机翼组成详细说明
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简述机翼的结构及功能
机翼是飞机主要的升力部件,其结构由翼型、机翼箱、翼梁和翼肋等组成。
1. 翼型:翼型是机翼空气动力学特性的决定因素。
常见的翼型有对称翼型和非对称翼型,其形状和几何特性决定了机翼产生升力和阻力的能力。
2. 机翼箱:机翼箱是机翼的主要结构体,它连接了机翼和飞机的机身。
机翼箱内通常包含燃油舱、操纵舱、油箱和随动机械构件等部件。
3. 翼梁:翼梁是机翼的主要承重构件,它负责将机翼产生的升力传递给机身。
翼梁通常由高强度材料制成,如铝合金、复合材料等。
4. 翼肋:翼肋是机翼内部的支撑结构,用于保持翼型的形状和刚度。
翼肋通常由轻量化材料制成,如铝合金和复合材料,以减少机翼的重量。
机翼的主要功能是产生升力和控制飞机的姿态,实现飞机的升空和保持飞行。
当飞机在飞行中,机翼上方的气流速度较大,下方的气流速度较小,产生一个上流面和下流面之间的气压差,从而产生升力。
机翼还可以通过改变翼面积和角度控制飞机的速度和姿态,以实现转弯、上升、下降等操作。
此外,机翼还能影响飞机的阻力和稳定性。
通过设计翼型和机
翼的细节,可以减小阻力并提高飞机的性能。
同时,机翼的形状和布局对飞机的稳定性和操纵性也有重要影响。
一、外部机身机翼结构系统二、液压系统三、起落架系统四、飞机飞行操纵系统五、座舱环境控制系统六、飞机燃油系统七、飞机防火系统一、外部机身机翼结构系统1、外部机身机翼结构系统组成:机身机翼尾翼2、它们各自的特点和工作原理1)机身机身主要用来装载人员、货物、燃油、武器和机载设备,并通过它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。
在轻型飞机和歼击机、强击机上,还常将发动机装在机身内。
2)机翼机翼是飞机上用来产生升力的主要部件,一般分为左右两个面。
机翼通常有平直翼、后掠翼、三角翼等。
机翼前后缘都保持基本平直的称平直翼,机翼前缘和后缘都向后掠称后掠翼,机翼平面形状成三角形的称三角翼,前一种适用于低速飞机,后两种适用于高速飞机。
近来先进飞机还采用了边条机翼、前掠机翼等平面形状。
左右机翼后缘各设一个副翼,飞行员利用副翼进行滚转操纵。
即飞行员向左压杆时,左机翼上的副翼向上偏转,左机翼升力下降;右机翼上的副翼下偏,右机翼升力增加,在两个机翼升力差作用下飞机向左滚转。
为了降低起飞离地速度和着陆接地速度,缩短起飞和着陆滑跑距离,左右机翼后缘还装有襟翼。
襟翼平时处于收上位置,起飞着陆时放下。
3)尾翼尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分。
1.垂直尾翼垂直尾翼垂直安装在机身尾部,主要功能为保持飞机的方向平衡和操纵。
通常垂直尾翼后缘设有方向舵。
飞行员利用方向舵进行方向操纵。
当飞行员右蹬舵时,方向舵右偏,相对气流吹在垂尾上,使垂尾产生一个向左的侧力,此侧力相对于飞机重心产生一个使飞机机头右偏的力矩,从而使机头右偏。
同样,蹬左舵时,方向舵左偏,机头左偏。
某些高速飞机,没有独立的方向舵,整个垂尾跟着脚蹬操纵而偏转,称为全动垂尾。
2.水平尾翼水平尾翼水平安装在机身尾部,主要功能为保持俯仰平衡和俯仰操纵。
低速飞机水平尾翼前段为水平安定面,是不可操纵的,其后缘设有升降舵,飞行员利用升降舵进行俯仰操纵。
即飞行员拉杆时,升降舵上偏,相对气流吹向水平尾翼时,水平尾翼产生附加的负升力(向下的升力),此力对飞机重心产生一个使机头上仰的力矩,从而使飞机抬头。
物理机翼知识点总结大全在航空航天领域,机翼是飞机的重要部件,它不仅能提供升力,还能影响飞机的稳定性和操控性能。
本文将对机翼的诸多知识点进行全面总结,包括机翼的结构、气动力学原理、机翼设计及影响因素等内容,以期为读者提供全面深入的了解。
一、机翼的结构1. 机翼的基本结构机翼是飞机上最重要的部件之一,其主要结构包括翼型、翼剖面、前缘后缘、翼梁、翼肋、翼壁等。
翼型是机翼的横截面形状,其设计影响着机翼的气动性能,通常采用NACA翼型。
前缘是机翼前部的边,通常是圆滑的弧形,以减小气流的阻力。
后缘是机翼后部的边,通常是锐利的切割,以减小气流的漩涡。
2. 机翼的组成部件机翼由翼梁、翼肋、翼翼壁、前后翼轮、边缘各种部件组成,翼梁是机翼的骨架,用于承受飞行中产生的各种荷载,翼肋则用于连接翼壁和翼梁,起到支撑和定位作用。
3. 机翼的操纵系统机翼的操纵系统包括副翼、襟翼、缝翼以及襟翼。
副翼用于控制飞机在横滚轴的转向,襟翼用于控制飞机在俯仰轴的转向,缝翼和襟翼用于增加机翼的升力。
二、气动力学原理1. 升力和阻力在飞行过程中,机翼产生的升力能够支持飞机的飞行,而阻力则是机翼在空气中运动时产生的摩擦力。
升力和阻力是机翼气动力学特性的重要指标,其大小与机翼的气动外形、攻角、翼面积等因素有关。
2. 机翼的气动性能机翼的气动性能由其空气动力学特性决定,包括升力系数、阻力系数和升力阻力比等参数。
升力系数和阻力系数是描述机翼升力和阻力大小的参量,升力阻力比是衡量机翼气动性能优劣的重要指标。
3. 攻角和失速攻角是指机翼载荷方向与机体坐标系的夹角,攻角的变化会直接影响机翼的升力和阻力。
失速是机翼在攻角过大时突然丧失升力的现象,会导致飞机失去升力支撑而坠机。
三、机翼设计及影响因素1. 翼型设计翼型设计是机翼设计的核心内容之一,通常采用数学模型对翼型进行优化设计,以实现最佳的气动性能。
NACA翼型是机翼设计中经常采用的标准翼型,其曲线的参数能够有效地描述翼型的气动特性。
机翼基本构造形式
飞机翼是飞机飞行的关键部件,属于固定翼机。
飞机翼的基本构造新形式是若干片翼,翼的中线大致呈弧形,形状、大小、位置有特定的比例,以保证飞机翼的气动性能,增大燃料续航时间及操纵稳定性。
翼分为根线,前缘,后缘三个部分。
翼的根线是翼的最重要的部分,它的几何形状决定着翼的性能,平动稳定性,飞行效率,加速性等等,标准的翼长度和翼型可以在最佳的性能下完成起降。
翼的前缘决定着翼表面空气流动的自然状态,一般都是圆弧形,它的多边形数值越高,翼操纵时越稳定。
翼的后缘是翼缘流后缘,又称动压尾缘,一般为彩线形或振荡状,该部位影响有阻尼和分光,多边形数值越高,其影响就越小。
除此之外,还有一些细节的变化,会影响翼的性能,比如上后缘的留流气入口,有助于翼翼面中空气均匀流动和提高分离率。
因此,翼的基本构造形式对飞机飞行安全性有很大影响。
综上所述,飞机翼的基本构造形式由根线,前缘,后缘,给翼表面留出分离气入口组成,形状,位置和大小的合理配置能够有效提高翼的气动性能。
机翼科技名词定义中文名称:机翼英文名称:wing定义:飞机上用来产生升力的主铱件。
所属学科:航空科技(一级学科);航空器(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布机翼是飞机的重要部件之一,安装在机身上。
其最主要作用是产生升力,同时也可以在机翼内布置弹药仓和油箱,在飞行中可以收藏起落架。
另外,在机翼上还安装有改善起飞和着陆性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼,有的还在机翼前缘装有缝翼等增加升力的装置。
目录编辑本段机翼弦后掠角等)、上反角、翼剖面形状(翼型)等(图2a)。
常用基本翼型有低速翼型、尖峰翼型、超临界翼型和前缘较尖锐的超音速翼型。
此外还有以下一些重要的相对参数:①展弦比:机翼翼展与平均弦长(机翼面积被翼展除)之比;②梢根比:机翼翼梢弦长与翼根弦长之比;③翼型相对厚度:翼型最大厚度与弦长之比。
这些参数对机翼的空气动力特性、机翼受载和结构重量都有重要影响。
飞机的机翼按照俯视平面形状的不同,可划分为三种基本机翼。
平直翼机翼的1/4弦线后掠角大约在20°以下。
平直翼多用在亚音速飞机和部分超音速歼击机上。
在亚音速飞机上,展弦比为8~12左右,相对厚度为0.15~0.18。
在超音速飞机上,展弦比为3~4,相对厚度为0.03~0.04左右。
后掠翼机翼1/4弦线后掠角多在25°以上。
用于高亚音速飞机和超音速飞机。
高亚音速飞机后掠翼的常用参数范围是:后掠角30°~35°,展弦比6~8,相对厚度约 0.10,梢根比0.25~0.3。
对于超音速飞机,后掠角超过35°,展弦比3~4,相对厚度0.06~0.08,梢根比小于0.3。
三角翼机翼前缘后掠角约60°,后缘基本无后掠,俯视投影呈三角形状。
展弦比约为 2,相对厚度0.03~0.05。
多用于超音速飞机,尤以无尾飞机采用最多。
改善机翼气动特性的措施超音速飞机常用的后掠和三角形薄机翼存在低速大迎角特性不好的缺点。
飞机各个系统的组成及原理一、外部机身机翼结构系统二、液压系统三、起落架系统四、飞机飞行操纵系统五、座舱环境控制系统六、飞机燃油系统七、飞机防火系统一、外部机身机翼结构系统1、外部机身机翼结构系统组成:机身机翼尾翼2、它们各自的特点和工作原理1)机身机身主要用来装载人员、货物、燃油、武器和机载设备,并通过它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。
在轻型飞机和歼击机、强击机上,还常将发动机装在机身内。
2)机翼机翼是飞机上用来产生升力的主要部件,一般分为左右两个面。
机翼通常有平直翼、后掠翼、三角翼等。
机翼前后缘都保持基本平直的称平直翼,机翼前缘和后缘都向后掠称后掠翼,机翼平面形状成三角形的称三角翼,前一种适用于低速飞机,后两种适用于高速飞机。
近来先进飞机还采用了边条机翼、前掠机翼等平面形状。
左右机翼后缘各设一个副翼,飞行员利用副翼进行滚转操纵。
即飞行员向左压杆时,左机翼上的副翼向上偏转,左机翼升力下降;右机翼上的副翼下偏,右机翼升力增加,在两个机翼升力差作用下飞机向左滚转。
为了降低起飞离地速度和着陆接地速度,缩短起飞和着陆滑跑距离,左右机翼后缘还装有襟翼。
襟翼平时处于收上位置,起飞着陆时放下。
3)尾翼尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分。
1.垂直尾翼垂直尾翼垂直安装在机身尾部,主要功能为保持飞机的方向平衡和操纵。
通常垂直尾翼后缘设有方向舵。
飞行员利用方向舵进行方向操纵。
当飞行员右蹬舵时,方向舵右偏,相对气流吹在垂尾上,使垂尾产生一个向左的侧力,此侧力相对于飞机重心产生一个使飞机机头右偏的力矩,从而使机头右偏。
同样,蹬左舵时,方向舵左偏,机头左偏。
某些高速飞机,没有独立的方向舵,整个垂尾跟着脚蹬操纵而偏转,称为全动垂尾。
2.水平尾翼水平尾翼水平安装在机身尾部,主要功能为保持俯仰平衡和俯仰操纵。
低速飞机水平尾翼前段为水平安定面,是不可操纵的,其后缘设有升降舵,飞行员利用升降舵进行俯仰操纵。
即飞行员拉杆时,升降舵上偏,相对气流吹向水平尾翼时,水平尾翼产生附加的负升力(向下的升力),此力对飞机重心产生一个使机头上仰的力矩,从而使飞机抬头。
飞机机翼的构成航利航空教育
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飞机机翼
机翼是飞机能在空中飞行的重要部件,那你知道飞机的机翼都是由哪些部件组成吗?让我们一起去瞧瞧!
===翼梁===
翼梁的主要作用是承受机翼的弯矩和剪力。
主要有三种形式的翼梁:腹板式、整体式和桁架式翼梁。
腹板式金属翼梁由缘条和腹板铆接而成,截面多“T”和“L”形。
腹板(组合)式翼梁:1—上缘条;2—腹板;3—下缘条;4—支柱
整体式翼梁是一种铝合金锻制的腹板式翼梁。
现代飞机多采用腹板式和整体式翼梁。
整体式翼梁:1—机翼与机身接头的耳片;2—锉修垫板;3—固定座
===翼肋===
翼肋可分为普通翼肋和加强翼肋。
翼肋的主要作用:支持蒙皮、桁条、翼梁腹板,提高它们的稳定性以及把蒙皮和桁条传给它的局部空气动力传给翼梁腹板。
===桁条===
桁条主要由薄铝板制成。
它的主要作用:支撑蒙皮,防止它在承受局部空气动力时产生过大的局部变形,并与蒙皮一起把局部空气动力传给翼肋;提高蒙皮的抗剪和抗压稳定性,使它能更好地承受机翼的扭矩和弯矩;与蒙皮一起承受由弯矩引起的轴向力。
===蒙皮===
各种机翼的蒙皮,都具有承受局部空气动力和形成机翼外形的作用。
在金属蒙皮机翼结构中,蒙皮还要承受机翼的扭矩和弯矩。
现代民航客机的机翼多采用整体式壁板结构。
关于飞机机翼机翼各翼面的位置图图片说明:上图为机翼各翼面的位置图,民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。
机翼上各操纵面是左右对称分布,部分由于图片受限未标出机翼的基本概念机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行;同时也起一定的稳定和操纵作用。
是飞机必不可少的部件,在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面:副翼,还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。
另外,机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备,机翼的主要内部空间经密封后,作为存储燃油的油箱之用。
相关名词解释:翼型:飞机机翼具有独特的剖面,其横断面(横向剖面)的形状称为翼型。
前缘:翼型最前面的一点。
后缘:翼型最后面的一点。
翼弦:前缘与后缘的连线。
弦长:前后缘的距离称为弦长。
如果机翼平面形状不是长方形,一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长迎角(Angleofattack):机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身轴线不同)的夹角叫迎角,也称为攻角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。
翼展:飞机机翼左右翼尖间的直线距离。
展弦比:机翼的翼展与弦长之比值。
用以表现机翼相对的展张程度。
上(下)反角:机翼装在机身上的角度,即机翼与水平面所成的角度。
从机头沿飞机纵轴向后看,两侧机翼翼尖向上翘的角度。
同理,向下垂时的角度就叫下反角。
上(中、下)单翼:目前大型民航飞机都是单翼机,根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上(中、下)单翼飞机也有称作高、中、低单翼。
机翼安装在机身上部(背部)为上单翼;机翼安装在机身中部的为中单翼,机翼安装在机身下部(腹部)为下单翼。
上单翼的飞机一般为运输机与水上飞机,由于高度问题,此时起落架等装置一般就不安装在机翼上,而改在机身上,使用上单翼的飞机一般采用下反角的安装。
中单翼因翼梁与机身难以协调,几乎只存在理论上;下单翼的飞机是目前民航飞机常见的类型,由于离地面近,便于安装起落架,进行维护工作,使用下单翼的飞机一般采用上反角的安装。
机翼在使飞机升空飞行中的重要作用飞机在飞行过程中受到四种作用力:升力----由机翼产生的向上作用力重力----与升力相反的向下作用力,由飞机及其运载的人员、货物、设备的重量产生推力----由发动机产生的向前作用力阻力----由空气阻力产生的向后作用力,能使飞机减速。
飞机机翼结构分析前言飞机机翼结构分析实根据发《飞机结构强度》一书中第三章的内容,本文主要论述了飞机机翼的功用及翼面结构。
机翼由副翼前缘缝翼襟翼扰流板组成,从机翼的空气动力载荷到机翼的总体受力,能够更深入更全面的了解机翼了解航空领域所涉及学科的基础知识基础原理及发展概况,对开拓视野,扩大知识面以及今后的学习和工作都有帮助。
1.1机翼的功用机翼是飞机的一个重要部件,其主要功用是产生升力。
当它具有上反角时,可为飞机提供一定的横侧安定性。
除后缘布置有横向操纵用的副翼、扰流片、等附翼外,目前在机翼的前、后缘越来越多地装有各种形式的襟翼、缝翼、等增升装置,以提高飞机的起降或机动性能。
机翼上常安装有起落架、发动机等其它部件。
现代歼击机和歼击轰炸机往往在机翼下布置多种外挂,如副油箱和导弹、炸弹等军械设备。
机翼的内部空间常用来收藏起落架或其部分结构和储放燃油。
特别是旅客机,为了保证旅客的安全,很多飞机不在机身内贮存燃油,而全部贮存在机翼内。
为了最大限度地利用机翼容积,同时减轻重量,现代飞机的机翼油箱大多采用利用机翼结构构成的整体油箱。
此外机翼内常安装有操纵系统和一些小型设备和附件。
1.2翼面结构设计要求1.气动要求翼面是产生升力主要部件,对飞行性能有很大的影响,因此,满足空气动力方面的要求是首要的。
翼面除保证升力外,还要求阻力尽量小﹙少数特殊机动情况除外﹚。
翼面的气动特性主要取决于其外行参数﹙如展弦比、相对厚度、后掠角和翼型等﹚,这些参数在总体设计时确定;结构设计则应强度、刚度及表面光滑度等方面来保证机翼气动外形要求的实现。
2.质量要求在外形、装载和连接情况一定的条件下,质量要求时翼面结构设计的主要要求。
具体地说,就是在保证结构完整性的前提下,设计出尽可能请的结构。
结构完整性包含了强度、刚度、耐久性和损伤容限等多方面内容。
3.刚度要求随着飞机速度的提高,翼面所受载荷增大,特别对于高机动性能歼击机和高速飞行的导弹;由于减小阻力等空气动力的要求,翼面的相对厚度越来越小,再加上后掠角的影响,导致翼面结构的扭转刚度、弯曲度将越来越难保证,这些均将引起翼面在飞行中的变形增加。
机翼的基本构件
机翼的基本构件包括以下几个部分:
1. 机翼剖面:机翼的剖面形状,决定了机翼的升力和阻力特性。
常见的机翼剖面形状有对称翼型和非对称翼型。
2. 翼根和翼尖:机翼的翼根是与飞机机身连接的部分,翼尖则是机翼的末端。
翼根通常较宽,用于分担机身的重量和提供支撑力,翼尖则较窄,用于减小诱导阻力和漩涡阻力。
3. 翼面:机翼的上表面和下表面,承受来自气流的压力,产生升力。
翼面一般是光滑的,以减小阻力。
4. 翼梁:连接翼面和翼根的结构件,用于传递来自翼面的升力和其他外力。
翼梁通常由金属或复合材料制成。
5. 襟翼:位于机翼后缘的一种可伸缩翼面,用于调节机翼的升力和阻力。
襟翼可以通过改变翼面的展开面积和形状来改变机翼的升力系数和均匀载荷分布。
6. 前缘缝翼:位于机翼前缘的一种可伸缩翼面,用于改变机翼的升力和阻力。
前缘缝翼可以通过改变翼面的展开面积和形状来改变机翼所受的气流流速和攻角。
这些构件的设计和配置取决于需要的飞行性能,如升力、阻力、操纵性等。
不同类型的飞机可能采用不同的机翼构件设计,以满足特定的要求。
机翼的主要受力构件分类及组成机翼是飞机最基本的部件之一,在飞行中起着至关重要的作用。
机翼不仅承担了机身的重量,还产生了机载各种装置所需的提供飞行的升力,并使飞机保持稳定性。
机翼主要受力构件的分类及组成是机翼设计中必须了解的重要内容。
机翼的主要受力构件按照功能和受力特点分为以下三类:一、前缘受力构件飞机在飞行时,气流将空气的动能转化为气动力,推动了翼面,在前缘处产生的气动力作用到前缘上,从而将飞机靠前缘支撑在空中。
因此,在机翼的前缘约20%处有一段弧形的受力结构,称作前缘。
前缘主要由铝合金、钛合金、碳纤维等材料制成,其强度、刚度要求都比较高。
二、翼面受力构件翼面是翼身的主要组成部分,又称上下翼板。
它们承担了将空气动力转化为飞机升力的作用,同时也会受到扭矩等因素的影响。
因此,翼面受力构件的设计必须考虑到这些复杂的受力情况。
目前,翼面受力构件主要包括翼板、肋骨、腹板等部分。
翼板通常采用铝合金、钛合金或复合材料制成,肋骨和腹板通常采用铝合金或合成材料制成。
三、后缘受力构件在机翼的后缘约20%的区域内,有一段叫做后缘的区域,后缘是机翼的另一个重要受力构件。
它在空气力学中起着削弱升挂度、控制飞机稳定性和操纵性的作用。
在后缘区域,通常有一个叫做副翼的机构来控制飞机的横向运动。
它通常由铝合金、钛合金和复合材料制成。
总之,机翼作为飞机的重要部件之一,其受力构件必须合理分类和设计。
前缘、翼面和后缘构成了机翼的主要受力构件。
这些构件的材质、结构和形状都至关重要,不同的设计对于飞机的性能、速度和稳定性都有着重要的影响。
因此,设计师必须对机翼的构造和材料进行深入的研究和分析,以确保机翼能够承受一切受力,同时保证飞机的飞行安全和性能。
关于飞机机翼
机翼各翼面的位置图
图片说明:上图为机翼各翼面的位置图,民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。
机翼上各操纵面是左右对称分布,部分由于图片受限未标出
机翼的基本概念
机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行;同时也起一定的稳定和操纵作用。
是飞机必不可少的部件,在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面:副翼,还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。
另外,机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备,机翼的主要内部空间经密封后,作为存储燃油的油箱之用。
相关名词解释:
翼型:飞机机翼具有独特的剖面,其横断面(横向剖面)的形状称为翼型。
前缘:翼型最前面的一点。
后缘:翼型最后面的一点。
翼弦:前缘与后缘的连线。
弦长:前后缘的距离称为弦长。
如果机翼平面形状不是长方形,一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长
迎角(Angleofattack):机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身轴线不同)的夹角叫迎角,也称为攻角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。
翼展:飞机机翼左右翼尖间的直线距离。
展弦比:机翼的翼展与弦长之比值。
用以表现机翼相对的展张程度。
上(下)反角:机翼装在机身上的角度,即机翼与水平面所成的角度。
从机头沿飞机纵轴向后看,两侧机翼翼尖向上翘的角度。
同理,向下垂时的角度就叫下反角。
上(中、下)单翼:目前大型民航飞机都是单翼机,根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上(中、下)单翼飞机也有称作高、中、低单翼。
机翼安装在机身上部(背部)为上单翼;机翼安装在机身中部的为中单翼,机翼安装在机身下部(腹部)为下单翼。
上单翼的飞机一般为运输机与水上飞机,由于高度问题,此时起落架等装置一般就不安装在机翼上,而改在机身上,使用上单翼的飞机一般采用下反角的安装。
中单翼因翼梁与机身难以协调,几乎只存在理论上;
下单翼的飞机是目前民航飞机常见的类型,由于离地面近,便于安装起落架,进行维护工作,使用下单翼的飞机一般采用上反角的安装。
机翼在使飞机升空飞行中的重要作用
飞机在飞行过程中受到四种作用力:
升力----由机翼产生的向上作用力
重力----与升力相反的向下作用力,由飞机及其运载的人员、货物、设备的重量产生
推力----由发动机产生的向前作用力
阻力----由空气阻力产生的向后作用力,能使飞机减速。
由此可见,机翼的主要功用就是产生升力,以支持飞机在空中飞行。
它为什么能产生升力呢?
首先要从飞机机翼具有独特的剖面说起,前面名词解释已提到,机翼横断面(横向剖面)的形状称为翼型,机翼剖面的集合特性与机翼的空气动力有密切的关系。
从侧面看,机翼顶部弯曲,而底部相对较平。
机翼在空气中穿过将气流分隔开来。
一部分空气从机翼上方流过,另一部分从下方流过。
机翼产生升力的原因
空气的流动在日常生活中是看不见的,但低速气流的流动却与水流有较大的相似性。
日常的生活经验告诉我们,当水流以一个相对稳定的流量流过河床时,在河面较宽的地方流速慢,在河面较窄的地方流速快。
流过机翼的气流与河床中的流水类似,由于机翼一般是不对称的,上表面比较凸,而下表面比较平,流过机翼上表面的气流就类似于较窄地方的流水,流速较快,而流过机翼下表面的气流正好相反,类似于较宽地方的流水,流速较上表面的气流慢。
根据流体力学的基本原理,流动慢的大气压强较大,而流动快的大气压强较小,这样机翼下表面的压强就比上表面的压强高,换一句话说,就是大气施加与机翼下表面的压力(方向向上)比施加于机翼上表面的压力(方向向下)大,二者的压力差便形成了飞机的升力。
简单来说,飞机向前飞行得越快,机翼产生的气动升力也就越大。
当升力大于重力时,飞机就可以向上爬升;当升力小于重力时,飞机就可以降低高度。
当飞机的机翼为对称形状,气流沿着机翼对称轴流动时,由于机翼两个表面的形状一样,因而气流速度一样,所产生的压力也一样,此时机翼不产生升力。
但是当对称机翼以一定的倾斜角(称为攻角或迎角)在空气中运动时,就会出现与非对称机翼类似的流动现象,使得上下表面的压力不一致,从而也会产生升力。
机翼的各部分装置介绍
副翼(Aileron):
副翼是指安装在机翼翼梢后缘外侧的一小块可动的翼面。
为飞机的主操作舵面,飞行员操纵左右副翼差动偏转所产生的滚转力矩可以使飞机做横滚机动。
翼展长而翼弦短。
副翼的翼展一般约占整个机翼翼展的1/6到1/5左右,其翼弦占整个机翼弦长的1/5到1/4左右。
飞行员向左压驾驶盘,左边副翼上偏,右边副翼下偏,飞机向左滚转;反之,向右压驾驶盘右副翼上偏,左副翼下偏,飞机向右滚转。
前缘缝翼(LeadingEdgeSlat):
前缘缝翼是安装在基本机翼前缘的一段或者几段狭长小翼,主要是靠增大飞机临界迎角来获得升力增加的一种增升装置。
前缘缝翼的剖面
前缘缝翼的作用主要有两个:
一是延缓机翼上的气流分离,提高了飞机的临界迎角,使得飞机在更大的迎角下才会发生失速;
二是增大机翼的升力系数。
其中增大临界迎角的作用是主要的。
这种装置在大迎角下,特别是接近或超过基本机翼的临界迎角时才使用,因为只有在这种情况下,机翼上才会产生气流分离。
现代客机的前缘缝翼没有专门的操纵装置,一般随襟翼的动作而随动,在飞机即将进入失速状态时,前缘缝翼的自动功能也会根据迎角的变化而自动开关。
在前缘缝翼闭合时(即相当于没有安装前缘缝翼),随着迎角的增大,机翼上表面的分离区逐渐向前移,当迎角增大到临界迎角时,机翼的升力系数急剧下降,机翼失速。
当前缘缝翼打开时,它与基本机翼前缘表面形成一道缝隙,下翼面压强较高的气流通过这道缝隙得到加速而流向上翼面,增大了上翼面附面层中气流的速度,降低了压强,消除了这里的分离旋涡,从而延缓了气流分离,避免了大迎角下的失速,使得升力系数提高。
附:关于失速
机翼能够产生升力是因为机翼上下存在着压力差。
但是这是有前提条件的,就是要保证上翼面的的气流不分离。
如果机翼的迎角大到了一定程度,机翼相当于在气流中竖起的平板,由于角度太大,绕过上翼面的气流流线无法连贯,会发生分离,同时受外层气流的带动,向后下方流动,最后就会卷成一个封闭的涡流,叫做分离涡。
像这样旋转的涡中的压力是不变的,它的压力等于涡上方的气流的压力。
所以此时上下翼面的压力差值会小很多,这样机翼的升力就比原来减小了。
到一定程度就形成失速,对应的机翼迎角叫做失速迎角或临界迎角。
襟翼(Flap):
襟翼是安装在机翼后缘内侧的翼面,襟翼可以绕轴向后下方偏转,主要是靠增大机翼的弯度来获得升力增加的一种增升装置。
当飞机在起飞时,襟翼伸出的角度较小,主要起到增加升力的作用,可以加速飞机的起飞,缩短飞机在地面的滑跑距离;当飞机在降落时,襟翼伸出的角度较大,可以使飞机的升力和阻力同时增大,以利于降低着陆速度,缩短滑跑距离。
在现代飞机设计中,当襟翼的位置移到机翼的前缘,就变成了前缘襟翼。
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,虽然能够增大上翼面气流的流速,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。
B737-600的双开缝后缘襟翼
克鲁格襟翼(KruegerFlap):与前缘襟翼作用相同的还有一种克鲁格襟翼。
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。
前缘缝翼没有专门的操纵装置,副翼的作动是依靠驾驶盘的左右转动。
而襟翼、扰流板的操纵就在驾驶舱中央操纵台的油门杆两侧
扰流板(Spoiler):
有的称之为“减速板”、“阻流板”或“减升板”等,这些名称反映了它们的功能。
分为飞行、地面扰流板两种,左右对称分布,地面扰流板只能在地面才可打开,实际上扰流板是铰接在机翼上表面的一些液压致动板,飞行员操纵时可以使这些板向上翻起,增加机翼的阻力,减少升力,阻碍气流的流动达到减速、控制飞机姿态的作用。
在空中飞行时,扰流板可以降低飞行速度并降低高度。
只有一侧的扰流板动作时,作用相当于副翼,主要是协助副翼等主操作舵面来有效控制飞机做横滚机动
在飞机着陆在地面滑跑过程中时,飞行、地面扰流板会尽可能地张开,以确保飞机迅速减速。