襟翼

襟翼（flap）是飞机在起飞着陆或作大机动飞行时，用来改变机翼剖面形状、增大弯度和弦长的增升装置。机翼加装襟翼可以增加机翼的面积和弯度，提高机翼的升力系数，起到增加升力的作用。

根据襟翼在机翼上的位置可分后缘襟翼和前缘襟翼两类。后缘襟翼有简单襟翼、开裂襟翼、开缝襟翼、后退开缝襟翼、富勒襟翼、双缝及多缝襟翼等。前缘襟翼有简单襟翼和克鲁格襟翼两种。

飞机在起飞和降落的时候都要打开襟翼，起飞时要增加升力，但同时要避免增加太大的阻力，所以襟翼一般打开到中小位置；而降落时，升力和阻力都要求尽量大，为了使飞机迅速降低速度的同时保持平稳的下降和着陆，襟翼将打开最大位置状态。前缘襟翼和前缘缝翼除了可以增加最大升力系数之外，还可以提高临界迎角，减小飞机的失速速度，改善飞机的失速特性。

历史沿革

1908年，法国飞机设计师法曼提出襟翼的概念，并制作出实物。他将机翼后缘设计成可转动的小翼面，以此达到“掰弯”机翼的效果。别看这小小的翼面，极大提升了飞行动力。

1914年，萨拉热窝枪声点燃了欧洲的炸药桶，第一次世界大战正式爆炸。战争是残酷的，但它却是社会进步与科学技术的催化剂。航空业迅速发展，千奇百怪的襟翼设计轮番登场，但始终无法跳出弯曲机翼的思维怪圈。

1919年，德国飞行员拉赫曼在医院养伤，忽然想到，如果可以在襟翼前缘设计出一个缝隙，流向上缘的气流会形成更大的压力差，开缝式的设计使升力增加了60%以上。拉赫曼获得了它的专利，但却无法说出其中的原理。

20世纪20年代，英国设计师汉德莱佩奇和德国空气动力学家拉赫曼发明了开缝襟翼。

1924年，富勒襟翼诞生。这种后缘襟翼增加了机翼面积和弯度。经测试，与传统襟翼相比，富勒襟翼的升力系数可提升110%至140%。之后，科学家又发明了前缘襟翼和克鲁格襟翼，这两种襟翼成功解决了富勒襟翼局部气流分离的问题。

工作原理

后缘襟翼作用

后缘襟翼起到的作用包括：

前缘襟翼作用

前缘襟翼（plain leading-edge flap）与后缘襟翼配合使用可进一步提高增升效果。一般的后缘襟翼有一个缺点，就是当它向下偏转时，虽然能够增大上翼而气流的流速，从而增大升力系数，但同时也使得机翼前缘处气流的局部迎角增大，当飞机以大迎角飞行时，容易导致机翼前缘上部发生局部的气流分离，使飞机的性能变坏。如果此时采用前缘襟翼，不但可以消除机翼前缘上部的局部气流分离，改善后缘襟翼的增升效果，而且其本身也具有增升作用。

襟翼类型

后缘襟翼

后缘襟翼（trailing edge flap）是位于机翼后缘的襟翼，通过传动装置绕其转轴作向后直线或圆弧曲线运动，以扩大机翼的面积和弯度，达到增加升力和控制阻力的目的。

按照襟翼的结构不同，可以将其分类为分裂襟翼、简单襟翼、开缝襟翼、后退襟翼和后退开缝襟翼。

分裂襟翼

分裂襟翼的结构比较简单，是在机翼后段下翼面一块向下偏转而分裂出的翼面，放下襟翼后，在机翼和襟翼之间形成的楔形区内形成压力较低的涡流，吸引上翼面气流加速向后流动，降低了上翼面压力，从而增加机翼的升力系数。同时，放下分裂襟翼后，翼型的弯度变大，能够增加上下翼面的压力差，产生增加升力系数的效果，这种襟翼一般可把机翼的升力系数提高75% ~ 85%。

简单襟翼

简单襟翼（Plain flaps）是一块在机翼后段的可以完全向下偏转的翼面，形状和副翼较为类似，放下简单襟翼，改变了机翼的剖面形状，增加相对弯度，提高了各个迎角所对应的升力系数。但是放下简单襟翼之后，机翼后缘涡流区扩大，增加压差阻力的同时，减小临界迎角。在增加升力的同时，机翼的诱导阻力也有所增加。阻力系数比升力系数增加更多。升阻比减小。

开缝襟翼

20世纪20年代，英国设计师汉德莱·佩奇和德国空气动力学家拉赫曼发明了开缝襟翼（Slotted flaps）。开缝襟翼是襟翼中十分重要的一种。它在简单襟翼的基础上进行了改进，在机翼后缘附着一条或几条可动翼片， 平时与机翼合为一体，飞机起飞或着陆时放下。放下开缝襟翼，-方面襟翼前缘和机翼后缘之间形成缝隙，下翼面高压气流，通过缝隙高速流向上翼面，使上翼面附面层中空气流速加大，可较大范围保持层流，使升力增加，提高最大升力系数，延缓了气流的分离，减少失速现象的发生。另一方面，放下开缝襟翼，使机翼更加弯曲，甚至增加机翼面积，也有提高升力的作用。所以开缝襟翼的增升效果比较好，最大升力系数一般可增大85%~95%，临界迎角减小得不多，它是中、小型飞机主要采用的类型。

后退襟翼

后退襟翼（Folwer flaps）的特点是襟翼在向下偏转的同时，还能向后滑动，这样既可以增加机翼的弯度，也能够增加机翼面积。所以，后退襟翼也可以有比较好的增升效果。此外，它还有开裂襟翼的效果。这种襟翼的增升效果比前三种的增升效果都好，一般可使翼型的升力系数增加110%~140%。

后退开缝襟翼

后退开缝襟翼是后退襟翼和开缝襟翼的结合，兼具二者的优点，增升效果最好，结构也最复杂。双缝或三缝式襟翼效果较之前的几种襟翼更好，但构造复杂。现代高速大、重型飞机上广泛采用的是后退双开缝或三开缝的形式。后退开缝襟翼有两种形式，一种是富勒襟翼，另一种是查格襟翼。富勒襟翼是以发明者富勒的名字命名的。使用富勒襟翼时，襟翼沿下翼面安装的滑轨后退，同时下偏。使用富勒襟翼可以增加翼剖面的弯度，同时能大大增加机翼面积，并且气流通过缝隙吹走后缘涡流，增升效果非常明显，富勒襟翼的升力系数可提高110% ~ 140%。这种襟翼结构较复杂，现在大型、高速飞机大都采用这种襟翼。

查格襟翼后退量不多，比富勒襟翼的后退量少得多。机翼面积增加较少，最大升力系数可增大110% ~115%。起飞时，襟翼下偏角度小，阻力系数增加少，而升力系数却增加很多，升阻比增大，有利于缩短起飞滑跑距离。着陆时，襟翼下偏角度大，阻力系数和升力系数都提高较多，有利于缩短着陆滑跑距离。

前缘襟翼

把后缘襟翼的位置移到机翼的前缘，就变成了前缘襟翼（注：不同于缝翼）。前缘襟翼也可以看作是可偏转的前缘。在大迎角下，它向下偏转，使前缘与来流之间的角度减小，气流沿上翼面的流动比较光滑,避免发生局部气流分离，同时也可增大翼型的弯度。

前缘襟翼广泛应用于高亚声速飞机和超声速飞机。对于超声速飞机，翼型前缘尖、相对厚度较小。在大迎角状态飞行时，机翼上表面前缘位置气流分离较为严重，减小了机翼的最大升力系数。放下前缘襟翼后，前缘位置的迎角减小，气流可以更平顺地从上翼面流过，延缓气流分离。同时，翼型弯度得以扩大，增加了机翼的最大升力系数和临界迎角。

与前缘襟翼作用相同的还有一种克鲁格( Krueger)襟翼。它一般位于机翼前缘根部，靠作动筒收放。打开时，伸向机翼下前方，既增大机翼面积，又增大翼型弯度，具有较好的增升效果，同时构造也比较简单。

喷气襟翼

20世纪50年代中期，喷气推进的出现和高速军机增大升力的需要使得鼓风成为BLC的前沿。Lockheed 公司的F-104战斗机和Mikoyan的Mig-21在着陆时应用了襟翼表面鼓风。尽管气动推进的一体化仍停留在实验室阶段，但它促使了超循环和喷气襟翼等新概念的产生。喷气襟翼是在机翼上引入发动机的喷气流，改变空气在机翼上的流动状态，从而达到增加升力的目的。

喷气襟翼与一般襟翼在原理上相似，在构造上却完全不同，它是一种崭新的襟翼，它的基本原理和构造是：利用从涡轮喷气发动机引出的压缩空气或燃气流，通过机翼后缘的缝隙，沿整个翼展向后下方高速喷出，形成一片喷气的“幕”，从而起到襟翼的增升作用，这是使用在超音速飞机上的一种特殊襟翼，把喷气和襟翼两种作用结合起来，就成为“喷气襟翼”。

参考资料

简单的几张图告诉你:飞机怎么控制姿态.中国青年信息网.2023-11-29

被“掰弯”的机翼.百家号.2023-11-29

曲折的历史:襟翼是如何出现的?.中国航空新闻网.2023-11-29