本文小结:; Y; F6 W, Y' v5 k

7 Q$ U" l- ]5 j4 q- x4 Z1、        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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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。8 d# U( G" I, d9 G) k0 l

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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 3 a& O+ A5 P: P( I$ q4 o% |

3 \  J2 t% s& J3 t! H8 Y  w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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2 ^0 L- j% {6 e# Y2 X% @3 p& B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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1 R. y$ @- z; z0 `/ ~* r" j0 I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。
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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- p$ R% W/ T9 \. I% ?
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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?
; Y1 ~0 S% o4 d3 S) V0 I  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+ B. H; n0 A$ M' l) g/ l$ f
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
+ t2 w: f1 n& A& h9 O. O# C技术储备不够,看看民用市场怎么样,能不能收回点钱。# ]% v8 e! v4 ^" _* ^7 k( p
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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。 ...

, J: d8 F0 C" N9 M% s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
. Z& ?  O* G# Y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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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 : s% W1 G" k$ f9 l! Z
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。6 I7 m" U& A! ]" @, b
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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
: b' t2 r+ T6 v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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* |9 e4 ?0 A9 u7 p0 |+ L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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1 \$ O/ Q7 @  _& qC-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。, w8 D' D# d$ k! Q* ]* G
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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。
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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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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   m" e1 _0 B: C' n! H5 ~
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加几张其他角度的照片,点击可看大图:& M/ i$ j" t' z

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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。
0 C! Z0 W( l/ x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
; q1 z  ~2 N) f% w1 q/ 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 ...

! Y0 w- v+ ^4 {: H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
3 z3 ^  v: Q# 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。
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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 % y. Y. R, b7 X9 V
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 ...

: |) `5 z4 \, c- z哈,俺们技校按学生比例,是在美国人数比例最高的;8 M) t7 _7 j$ Z' R# I( {

% X! L" z$ a* S3 d8 M, [/ T' r同样按比例,是中国两院院士最多的。
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( ~8 B) W9 }9 b: ]; Q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 8 T. N5 }: H5 D: P
gordon 发表于 2013-1-28 08:45
+ w0 \$ Y5 s6 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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5 v/ D0 Q; a" Y. f; p7 K, P' e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。
* z- k! j! s" g: 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?9 O+ P8 s. J! E" g. m' Q- }' ^
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。/ J9 h. k9 I& M# P4 c6 I
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
9 h; v0 v  d! C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。% q: j) K1 @1 h; R
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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。
3 z( p$ l& c1 @4 p, W6 d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 " H( N( T: W. {- F7 ~% U
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 ...

0 z9 G$ G7 h4 W& i2 Z, D- `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。。。
2 p; i3 u5 y' a. @, X7 P0 E' o787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。: I2 }; G; ^7 F( h6 o) [$ h1 [' \& s
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
, C+ r" ~1 p0 Z' o4 `7 K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 ...

( Q" o) q+ `  c" J8 _$ J* f胖兄这句话深得我心啊!
) N4 D5 I2 q3 E; ^8 a, f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 / X+ Z. ^; U7 I+ K2 ^# e( E
哈,俺们技校按学生比例,是在美国人数比例最高的;! Q: ]7 x5 }) W$ G+ W( Q' v1 h

8 s: q' t5 _; N5 E  @" N5 n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
0 E2 g5 }: K6 P/ A  Z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 ...

* ~; d# g+ X% J6 H8 t2 N8 p屁股决定脑袋。/ h& U! `0 O% `$ Q9 A0 S0 c

+ `3 e* ]2 r9 G& ~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?!!!!
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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 8 D$ B$ G' k! Y- _# @7 [& X7 x5 f7 B2 S
屁股决定脑袋。
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$ p6 }. D8 s3 r- ^) f% j  m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 ...

& J6 }5 J3 R1 j5 C是啊,屁股决定脑袋,我活这么大了,还是没能免这个俗~~~6 V# N) T* U; P) B% P
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
+ v  O/ E5 g5 \' i+ V是啊,屁股决定脑袋,我活这么大了,还是没能免这个俗~~~9 }! d* P& N' E4 Q% l  R6 X- j
燕兄教育得是 ...

$ w- R* @3 B" A$ E6 d教育谈不上,只是不喜欢那么绝对的观点。




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