【簡介:】里面圖文并茂,很詳細(xì)的。
機(jī)翼是飛機(jī)的重要部件之一,安裝在機(jī)身上。其最主要作用是產(chǎn)生升力,同時也可以在機(jī)翼內(nèi)布置彈藥倉和油箱,在飛行中可以收藏起落架。另外,在機(jī)翼上還安
里面圖文并茂,很詳細(xì)的。
機(jī)翼是飛機(jī)的重要部件之一,安裝在機(jī)身上。其最主要作用是產(chǎn)生升力,同時也可以在機(jī)翼內(nèi)布置彈藥倉和油箱,在飛行中可以收藏起落架。另外,在機(jī)翼上還安裝有改善起飛和著陸性能的襟翼和用于飛機(jī)橫向操縱的副翼,有的還在機(jī)翼前緣裝有縫翼等增加升力的裝置。
由于飛機(jī)是在空中飛行的,因此和一般的運(yùn)輸工具和機(jī)械相比,就有很大的不同。飛機(jī)的各個組成部分要求在能夠滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的情況下盡可能輕,機(jī)翼自然也不例外,加之機(jī)翼是產(chǎn)生升力的主要部件,而且許多飛機(jī)的發(fā)動機(jī)也安裝在機(jī)翼上或機(jī)翼下,因此所承受的載荷就更大,這就需要機(jī)翼有很好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以承受這巨大的載荷,同時也要有很大的剛度保證機(jī)翼在巨大載荷的作用下不會過分變形。
機(jī)翼的基本受力構(gòu)件包括縱向骨架、橫向骨架、蒙皮和接頭。其中接頭的作用是將機(jī)翼上的載荷傳遞到機(jī)身上,而有些飛機(jī)整個就是一個大的飛翼,如B2隱形轟炸機(jī)則根本就沒有接頭。以下是典型的梁式機(jī)翼的結(jié)構(gòu)。
一、縱向骨架 機(jī)翼的縱向骨架由翼梁、縱檣和桁條等組成,所謂縱向是指沿翼展方向,它們都是沿翼展方向布置的。
* 翼梁是最主要的縱向構(gòu)件,它承受全部或大部分彎矩和剪力。翼梁一般由凸緣、腹板和支柱構(gòu)成(如圖所示)。凸緣通常由鍛造鋁合金或高強(qiáng)度合金鋼制成,腹板用硬鋁合金板材制成,與上下凸緣用螺釘或鉚釘相連接。凸緣和腹板組成工字型梁,承受由外載荷轉(zhuǎn)化而成的彎矩和剪力。
* 縱檣與翼梁十分相像,二者的區(qū)別在于縱檣的凸緣很弱并且不與機(jī)身相連,其長度有時僅為翼展的一部分??v檣通常布置在機(jī)翼的前后緣部分,與上下蒙皮相連,形成封閉盒段,承受扭矩。靠后緣的縱檣還可以懸掛襟翼和副翼。
* 桁條是用鋁合金擠壓或板材彎制而成,鉚接在蒙皮內(nèi)表面,支持蒙皮以提高其承載能力,并共同將氣動力分布載荷傳給翼肋。
二、橫向骨架 機(jī)翼的橫向骨架主要是指翼肋,而翼肋又包括普通翼肋和加強(qiáng)翼肋,橫向是指垂直于翼展的方向,它們的安裝方向一般都垂直于機(jī)翼前緣。
* 普通翼肋的作用是將縱向骨架和蒙皮連成一體,把由蒙皮和桁條傳來的空氣動力載荷傳遞給翼梁,并保持翼剖面的形狀。
* 加強(qiáng)翼肋就是承受有集中載荷的翼肋。
隨著現(xiàn)代航空技術(shù)的進(jìn)步,新的飛行動力理論的應(yīng)用,飛機(jī)機(jī)身的外形也呈現(xiàn)千姿百態(tài),變化多端,如隱身戰(zhàn)斗機(jī)所使用的機(jī)翼和機(jī)身融為一體的翼身融合體;除去機(jī)身和尾翼的飛翼;除去機(jī)翼的升力體機(jī)身;以汽車作為機(jī)身的汽車飛機(jī)等等。
三、蒙皮 蒙皮是包圍在機(jī)翼骨架外的維形構(gòu)件,用粘接劑或鉚釘固定于骨架上,形成機(jī)翼的氣動力外形。蒙皮除了形成和維持機(jī)翼的氣動外形之外,還能夠承受局部氣動力。早期低速飛機(jī)的蒙皮是布質(zhì)的,而如今飛機(jī)的蒙皮多是用硬鋁板材制成的金屬蒙皮。
* 按機(jī)翼的數(shù)量分類:可分為單翼機(jī)、雙翼機(jī)、多翼機(jī)等;
* 按機(jī)翼的平面形狀分類:可分為平直翼、后掠翼、前掠翼、三角翼等等;
* 按機(jī)翼的構(gòu)造形式分類:可分為構(gòu)架式、梁式、壁板式、整體式等等。
此外,機(jī)翼的剖面形狀也是多種多樣,隨著生產(chǎn)技術(shù)以及流體力學(xué)的發(fā)展,從早期的平直矩形機(jī)翼剖面到后來的流線形剖面、菱形剖面,機(jī)翼的升力性能越來越好,相反受到的空氣阻力越來越小,也就是說機(jī)翼的升力系數(shù)越來越大,相同面積的機(jī)翼所產(chǎn)生的升力就越來越大。
盡管機(jī)翼的外形五花八門、多種多樣,然而,不論采用什么樣的形狀,設(shè)計者都必須使飛機(jī)具有良好的氣動外形,并且使結(jié)構(gòu)重量盡可能的輕。所謂良好的氣動外形,是指升力大、阻力小、穩(wěn)定操縱性好。以下是用來衡量機(jī)翼氣動外形的主要幾何參數(shù)
翼展:翼展是指機(jī)翼左右翼尖之間的長度,一般用l表示。
翼弦:翼弦是指機(jī)翼沿機(jī)身方向的弦長。除了矩形機(jī)翼外,機(jī)翼不同地方的翼弦是不一樣的,有翼根弦長b0、翼尖弦長b1。一般常用的弦長參數(shù)為平均幾何弦長bav,其計算方法為:bav=(b0+b1)/2。
展弦比:翼展l和平均幾何弦長bav的比值叫做展弦比,用λ表示,其計算公式可表示為:λ=l/ bav。同時,展弦比也可以表示為翼展的平方于機(jī)翼面積的比值。展弦比越大,機(jī)翼的升力系數(shù)越大,但阻力也增大,因此,高速飛機(jī)一般采用小展弦比的機(jī)翼。
后掠角:后掠角是指機(jī)翼與機(jī)身軸線的垂線之間的夾角。后掠角又包括前緣后掠角(機(jī)翼前緣與機(jī)身軸線的垂線之間的夾角,一般用χ0表示)、后緣后掠角(機(jī)翼后緣與機(jī)身軸線的垂線之間的夾角,一般用χ1表示)及1/4弦線后掠角(機(jī)翼1 /4弦線與機(jī)身軸線的垂線之間的夾角,一般用χ0.25表示)。如果飛機(jī)的機(jī)翼向前掠,則后掠角就為負(fù)值,變成了前掠角。
根梢比:根梢比是翼根弦長b0與翼尖弦長b1的比值,一般用η表示,η=b0/b1。
相對厚度:相對厚度是機(jī)翼翼型的最大厚度與翼弦b的比值。
除此之外,機(jī)翼在安裝時還可能帶有上反角或者下反角。
上反角是指機(jī)翼基準(zhǔn)面和水平面的夾角,當(dāng)機(jī)翼有扭轉(zhuǎn)時,則是指扭轉(zhuǎn)軸和水平面的夾角。當(dāng)上反角為負(fù)時,就變成了下反角(Cathedral angle)。
機(jī)身 飛機(jī)機(jī)身的功用主要是裝載人員、貨物、燃油、武器、各種裝備和其他物資,它還可用于連接機(jī)翼、尾翼、起落架和其他有關(guān)的構(gòu)件,并把它們連接成為一個整體。
按照機(jī)身的功用,首先在使用方面,應(yīng)要求它具有盡可能大的空間,使它的單位體積利用率最高,以便能裝載更多的人和物資,同時連接必須安全可靠。應(yīng)有良好的通風(fēng)加溫和隔音設(shè)備;視界必須廣調(diào),以利于飛機(jī)的起落。
其次在氣動方面,它的迎風(fēng)面積應(yīng)減小到最小,表面應(yīng)光滑,形狀應(yīng)流線化而沒有突角和縫隙,以便盡可能地減小阻力。
另外,在保證有足夠的強(qiáng)度、剛度和抗疲勞的能力情況下,應(yīng)使它的重量最輕。對于具有氣密座艙的機(jī)身,抗疲勞的能力尤為重要。
飛機(jī)機(jī)身的型式一般有機(jī)身型、船身型和短艙型,機(jī)身型是陸上飛機(jī)的機(jī)體,水上飛機(jī)機(jī)體一般采用船身型,至于短艙型則是沒有尾翼的機(jī)體,它包括雙機(jī)身和雙尾撐。
另外,二戰(zhàn)中還有一種偵察/轟炸飛機(jī),介于雙機(jī)身和雙尾撐形式之間:一側(cè)機(jī)身有座艙,另一側(cè)機(jī)身則連接尾翼,這種不對稱布局在飛機(jī)上較少見。機(jī)身的外形和發(fā)動機(jī)的類型、數(shù)目及安裝位置有關(guān)。例如活塞發(fā)動機(jī)螺旋槳式飛機(jī)的機(jī)身,就與噴氣式發(fā)動機(jī)飛機(jī)的機(jī)身有所不同。
從機(jī)身外形來看,不外乎側(cè)面形狀和剖面形狀兩種。側(cè)面形狀一般為拉長的流線體。現(xiàn)代飛機(jī)的側(cè)面形狀受到駕駛艙的很大影響。有的駕駛艙平滑地露于氣流之中,有的則埋藏在機(jī)身之內(nèi),前者多用于中小型飛機(jī),后者多用于大型飛機(jī)。
現(xiàn)代超音速戰(zhàn)斗機(jī)根據(jù)跨音速飛行的阻力特點,首先采用了跨音速面積律,即安裝機(jī)翼部位的機(jī)身截面適當(dāng)縮小,形成蜂腰機(jī)身;其次它的機(jī)頭往往做得很尖,或者在頭部用空速管作為激波桿,遠(yuǎn)遠(yuǎn)地伸出在迎面氣流之中。這也有助于削弱激波的強(qiáng)度,減小波阻;第三是隨著速度的不斷增長,飛機(jī)機(jī)身的“長細(xì)比”不斷增大,即用細(xì)而長的旋轉(zhuǎn)體作機(jī)身。現(xiàn)代超音速飛機(jī)機(jī)身的長細(xì)比已超過10。所謂長細(xì)比即是機(jī)身長度與機(jī)身剖面的最大直徑的比值,這一比值越大,則機(jī)身越細(xì)越長。而且隨著速度的提高,飛機(jī)機(jī)身相對于機(jī)翼尺寸也越來越大。
還有些超音速飛機(jī)為了減小阻力,盡量將駕駛艙埋藏于機(jī)身外形輪廓線之內(nèi)。這樣就使得飛機(jī)在著陸時座艙視界大大惡化。為了改善這種情況,就將機(jī)頭做成活動的,著陸時可以下垂。例如“協(xié)和”號超音速旅客機(jī)機(jī)頭就可下垂17.5度。
其機(jī)頭可有三種狀態(tài)。超音速飛行時,機(jī)頭呈流線形;亞音速飛行時,檔整流罩放下,以擴(kuò)大駕駛員的視界;進(jìn)場和著陸時則全部下垂,駕駛員視界就更擴(kuò)大了。常用的機(jī)身剖面形狀有圓、橢圓、方、梯形等,這些形狀適用于不同用途及速度范圍的飛機(jī)。例如低速飛機(jī)可用方形,而具有氣密座艙的高亞音速大型客機(jī),則多用圓形或橢圓形。噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)一般采用不規(guī)則的形狀。
隨著現(xiàn)代航空技術(shù)的進(jìn)步,新的飛行動力理論的應(yīng)用,飛機(jī)機(jī)身的外形也呈現(xiàn)千姿百態(tài),變化多端,如隱身戰(zhàn)斗機(jī)所使用的機(jī)翼和機(jī)身融為一體的翼身融合體;除去機(jī)身和尾翼的飛翼;除去機(jī)翼的升力體機(jī)身;以汽車作為機(jī)身的汽車飛機(jī)等等。