讲学士,因得罪王振被贬,在家赋闲二十年。
别看他年龄大,实际上,他在理学的成就非常高。
仅凭公用的礼部教材,自学成才,在电学、力学、热学中,均提出了许多建设性的论点。
沈度最出色的一个成就,便是改善了飞行器翅膀的“颤振”。
众所周知,飞机的机翼并不是一块僵硬的铁板,它在设计上恰恰需要一定的柔性。
柔性机翼就像钓鱼竿,受力时会弯曲,这能帮助飞机在空中吸收突风的冲击,能让飞行更平稳。
但正是这种“弹性”,为颤振的发生提供了前提条件。
机翼在空中主要会产生两种基本的振动。
第一种是像鸟的翅膀一样上下拍动的弯曲振动。
第二种是机翼绕着机身轴线来回扭转的振动。
在低速飞行时,这两种振动是各跳各的。但当速度增加,气流能量变强,问题就来了。
假设机翼遇到了一个向上的突风,开始向上弯曲。由于气流的冲击,机翼的上表面压力减小,下表面压力增大,这又会让它产生一个扭转,即机头向上翘起。
当机翼扭转、前缘上翘时,它的迎角会变大。迎角变大会导致升力剧增,这股巨大的升力又会反过来把机翼推得更高,弯曲得更厉害。
就这样,气流扰动让机翼弯曲→弯曲引发扭转→扭转改变迎角→迎角增大产生更大的力→更大的力让机翼更剧烈地弯曲。
一个完整的恶性循环就形成了。
飞机颤振的本质,就是弹性结构(机翼)在气流中,因气动力的激励,会导致机翼弯曲+扭转,多种振动形态互相耦合、互相助长的现象。
它会像放大器一样,不断从风中汲取能量,直到摧毁飞机。
那有人会说了,既然柔性机翼会带来“颤振”,可以换成刚性机翼啊?
也不行。
刚性机翼在遇到强风时,所有的冲击力都会硬生生地传到机身,不仅乘客感觉颠簸,连接处也更容易疲劳断裂,同样会导致解体。
在此之前,大明王朝的飞机“颤振”问题,一直得不到解决。
朱祁钰确实从现代留学归来,但他不是万能的神,他主要擅长的科目是能源、热学和力学,对于空气动力学的难题,他也没有办法。
正因如此,大明飞
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