當(dāng)你坐在靠近機(jī)翼的窗口位置時(shí),你有仔細(xì)觀察過機(jī)翼嗎?你知道機(jī)翼的每個(gè)組成部分及其作用嗎?
上圖為波音787夢(mèng)想客機(jī)
一架飛機(jī)在正常飛行的時(shí)候,機(jī)翼看起來好像是一個(gè)整體。其實(shí)不然。機(jī)翼前緣、后緣都有長短、寬度不同的翼片,有的可向下偏轉(zhuǎn),有的可向前伸出,有的可向后滑退,可謂五花八門。由于這些翼片是機(jī)翼的附屬物,像衣服下襟隨風(fēng)擺動(dòng)一樣,因此科學(xué)家給這些翼片一個(gè)身份形象的名稱——襟翼。
上圖為前、后緣襟翼及擾流板全部打開
小伙伴們可能會(huì)問了這五花八門的襟翼到底起什么作用呢?回答這個(gè)問題之前先讓我們看看機(jī)翼的作用吧。機(jī)翼的作用是產(chǎn)生足夠的升力使飛機(jī)能夠飛上天空。如果機(jī)翼是一個(gè)整體的話,那么在機(jī)翼面積、翼型、展弦比確定的情況下,它的最大升力也就是確定不變的了。如果飛機(jī)的全部重量是50噸,機(jī)翼就必須產(chǎn)生50噸以上的升力才能飛起來。機(jī)翼面積越大,機(jī)翼的升力越大。那么在升力一定的情況下機(jī)翼面積越大,起飛速度可以越??;起飛速度越大,機(jī)翼面積可以越小。簡單說就是機(jī)翼大,起飛速度就可以降低,但阻力大、飛機(jī)重量會(huì)很大;機(jī)翼小,起飛速度就得提高,對(duì)機(jī)場跑道長度要求也得提高。為了解決這個(gè)矛盾的問題,于是便有了襟翼。
上圖為襟翼的種類
20世紀(jì)20年代,英國著名飛機(jī)設(shè)計(jì)師漢德萊 佩奇和德國空氣動(dòng)力學(xué)家拉赫曼發(fā)明了開縫襟翼。當(dāng)飛機(jī)起飛或降落時(shí),打開的襟翼能夠增加機(jī)翼面積,改變機(jī)翼彎度,還會(huì)形成一條或幾條縫隙。形成縫隙可使下表面氣流流向上表面,使上表面氣流速度提高,可較大范圍保持層流,增加升力,減少失速現(xiàn)象發(fā)生,保證安全。
上圖中的襟翼為后緣開縫襟翼
襟翼也可裝在機(jī)翼前緣上,通常都是一條。目前大型飛機(jī)特別是客機(jī)都安裝了雙縫或三縫襟翼,可提高升力系數(shù)85%-95%。前緣縫翼較小,增加升力效果不明顯,其主要作用是提高臨界仰角,提高飛機(jī)的穩(wěn)定性和安全性。
上圖為前緣縫翼
開縫襟翼,特別是多縫襟翼的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,重量大,因而主要用于大型飛機(jī)上。它在增加升力的同時(shí),也會(huì)加大阻力,對(duì)降低著陸速度、提高安全性十分有利。在襟翼家族中還有兩種也很常見,一種是富勒襟翼,一種是克魯格襟翼,他們一個(gè)是安裝在機(jī)翼后緣,一個(gè)安裝在機(jī)翼前緣。不同的飛機(jī)往往根據(jù)自身要求,選擇不同的襟翼或幾種襟翼的組合。
上圖為我國自行研制的運(yùn)20采用三縫襟翼
副翼就是飛機(jī)機(jī)翼外側(cè)后緣一塊比較狹而長的可動(dòng)翼面。它的主要功能是控制飛機(jī)機(jī)身圍繞縱軸旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)水平方向上的轉(zhuǎn)彎(說白了就是使飛機(jī)翻滾)。 左右副翼對(duì)稱地安裝在左右機(jī)翼上,其偏轉(zhuǎn)是由駕駛員控制的。左右兩個(gè)副翼總是差動(dòng)偏轉(zhuǎn),即一個(gè)向上偏,一個(gè)向下偏。這樣,左右機(jī)翼升力不等而構(gòu)成一個(gè)使飛機(jī)向左滾轉(zhuǎn)的力矩。
上圖為飛機(jī)為巡航狀態(tài)時(shí)襟翼均收起
飛機(jī)的擾流板按作用不同分為地面擾流板和飛行擾流板。地面擾流板只能在地面使用,當(dāng)飛機(jī)著陸時(shí),地面擾流板完全放出,從而卸除機(jī)翼的升力,提高剎車效率,增大阻力,從而縮短飛機(jī)的著陸滑跑距離。飛行擾流板則既可在空中使用,也可在地面使用。飛行擾流板在地面使用時(shí),與地面擾流板相似。在空中,飛行擾流板主要有兩個(gè)作用:一是作為減速板使用;另一個(gè)作用是配合副翼進(jìn)行橫側(cè)操縱。
上圖中顯示了飛行擾流板和地面擾流板的位置
升降舵,當(dāng)我們需要操縱飛機(jī)抬頭或低頭時(shí),水平尾翼中的升降舵就會(huì)發(fā)生作用。升降舵是水平尾翼中可操縱的翼面部分,其作用是對(duì)飛機(jī)進(jìn)行俯仰操縱。
方向舵,用來修正飛機(jī)航向和小角度轉(zhuǎn)向,在垂直尾翼上為實(shí)現(xiàn)飛機(jī)航向操縱的可活動(dòng)的翼面部分。
上圖為波音737客機(jī)
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