飞机机翼产生升力的原理图,飞机机翼获得的升力怎么来的

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-05-03 03:54:58

■ 波音787机翼透视图

要把机翼做得坚固,材料的选择也很重要,而且是多种层次的,比如机翼的骨架、蒙皮等等都采用了高比强度或者高比模量的材料。目前飞机机翼的设计趋势是大规模地采用复合型材料。

除了要坚固还得有韧性

坐飞机的时候经常会遇到颠簸,望着窗外上下摆动的机翼,飞行恐惧症患者心理开始担忧起来了:“这翅膀上下晃得,是不是快要断了?”

一般来说飞机的机翼在设计时就必须考虑有一定的韧性,机翼在一定角度内弯曲其实是没有问题的,而且还可以承受3个G的过载,所以我们日常飞行环境的颠簸是无法对机翼造成损害的。

像是空客A350和波音787这样的飞机,由于机翼制造中使用了大量的复合材料,这为机翼的“逆天”弯曲变形提供了可能。

复合材料具有较高的比强度和比刚度,当它用作大展弦比机翼材料时,在满足强度要求、气动要求的前提下,综合考虑气动弹性和减重性能,可以使复合材料机翼比常规材料机翼变形更剧烈。因此复合材料机翼是现阶段实现上述“逆天”变形的前提条件。

看看下面这张A350机翼静力试验的动图,机翼部分被多条钢缆吊起来,当钢缆向上拉动机翼时,机翼向上摆动柔软得就好像是用塑料做的一样,其弯曲变形幅度之大令人惊叹。

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■ 空客A350机翼静力试验

而且,任何一架新型飞机在投入市场之前,都会进行无数次的测试,测试环节和复杂程度远超普通人的想象。在测试中,针对颠簸和气流的测试也是重要的一个环节,因此投入市场的飞机,面对小的气流颠簸是不会有任何影响的。如果遇到大的气流变化,地面气象站或者飞机都会有预警,飞机可以绕开飞行。

机翼其实还是一个大油箱

机翼内部是由梁和肋就组成的骨架结构,骨架的中间其实是空的,这点空间如果用来装货物的话稍微偏小了一些,而且装卸困难。但浪费了这点空间又有些可惜,要知道飞机上的空间可是寸土寸金的。于是飞机的设计师们就想出了一个办法,把燃油给装到机翼中去。

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■ 机翼中的油箱

利用机翼来作为飞机的油箱还有几个好处:

1. 油箱不占机身容积,这样机舱可以腾出更多的空间用来装货物。

2. 飞行时机翼由于受到升力的缘故,会向上弯曲变形,从而损失升力。燃油的重量正好可以抵消一部分机翼向上弯曲的变形。

3. 在燃料消耗的过程中,飞机重心位置移动量较小,利于飞机的飞行平衡与安全。

主流的民航客机除了机翼油箱之外,还有位于腹舱的中央油箱,在某些远程型号的机型中,还增加了附加油箱。飞机的油箱位置如下图。

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■ 飞机油箱位置分布

接下来,我们再来讲讲飞机上的一些辅助功能部件。

襟翼

襟翼是安装在机翼后缘靠近机身的翼面,可以绕轴向后下方偏转。襟翼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。

襟翼的主要作用简单来概括:一是提高失速迎角使飞机更不容易失速,二是使飞机获得更大的升力。

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