飛機(jī)機(jī)身主要包含哪些部分
飛機(jī)能夠克服重力升空,這讓普通人感覺(jué)它們有些神秘。不過(guò),只要你從飛行原理開(kāi)始學(xué)習(xí),很快就能揭開(kāi)飛機(jī)的奧秘。飛機(jī)的一些基本結(jié)構(gòu),和它們一個(gè)世紀(jì)前的先輩依舊相似。雖然后來(lái)技術(shù)有所改進(jìn),但許多系統(tǒng)(例如發(fā)動(dòng)機(jī))的設(shè)計(jì)與 1930 年代基本相同。
本文所介紹部件(如上圖):
機(jī)身(fuselage)
機(jī)翼(wing)
機(jī)翼支柱(wing strut)
副翼(aileron)
襟翼(flaps)
起落架(landing gear)
尾翼(empennage)
垂直安定面(vertical stabilizer)
水平安定面(horizontal stabilizer)
方向舵(rudder)
升降舵(elevator) 和升降舵調(diào)整片(elevator trim tab)
擋風(fēng)玻璃(windshield)
艙門(door)
螺旋槳(propeller)
發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩(engine cowl)
油箱(fuel tanks)
天線(antennaa)
靜壓口(static port)
皮托管(pitot tube)
失速警告器(stall warning)
接下來(lái),我們將進(jìn)行逐一講解。
機(jī)身(fuselage)
機(jī)身是飛機(jī)的主要部分,用于容納機(jī)組人員、乘客和貨物,飛機(jī)的所有其他構(gòu)造都連接到身。
最常見(jiàn)的機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)稱為單體殼,通常由鋁制成。
機(jī)翼(wing)
機(jī)翼是飛機(jī)的主要升空裝置,可以安裝在機(jī)身的上部、中部或下部。
大多數(shù)塞斯納飛機(jī),例如 塞斯納172,都被稱為上單翼飛機(jī),因?yàn)樗鼈兊臋C(jī)翼位于機(jī)身上部。
機(jī)翼支柱(wing strut)
許多上單翼飛機(jī)都有支架,也被稱為機(jī)翼支柱,它可以將飛行和著陸的力量從機(jī)翼傳遞到機(jī)身。
機(jī)翼支柱通常連接機(jī)翼中部,并連接機(jī)身底部,這種類型的設(shè)計(jì)被稱為半懸臂。
副翼(ailerons)
在機(jī)翼的后部或后緣,從大約中點(diǎn)到翼尖,被稱為副翼的控制面。
每個(gè)副翼都與另一個(gè)副翼朝相反的方向活動(dòng),這會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)致飛機(jī)滾轉(zhuǎn)的空氣動(dòng)力。
左右轉(zhuǎn)動(dòng)操縱桿,就像使用汽車方向盤一樣,可以控制副翼。
襟翼(flaps)
襟翼也位于機(jī)翼后緣,但是在機(jī)翼內(nèi)側(cè),在副翼和機(jī)身之間。
在巡航飛行期間,襟翼與機(jī)翼齊平,但在著陸時(shí),它們會(huì)同時(shí)向下移動(dòng),從而產(chǎn)生額外的升力和阻力,這使得飛機(jī)能夠在空速不變的情況下以更陡的角度下降,從而縮短著陸滑行的長(zhǎng)度。
起落架(landing gear)
起落架裝有輪子,在飛機(jī)停放、滑行、起飛和著陸時(shí)起支撐作用。大多數(shù)通航飛機(jī)的起落架都有三個(gè)輪子,兩個(gè)主輪連接機(jī)身,第三個(gè)輪子連接機(jī)身前部或后部。
如果第三個(gè)輪子安裝在機(jī)身后部,則被稱為尾輪,這種配置稱為“常規(guī)起落架”。
傳統(tǒng)的起落架第三個(gè)輪子連接方向舵,并隨著方向舵的操控而移動(dòng),在地面上控制轉(zhuǎn)向。上世紀(jì)五十 年代之前大多數(shù)經(jīng)典飛機(jī)都使用傳統(tǒng)起落架布局。
如果第三個(gè)輪子連在機(jī)頭上,則稱為前輪,這種配置稱為“三輪起落架”。前輪連接方向舵踏板并控制地面轉(zhuǎn)向。
機(jī)身中部的兩個(gè)主輪還包含常規(guī)和三輪齒輪飛機(jī)的制動(dòng)器,并且是單獨(dú)控制的,被稱為差速制動(dòng)。制動(dòng)器通常用于停住飛機(jī),但由于它們是單獨(dú)控制的,因此也可用于輔助轉(zhuǎn)向。
尾翼(empennage)
尾翼位于機(jī)身后部,整個(gè)尾翼組由垂直安定面、水平安定面、方向舵、升降舵組成。
垂直安定面(vertical stabilizer)
垂直安定面是尾翼垂直的部分,方向舵連接其中。其最頂部有尾部航行燈和信標(biāo)。
方向舵是垂直安定面的控制面,用于控制飛機(jī)的左右運(yùn)動(dòng),即偏航。
方向舵由駕駛艙內(nèi)兩個(gè)腳踏板,即腳舵所控制。制動(dòng)控制裝置通常集成在腳舵中,使用其頂部的鉸鏈桿來(lái)控制。
水平安定面(horizontal stabilizer)
水平安定面是尾翼的水平,分布于左右兩側(cè),升降舵連接其中。
升降舵連接到水平安定面的后部,用來(lái)控制飛機(jī)的俯仰或上下運(yùn)動(dòng),由操縱桿的前后運(yùn)動(dòng)控制。向前推動(dòng)操縱桿會(huì)使飛機(jī)向下傾斜,向后拉動(dòng)操縱桿會(huì)使飛機(jī)向上傾斜。一些尾翼將升降舵與水平安定面連接在一起。
升降舵調(diào)整片(elevator trim tab)
升降舵調(diào)整片是控制水平安定面后緣的可活動(dòng)的小葉片。此裝置也可以安裝在方向舵、升降舵或副翼上,用于減少操縱桿和腳舵的控制壓力。
擋風(fēng)玻璃(windshield)
被時(shí)速100+km的風(fēng)拍在臉上是任何人都不想體會(huì)的經(jīng)歷,因此飛機(jī)設(shè)計(jì)師使用擋風(fēng)玻璃來(lái)保護(hù)飛行員和乘客。擋風(fēng)玻璃通常是一塊透明的模制塑料,安裝在機(jī)身前部。
許多擋風(fēng)玻璃都配備了磁羅盤,它的位置和飛行員視線平齊以方便查看,有的飛機(jī)還配有外部氣溫 (OAT) 計(jì)。
機(jī)艙門(door)
機(jī)艙門是乘客和機(jī)組人員進(jìn)入飛機(jī)的入口,就像汽車車門一樣。有些飛機(jī)安裝了兩扇門,為了減輕重量還有些飛機(jī)通常只有一扇門。
機(jī)艙門可以從里面鎖上,為了安全起見(jiàn)可以鎖好,就像汽車門一樣。
螺旋槳(propeller)
螺旋槳連接到飛機(jī)前部的發(fā)動(dòng)機(jī),是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸送到空氣中以實(shí)現(xiàn)飛行的主要方法。
螺旋槳由兩個(gè)或多個(gè)專門設(shè)計(jì)的葉片組成,螺旋槳葉片每轉(zhuǎn)一圈都會(huì)吸入一定空氣,將其轉(zhuǎn)化為向前運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。
大多數(shù)小型飛機(jī)都是固定的螺旋槳,無(wú)法調(diào)整,而其他類型的螺旋槳可以改變螺距,以吸入不同量的空氣, 這可以使飛機(jī)飛行效率更高,并減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力。
發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩(engine cowl)
發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩將發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件籠罩在氣流中,以減少阻力并幫助發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻。有些整流罩采用鉸鏈連接,以便于維護(hù),而有些則僅提供用于檢查機(jī)油的檢修面板,并且必須完全拆下以進(jìn)行維護(hù)。大多數(shù)整流罩使用少量四分之一轉(zhuǎn)螺釘固定在機(jī)身上,因此不需要花費(fèi)太多時(shí)間來(lái)拆卸。
油箱(fuel tanks)
油箱位于機(jī)翼的內(nèi)部,通常在機(jī)翼支柱前面,或者在主翼支柱和后翼支柱之間。油箱 通常有兩個(gè),每個(gè)機(jī)翼各配一個(gè),并且由于燃料的密度和重量的原因,安裝在機(jī)翼內(nèi)側(cè)。當(dāng)重量在內(nèi)側(cè)時(shí),飛機(jī)所受向心力更小,側(cè)傾率更能保持一致,控制起來(lái)也更輕松。
在上單翼飛機(jī)上,油箱位于感應(yīng)系統(tǒng)上方,可以利用重力為發(fā)動(dòng)機(jī)供油。駕駛艙內(nèi)的一個(gè)閥門控制著哪個(gè)油箱為發(fā)動(dòng)機(jī)供油,可以是左油箱、右油箱,或者是兩個(gè)油箱都供油。
天線(antennas)
現(xiàn)代飛機(jī)中使用不同類型的無(wú)線電和技術(shù),因此天線是必不可少的。
飛機(jī)有許多不同類型的天線,它們的設(shè)計(jì)是基于使用者的要求。
飛機(jī)的無(wú)線電系統(tǒng)通常是VHF超高頻通話,使用的是單極天線,類似于老式汽車的天線,用來(lái)傳輸和接收信號(hào)。
GPS 天線很小,呈淚滴狀,位于機(jī)身頂部,可以獲取衛(wèi)星數(shù)據(jù)。其他類型的天線,例如用于 ILS 系統(tǒng)的天線,有的位于機(jī)身底部。
天線有多種形狀和尺寸,但都必須很薄并符合空氣動(dòng)力學(xué)特性,以最大程度地減少阻力。
靜壓口(static port)
靜壓口是機(jī)身側(cè)面的一個(gè)小孔,能夠使外部氣壓進(jìn)入機(jī)身內(nèi)對(duì)應(yīng)的儀器??账僦甘酒?(ASI)、垂直速度指示器 (VSI) 和高度計(jì)均使用來(lái)自靜壓口的氣流來(lái)計(jì)量。
駕駛艙內(nèi)通常會(huì)有備用靜壓口,以防止外側(cè)的靜壓口出現(xiàn)堵塞的狀況。
皮托管(pitot tube)
皮托管是一根小的中空金屬管,通常位于左機(jī)翼底部,迎向外部氣流。快速流動(dòng)的氣流沖擊皮托管前部的一個(gè)小孔,產(chǎn)生沖壓空氣效應(yīng)并增加皮托管內(nèi)的空氣壓力。加壓空氣被送入高度計(jì),并與從靜壓口進(jìn)入的靜態(tài)空氣進(jìn)行比較。壓縮空氣和靜態(tài)空氣的差異在 ASI 上顯示為指示空速。
失速警告指示器(stall warning)
當(dāng)失速速度在每小時(shí)幾英里以內(nèi)時(shí),失速警告系統(tǒng)會(huì)向飛行員發(fā)出警報(bào)。
最簡(jiǎn)單的失速警告系統(tǒng)是機(jī)翼上的一個(gè)小孔,該孔連接到位于駕駛艙內(nèi)的簧片和揚(yáng)聲器擋板。在高迎角和低空速的情況下,小孔周圍的低壓會(huì)產(chǎn)生吸力。這種吸力會(huì)激活一個(gè)小簧片,就像在管樂(lè)器中的簧片一樣,并通過(guò)揚(yáng)聲器放大簧片的振動(dòng),從而產(chǎn)生煩人的嗡嗡聲,就像高音卡祖笛一樣。
簡(jiǎn)易簧片失速警告系統(tǒng)不需要電力,不過(guò)一些飛機(jī)制造商使用閥門和開(kāi)關(guān)的系統(tǒng)需要連接電路。兩種類型的失速警告系統(tǒng)都可以而且應(yīng)該在飛行前進(jìn)行測(cè)試??梢杂貌忌w住孔并吸氣來(lái)測(cè)試簧片系統(tǒng)。
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