飞机机翼各部分图解及专业术语讲课教案
第6讲翼面结构35页PPT
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2、结构质量力:机翼本身结构的质量力 qc,也是分布载荷。
3、接点载荷:连接在机翼上的其它部件传来的力和布置在机翼内 外各种装载产生的质量力。除了在以翼箱作为整体油箱情况下 燃油产生的载荷是分布载荷外,一般这些载荷均是通过几个连 接点,以集中力形式传给机翼主要结构的,其中有些力的数值 可能很大。
图4-2 机翼的总体内力
不考虑Qh和 Mh,只考虑Qn, Mn
和Mt ,并且将它们简写为 Q、
M 和 Mt 。
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❖ 机翼任一剖面中的分布载荷所引起的剪力和弯矩为
Qlz/2qdzPi Mlz/2Qdz
式中 q = qa - qc l / 2 —机翼半展长
❖ 分布载荷引起的剖面扭矩
Mt lz/2mtdz
金属蒙皮
整体蒙皮
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2、翼肋 普通翼肋的直接功用是形成机翼剖面所需的形状。它与长桁、蒙皮 相连,并以自身平面内的刚度给长桁、蒙皮提供垂直方向的支持。
加强翼肋也具有上述作用,但其主要是用来承受自身平面内的较大 集中载荷,或由于结构不连续(如大开口)引起的附加剪流。
3、翼梁 由腹板和缘条组成。是单纯的受 力件,承受剪力Q和弯矩M。 翼梁大多数在根部与机身固接。
机翼的主要要求:气动、强度、刚度、寿命、重量要求是主要要 求。这是由机翼的功用、载荷和外形特征因素所 决定的。
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机翼的主要要求(1)
1) 气动要求:机翼主要用于产生升力,因此主要是空气动力 方面的要求。机翼的气动特性由其外形参数(展弦比λ、相 对厚度c、后掠角χ等)来保证,这些参数在总体设计时已 经确定。结构设计时,则从强度、刚度、表面光滑度等各 方面保证机翼气动外形要求。
第三节 飞机的基本结构PPT课件
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师:XXXXXX XX年XX月XX日
4.收放机构
收放动作筒——液压动作筒 收放位置锁 舱门机构及协调机构 收放信号装置 地面安全装置 应急放下装置
5.减震装置
轮胎
低压、中压、高压
减震器
弹簧减震器 油气减震器
油气减震器
冲击能量-转换为-热能
6.制动装置
刹车片 “点刹”-防抱死(ABS)
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
增升装置
3.后缘
副翼
用来操纵飞机侧倾,偏转较大
襟翼
增升作用
4.翼尖
扰流板
机翼的结构
二、机身
两头小中间大的流线体 驾驶舱、客舱/货舱 连接机翼、尾翼
三、尾翼
1.水平尾翼 2.垂直尾翼
作用:保证飞机在三个轴的方向稳定性和操纵性
1.水平尾翼
水平安定面 升降舵
第三节 飞机的基本结构 -机体
机体
机身 机翼 尾翼 起落架
一、机翼
翼根 前缘 后缘 翼尖
1.翼根
机翼和机身结合部分 机翼受力最大的部位(结构强度最强)
机翼升力vs机身重力
1)机翼在机身的位置
上单翼 中单翼 下单翼
上单翼
优点
干扰阻力小 向下视野好 发动机离地高 侧向稳定性好
飞机翼型教学 PPT课件
1.1 翼型的几何参数和翼型研究的发展简介 1.2 翼型的空气动力系数 1.3 低速翼型的低速气动特性概述 1.4 库塔-儒可夫斯基后缘条件及环量的确定 1.5 任意翼型的位流解法 1.6 薄翼型理论 1.7 厚翼型理论 1.8 实用低速翼型的气动特性
EXIT
1.1 翼型的几何参数及其发展
EXIT
1.3 低速翼型的低速气动特性概述
(4)随着迎角的增大,驻点逐渐后移,最大速度点越靠近前 缘,最大速度值越大,上下翼面的压差越大,因而升力越大。 (5)气流到后缘处,从上下翼面平顺流出,因此后缘点不一 定是后驻点。
EXIT
1.3 低速翼型的低速气动特性概述
2、翼型绕流气动力系数随迎角的变化曲线 一个翼型的气动特性,通常用曲线表示。有升力系数曲
EXIT
1.1 翼型的几何参数及其发展
美国的赖特特兄弟 所使用的翼型与利林 塔尔的非常相似,薄 而且弯度很大。这可 能是因为早期的翼型 试验都在极低的雷诺 数下进行,薄翼型的 表现要比厚翼型好。
EXIT
1.1 翼型的几何参数及其发展
随后的十多年里,在反复试验的基础上研制出了大量翼 型,有的很有名,如RAF-6, Gottingen 387,Clark Y。 这些翼型成为NACA翼型家族的鼻祖。
例:
NACA
中弧线 0:简单型 1:有拐点
:来流与前缘中弧线平行时的理论升力系数
EXIT
1.1 翼型的几何参数及其发展
1939年,发展了NACA1系列层流翼型族。其后又相继 发展了NACA2系列,3系列直到6系列,7系列的层流翼型 族层。流翼型是为了减小湍流摩擦阻力而设计的,尽量使上翼 面的顺压梯度区增大,减小逆压梯度区,减小湍流范围。
机翼及翼型的基本知识翼型绕流图画ppt课件
中弧线上最高点的y向坐标f来表示,通常取相对值,其弦
向位置用xf来表示 ff c
xf xf c
翼型的弯度反映了上下翼面外凸程度差别的大。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
引言
按其几何形状,翼型分为两大类:一类是圆头尖 尾的,用于低速、亚音速和跨音速飞行的飞机机 翼,以及低超音速飞行的超音速飞机机翼;另一 类是尖头尖尾的,用于较高超音速飞行的超音速 飞机机翼和导弹的弹翼。
本章中,围绕低速翼型 的气动特性,主要介绍, 翼型的几何参数和翼型 的绕流图画和实用翼型 的一般气动特性等内容。
前缘
最大厚度
最大中弧高 上表面
中弧线
后缘
前缘半 径
Байду номын сангаас
翼弦
下表面 弦长
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
翼面的无量纲坐标
➢ 坐标原点位于前缘,x轴沿弦线向后,y轴向上,翼型上下
引言
机翼一般都有对称面。平行于机翼的对称面截得 的机翼截面,称为翼剖面,通常也称为翼型。
翼型的几何形状是机翼的基本几何特性之一。翼 型的气动特性,直接影响到机翼及整个飞行器的 气动特性,在空气 动力学理论和飞行 器中具有重要的地位。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第一位数字2—— f 2%
飞机结构讲解介绍课件
飞机检修的周期和内容
定期检修
根据飞机的类型和飞行小时数, 飞机需要进行定期检修,包括起 落架、发动机、机翼等关键部件
的检查和维修。
飞行前检查
每次飞行前,机组人员会对飞机进 行简短的目视检查,确保没有明显 的损坏或异常情况。
飞行后检查
每次飞行后,机组人员会对飞机进 行详细检查,包括发动机、起落架、 机身等部分,确保飞机在下次飞行 前处于良好状态。
起落架的材料和制造工 艺
要点一
总结词
要点二
详细描述
起落架材料多为高强度铝合金或复合材料,制造工艺涉及 精密铸造和焊接等。
高强度铝合金具有轻质、高强度和耐腐蚀等优点,广泛应 用于起落架制造。复合材料则具有更高的强度和刚度,适 用于现代高性能飞机的起落架。制造工艺涉及精密铸造、 焊接、机械加工等多种技术,以确保起落架的精度和可靠性。
飞机结构的维修和保养
表面清洁
定期对飞机表面进行清洁,去除尘土、 污垢和鸟粪等污染物,保持飞机外观 整洁。
防腐处理
对飞机的金属部分进行防腐处理,如 喷涂防锈漆、涂抹防腐剂等,以延缓 腐蚀过程。
紧固件检查与更换
定期检查飞机的紧固件,如螺丝、铆 钉等,如有松动或损坏及时更换。
结构损伤修复
对于发现的飞机结构损伤,如裂纹、 凹陷等,及时进行修复或更换受损部 件。
转运动。
起落架
用于起飞、降落和地面滑行, 由支柱、轮子和减震器等组成。
飞机结构分类
01
02
03
按机翼数目
可分为单翼机、双翼机和 多翼机。
按机翼固定方式
可分为固定翼机和旋翼机。
按用途
可分为民用飞机、军用飞 机和通用航空器等。
飞机结构材料
飞机结构简介ppt课件
(2)方向舵
方向舵是垂直尾翼中可操纵的翼面部分,其作用是 对飞机进行偏航操纵。
操纵原理:当飞机需要左转飞行时,驾驶员就会操纵方 向舵向左偏转,此时方向舵所受到的气动力就会产生 一个使机头向左偏转的力矩,飞机的航向也随之改变。 同样,如果驾驶员操纵方向舵向右偏转,飞机的机头 就会在气动力矩的作用下向右转。
➢ 在重量方面 在保证有足够的强度、刚度和抗疲劳的能力情况下,应 使它的重量最轻。对于具有气密座舱的机身,抗疲劳的 能力尤为重要。
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机身的结构形式 机身通常由大梁、桁条、隔框和蒙皮等组成。
早期的、低速小飞机普遍采用构架式机身; 目前的飞机则广泛采用了薄壳式机身。
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二、机翼(wing)
➢ 功用: 1. 产生升力 (主要作用) 2. 使飞机具有横侧安定
性和操纵性 3. 安装发动机、起落架、
油箱及其它设备
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机翼的四个部分
➢ 翼根 ➢ 前缘 ➢ 后缘 ➢ 翼尖
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(1)结构组成
翼梁、翼肋、桁条、蒙皮
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(2)分类
根据机翼在机身上安装的部位和形式, 飞机可以分为
➢ 上单翼飞机(安装在机身上部) ➢ 中单翼飞机(安装在机身中部) ➢ 下单翼飞机(安装在机身下方) 目前的民航运输机大部分为下单翼飞机 几个机翼部件的名词解释
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地面扰流板打开
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三、尾翼
➢ 尾翼是飞机尾部的水平尾翼和垂直尾翼的统称. 垂直尾翼: 固定的垂直安定面和 可偏转的方向舵组成。 水平尾翼: 固定的水平安定面和 可偏转的升降舵组成。
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(1)垂直安定面
作用:是使飞机在偏航方向上(即飞机左转或右转)具有 静稳定性。 垂直安定面是垂直尾翼中的固定翼面部分。 操纵原理:当飞机受到气流的扰动,机头偏向左或右时, 此时作用在垂直安定面上的气动力就会产生一个与偏转 方向相反的力矩,使飞机恢复到原来的飞行姿态。而且 一般来说,飞机偏航得越厉害,垂直安定面所产生的恢 复力矩就越大
飞机翼型科普ppt课件
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不过前掠翼也有一个本质缺陷:就是气动弹性发散问题。机翼不是刚性 的,是有一定的弹性的。
气流流过翼面产生升力,升力作用于机翼,因此翼尖有一个以翼根为支点 上扭的趋势。由于前掠翼的支点在翼尖之后,前掠翼的翼尖有一个天然的 向后上方扭转的趋势,上扬导致局部机翼迎角增加,产生更大的升力,进 一步加剧向后上方的扭转。
如果不加控制,结构很快会由于过
度扭曲而损坏。后掠翼的支点在翼尖之 前,翼尖在升力作用下有一个天然的向 前上方扭转的趋势,局部迎角减小,就 没有这个问题。在早期,由于材料的限 制,前掠翼无法解决气动弹性发散问题, 后掠翼成为唯一的选择。复合材料出现 之后,可以通过所谓“气动弹性剪裁”, 也就是通过纤维走向的巧妙安排,使结 构刚性在法向高于展向,巧妙地克服气 动弹性发散引起的问题。
F-18
F-22
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五、变后掠翼
大后掠翼、三角翼、梯形翼的起飞、着陆速度和机动性都不及平直翼, 但平直翼的高速飞行阻力太大,那通过机械手段,使机翼的后掠角可以 在飞行中按需要随意改变,岂不两全其美?这就是变后掠翼的由来
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变后掠翼的概念看似简单,实现起来问题一大堆。首先有飞行稳定性的问题。 随着机翼后掠角的增加,升力中心逐步后移,很快就有升力中心远离重心的问 题,即使超级巨大的平尾能压住,也将带来巨大的阻力,得不偿失。为了减小 升力中心的移动,变后掠翼只能一分两段,铰链设置在固定的内段外侧,而活 动的外段减小,牺牲变后掠翼的效果来简化工程设计。 苏-17 为了最大限度地减小飞行稳定性问题,活动段只占翼展的一半;F-14 的 活动段比例大一点,但依然有一个很大的固定段。变后掠翼还有很多具体问题: 翼下起落架不容易找地方生根,活动段内无法设计翼内油箱使总的翼内油箱空 间大减,翼下武器挂架需要随活动段同步转动才能保持挂载的武器指向前方, 加上变后掠翼固有的机械问题,变后掠翼最后会变的很重,极大地抵消了变后 掠翼的气动优势。
飞机结构设计 翼面结构PPT学习教案
1、 梁 的 构 造 形式和 常用的 剖面形 状
梁的构造形式
构架式 腹板式
梁分析的简化假设:梁 腹 板 简 化 成 只 受 剪 力的 板,上 、下缘 条则作 为杆, 用来承 受一对 轴力。 理 由 : 缘 条 厚度一 般远比 梁的总 高度小 ,腹板 厚度远 比缘条 厚度小 。
在老式低速飞机上曾经使用 组合式 整体锻造式
翼尖部分弦长下降快,一般采用单块式或整体结构。
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2021/8/22
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实例
(3)三角机翼的受力型式
机 种 F-86D 米格-15 F-104 波音-707 L-29 幻影-Ⅲ
平面形状 后掠 后掠
平直
后掠 平直 三角形
相对厚度 11.5% 10.4% 3.36% 12% 17% 4%
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三、机翼结构设计的步骤
打样设计
机翼结构设计
详细设计
Today the design mission relies on CAD system, and then the drawing is not so important.
机翼内部安排、确定设计分离面、 选择结构型式、布置主要受力构件 、绘制机翼理论图及打样图。
耳片接头的几种形式
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假设略去后掠角和梯形比的影响,估算时近似地把后掠机翼简化为平直矩 形机翼,同时略去机身段的影响,后掠、平直机翼相对载荷估算公式为 (主要 从受压区的情况进行分析)
利用翼载和过载系数估算机翼对称面 上的最大弯矩
M 1 G Sn l 1 nG lS 2S 4 8 S
相对载荷为
H 0.8H 0.8Cb, B 0.6b
总结
结论 仅就相对载荷和有效高度比这两个参数而言, 对于梯形
《民航概论》课件--飞机的基本结构
飞机的基本结构--机体一、机翼产生升力的主要来源安放油箱,起落架舱翼展: the distance from wing-tip to wing-tip 翼型:机翼剖面机翼的四部分:翼根,前缘,后缘,翼尖翼根:wing-root 承受机身重力承受由升力、重力产生的弯矩受力最大结构强度最强机翼的安装形式:上单翼,中单翼,下单翼上单翼:干扰阻力小;视野好;机身离地高近,易装货,发动机离地高起落架安装困难中单翼:气动外形最好翼梁穿过机身,影响客舱容积下单翼:离地进,起落架短,降落稳定性好,易收放,维修方便;机舱空间不受影响机身离地高,装货不好,视野不好机翼的安装角:上反角(一般用于下单翼机),下反角(一般用于下单翼机)机翼前缘、后缘的装置:副翼,襟翼,缝翼,扰流板副翼:机翼后缘外侧或外侧偏内,上下偏转,操纵飞机的倾侧襟翼:机翼后缘内侧,向外、向下伸出,增升、增阻缝翼:机翼前缘,前移,增升,开缝可增加迎角扰流板:翼面上表面上,向上打开,增阻,减升,降速,压地一侧打开,增阻,飞机侧倾机翼的结构:翼梁,桁条(嵌在翼肋上,支持蒙皮)构成纵向骨架翼肋为横向骨架:保持机翼的翼型骨架外的蒙皮翼根需特别加固,因为要承受巨大的应力内部空间:安装操纵装置,密封后作为油箱,安装起落架舱,安装发动机二、机身飞机的主体部分,筒状,把机身,尾翼,起落架连在一起机头:驾驶舱(仪表,操纵装置)中部:客舱(舒适安全,同),货舱(下部装货)后部:与尾翼相连流线体,受力主要是机翼上传来的垂直集中载荷和尾翼上传来的侧向载荷机身构造:纵向桁梁、桁条横向隔框半硬壳式结构金属蒙皮隔框:简化制造工艺;改型容易另外还有构架式机身,用于小型飞机三、尾翼水平尾翼:水平安定面(固定)+升降舵(上下转动)保持飞机纵向稳定,控制飞机的俯仰运动;全动式平尾可提高操纵效率安装在机身上或垂尾上垂直尾翼:垂直安定面(固定)+方向舵(左右转动)控制飞机航向,抗偏航干扰分为单垂尾和双垂尾尾翼的结构同机翼,高速飞机采用后掠式垂尾和平尾调整片:升降舵、方向舵上较小的铰接翼面,调整制造误差,控制主操纵面上的力矩,减少驾驶员操纵力矩四、起落架作用:在地面支撑飞机,起飞,滑跑,地面拖动承受重力,冲击载荷,影响起降性能,安全组成:起落架舱,制动装置,减震装置,收放装置可收放式起落架:飞行时收起,着陆、滑跑时放下航线飞机采用可收放式起落架,通航飞机采用固定式起落架起落架配置:前三点式∵后三点式∴稳定性好,发动机轴线与地面平行,用于高速喷气式大型飞机构造式起落架多柱式起落架:四个机轮构成轮式小车连接减震支柱斜支柱(方向支柱),扭力撑杆(抵抗轮车扭转力)平面承力收放作动筒:收,放轮架、支柱铰接,轮子可上下左右运动后轮架:可绕支柱转动,保证小车有最大接地面积和小的转弯半径机轮 B747 住起落架 16个机轮摇臂式起落架:机轮通过一个摇臂与支柱相连减小了减震器受弯的力矩,易密封,减震效果好但构造复杂,摇臂受力大,不能用于大飞机起落架减震功能:由轮胎、减震器实现高压轮胎6-10kgf/cm2 中压轮胎3-6kgf/cm2 低压轮胎2-3kgf/cm2 弹簧减震器:小型飞机上使用油气减震器:大型飞机上使用减震原理:液体摩擦,气体膨胀压缩,消耗能量起落架收放:液压作动筒实现气压/电动收放――小型飞机收起,方下锁定装置:收起限位,驾驶舱指示灯亮,音响指示,放下警告指示紧急收放系统:手动,空气动力或机内有贮气压放下起落架舱门:待起落架收放入起落架舱内,舱门关闭,减少阻力、防异物地面制动装置:刹车主起落架机轮轮毂内一组旋转刹车片+一组固定刹车片两边机轮刹车力应相等,刹车应反应迅速,刹车力过大抱死、磨损轮胎严重“点刹”:一放一刹自动防抱死系统:刹车自动调节压力,抱死时松刹车恢复转动后再自动压紧前起落架不装刹车,可操纵转向,控制飞机地面运动尾翼的结构同机翼,高速飞机采用后掠式垂尾和平尾调整片:升降舵、方向舵上较小的铰接翼面,调整制造误差,控制主操纵面上的力矩,减少驾驶员操纵力矩飞机动力装置发动机是飞机的核心部分,飞机的心脏构造复杂,自成系统为飞机提供动力。
机翼组成详细说明
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。
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飞机机翼各部分图解及专业术语
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:
1 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,称为翼型
2 前缘:翼型最前面的一点。
3 后缘:翼型最后面的一点。
4 翼弦:前缘与后缘的连线。
5 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
6 迎角(Angle of attack) :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。
7 翼展:飞机机翼左右翼尖间的直线距离。
8 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。
9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。
10 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。
11 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。
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(Leading Edge Slat):
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
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。
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。
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。
克鲁格襟翼(Krueger Flap):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。
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