飛機(jī)的“翼根”
圖:安-225
我們走近了機(jī)翼,已經(jīng)了解其外部形狀及理論上的功能,即機(jī)翼是飛機(jī)的重要組成部分,機(jī)翼的前緣和后緣加裝了很多改善或控制飛機(jī)氣動(dòng)力性能的裝置,這些裝置包括副翼、襟翼、縫翼。其作用都是在飛機(jī)起飛著陸中用來(lái)增加升力的。除了提供升力外,還有減速作用,鏈接在翼面上的擾流板,當(dāng)其向上打開時(shí),機(jī)翼阻力迅速增加,升力降低,速度減小,當(dāng)一個(gè)側(cè)翼打開時(shí),飛機(jī)就會(huì)向打開的一方傾側(cè)。其三就是給油箱和起落架艙提供安放位置。
機(jī)翼具有承受最大最強(qiáng)外力的能力,而把機(jī)翼分為四個(gè)部分,即翼根、前緣、后緣、翼尖。那么與機(jī)身相處的部分,即翼根,是機(jī)翼折肢的最重要部位。
也就是說(shuō),翼根是機(jī)翼和機(jī)身的結(jié)合部分,是機(jī)翼受力最大的部位,也是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度最強(qiáng)的部位。
根據(jù)機(jī)翼在機(jī)身上安裝的部位和形式,可以把飛機(jī)分為以下三種:
上單翼飛機(jī)(高單翼),即安裝在機(jī)身上部(背部);
中單翼飛機(jī)(中單翼),即安裝在機(jī)身中部;
下單翼飛機(jī)(低單翼),即安裝在機(jī)身下方(腹部)。
上單翼
大部分軍事運(yùn)輸機(jī)和使用螺旋槳?jiǎng)恿ρb置的運(yùn)輸飛機(jī)都采用上單翼飛機(jī)的布局
圖:上單翼是機(jī)翼在機(jī)身頂部的布局形式,常用于軍用運(yùn)輸機(jī)上。
優(yōu)點(diǎn):
1.上單翼設(shè)計(jì)使機(jī)翼離地間隙更大,懸吊發(fā)動(dòng)機(jī)的空間更大,遂而使發(fā)動(dòng)機(jī)離地間隙更遠(yuǎn)。
2.對(duì)于軍用運(yùn)輸機(jī)時(shí)常要在砂石、草地等簡(jiǎn)易跑道上的起落,上單翼設(shè)計(jì)讓飛機(jī)不易將跑道上的異物吸入發(fā)動(dòng)機(jī),損傷設(shè)備。
3.上單翼飛機(jī)還具有視野開闊的特點(diǎn)。向下的方向沒(méi)有機(jī)翼的遮擋,更易觀察到地面狀況,這對(duì)于時(shí)常要擔(dān)負(fù)空中投送任務(wù)的運(yùn)輸機(jī)來(lái)講十分關(guān)鍵。
4.空間問(wèn)題也是重要的考量因素,上單翼的設(shè)計(jì)能最大程度利用機(jī)身空間,減少對(duì)機(jī)體空間的擠占。貨艙內(nèi)部空間更為寬敞,直通式的貨艙能更好滿足大批量運(yùn)兵需求和大尺寸超長(zhǎng)超寬特種貨物運(yùn)輸需求
實(shí)例:中國(guó)的運(yùn)-20、美國(guó)的C-5“銀河”、C-17“環(huán)球霸王III”、C-130;前蘇聯(lián)的伊爾-76、安-124、安225;空中客車A-400M等世界主力軍用運(yùn)輸機(jī)都采用了上單翼。
中單翼
戰(zhàn)斗機(jī)應(yīng)用居多
圖:中單翼飛機(jī)就是指機(jī)翼安裝在機(jī)身中部的設(shè)計(jì)。
優(yōu)點(diǎn):
1.中單翼將機(jī)翼和機(jī)身一體化,優(yōu)化了飛機(jī)的氣動(dòng)外形結(jié)構(gòu),可有效的提升升力系數(shù)和機(jī)動(dòng)能力。
2.掛彈作業(yè)也是戰(zhàn)斗類飛機(jī)要考慮的。中單翼讓機(jī)翼離地有一定間隙和空間,但也能讓地勤人員更輕松的完成掛彈任務(wù)。
3.一體化的機(jī)翼設(shè)計(jì),可以不占用寶貴的機(jī)體空間,起落架也可布置在機(jī)翼下方來(lái)讓機(jī)體空間利用最大化。
實(shí)例:
殲-8、米格-21等都是中單翼設(shè)計(jì)。
下單翼
民航客機(jī)與運(yùn)輸機(jī)廣泛應(yīng)用
圖:下單翼飛機(jī)的機(jī)翼直接穿過(guò)機(jī)身。
優(yōu)點(diǎn):(民用客機(jī)對(duì)安全、舒適、航程、高經(jīng)濟(jì)性的要求)
1.機(jī)翼離地面近。起落架可以做短些,兩個(gè)主起落架之間距離較寬,增加了降落的穩(wěn)定性。
2.下單翼飛機(jī)的起落架很容易從翼下的起落架艙收放,從而減輕了重量。此外發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)翼離地面較近,做維修工作方便。
3.翼梁在飛機(jī)下部,機(jī)艙空間不受影響。
4.洲際客機(jī)的中央油箱、機(jī)翼油箱滿載燃油時(shí),下單翼的設(shè)計(jì)也可以提升機(jī)翼強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性;
5.民用客機(jī)不用考慮在惡劣機(jī)場(chǎng)起降的需求,也就對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)離地間隙沒(méi)有過(guò)多的設(shè)計(jì)考量。
6.從舒適度的角度上來(lái)講,下單翼飛機(jī)不占客艙空間,這樣一來(lái)給予了客艙設(shè)計(jì)布置很大的自由度。
7.下單翼的設(shè)計(jì)能一定程度上減少噪音對(duì)客艙的影響。
8.從安全的角度說(shuō),下單翼飛機(jī)離地更矮,緊急撤離時(shí)可以作為逃生通道,提升疏散效率。
9.高使用頻次的民航客機(jī),使下單翼更方便完成航前航后的檢查,這也是一大優(yōu)勢(shì)。
結(jié)論:
機(jī)翼的擺放位置體現(xiàn)了不同飛機(jī)為滿足不同任務(wù)而做出的不同設(shè)計(jì)。隨著技術(shù)的不斷更新迭代,翼根的位置與作用也會(huì)了生新的變化,如飛翼式布局等機(jī)翼誕生就說(shuō)明了事物是不斷發(fā)展與變化的,未來(lái)人類還有可能設(shè)計(jì)出更奇特的機(jī)翼布局,也是有可能的。
作者:胡鑫川
20221025
公眾號(hào):胡叔航空館
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