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9、對稱的飛機外形結(jié)構(gòu)_

 沙金泰 2020-01-15


  1908年,當(dāng)法國財團打算購買萊特飛機的專利,并邀請萊特兄弟做飛行表演時,哥哥威爾伯是“提”著飛機從美國去法國的。他把一架新飛機拆散,分裝在了幾個板條箱里,它四肢齊備、五臟俱全,結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。如今的飛機可就提不走了,如今的飛機也不可能裝在幾只箱中就可帶走了,即使最輕的載人飛機也是很重很龐大的。

第一架飛機  飛機是由機身、機翼和尾翼、起落架、動力裝置、操縱系統(tǒng)和各種機載設(shè)備等主要部件組成的。現(xiàn)在的飛機上共有各種零配件就達到上百萬件。飛機之大可想而知。

飛機從外形上看,是以機身的中心線兩側(cè)對稱的,這兩側(cè)的外形和重量也幾乎都是相等的。

因為飛機在飛行中,或在靜態(tài)中都必須保持平衡。這其中包括俯仰平衡、左右平衡,因此,這樣的對稱的機型,正是最適宜的飛機外形。

飛機為什么需要對稱呢?還有升力的因素,和對稱的重量問題。

我們知道飛機是在氣體中穿行的,它不同陸地上穿行的車輛。雖然陸地上的車輛外形也要對稱。但是,陸地上的車輛,不是要求那么嚴(yán)格。因為,當(dāng)對稱問題發(fā)生偏移時,還有機會調(diào)整載荷的位置,以求重量的平衡,可是,當(dāng)飛機失去平衡時,就會發(fā)生意外,甚至造成機毀人亡的事故。因此,飛機上的乘客座位號,是不經(jīng)允許隨便改變的,這也是為了保持飛機左右平衡的一種方法,就是乘客的自重變化,可能破壞機身兩側(cè)重量的平衡,甚至隨便在機內(nèi)走動也會影響飛機的左右平衡,這絕不是小題大做。因為,飛機一但能發(fā)生平衡問題,就可能造成事故。飛機的貨艙的貨物也是固定在一定位置上的,不能發(fā)生貨物在貨艙內(nèi)移動,以保證飛機的平衡。

機身處于飛機的中心,用于容納人員、貨物和各種設(shè)備,連接飛機其他部件。早期飛機只有骨架,沒有蒙皮。由于飛機沒有蒙皮,那么載客的飛機就不會有蒙皮的客艙,甚至乘客也需要穿飛行服,以抵御高空的低溫,防止人體被凍傷。

現(xiàn)代飛機通常是鋁合金制成的圓形或橢圓形長筒機身,由框架、梁和桁條組成,外面覆以鋁合金蒙皮。有一種沒有專門機身的飛機,全部人員、貨物、燃油等都裝在機翼里,稱為“飛翼”。

機翼是用以產(chǎn)生升力的部件,有的飛機的機翼里面要安裝油箱、機炮、起落架和發(fā)動機。在機翼后緣外側(cè)一般有副翼,前緣和后緣內(nèi)側(cè)有各種襟翼,用以增加升力或改變升力的分布,尾翼通常在飛機尾部,分水平和垂直尾翼兩部分。

水平尾翼一般由固定的水平安定面和活動的升降舵組成,這個升降舵具有改變飛機升降的功能;垂直尾翼由固定的垂直安定面和活動的方向舵組成,這個方向舵具有改變飛行方向的作用。

起落架是飛機起飛、著陸滑跑和在地面停放、滑行中支持飛機的裝置,一般由承力支柱、減震器、帶剎車的機輪(或滑撬、滑筒)以及收放機構(gòu)組成。起落裝置按構(gòu)造大體分固定式和收放式兩種。早期的飛機起落架都是固定式的,就是當(dāng)飛機在天上飛行時,它的起落架也不會收起來,現(xiàn)代的飛機一般都是收放式,當(dāng)飛機一旦經(jīng)過滑跑升空后,起落架就會收起來.這樣才會減少飛行阻力,因為現(xiàn)代的飛機都是速度較高的,一般都在幾百千米每小時、甚至更多千米每小時,早期的飛機不會有這么快的速度。

根據(jù)在飛機上位置的安排,又可分為后三點式、前三點式和自行車等幾種基本型式。在低速飛機上可以采用不收放的固定式起落架,以減輕重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度;現(xiàn)代高速飛機多采用可收放的起落架,以減小飛行中的阻力。

現(xiàn)代的飛機在跑道上停放,起落架都是接觸地面,支撐著飛機的機身,當(dāng)飛機起跑時,起落架上的輪子在滑跑,飛機在滑跑中,機翼會產(chǎn)生升力,把飛機舉上空中,然后飛機進入空中飛行狀態(tài),這時起落架就會收起,并蓋上起落架,把起落架隱入整個機身中。

  動力裝置包括產(chǎn)生推力或拉力的發(fā)動機,以及保證發(fā)動機正常工作所需的附件或系統(tǒng)。動力裝置分為活塞式和噴氣式兩大類。

  操縱系統(tǒng)是傳動操縱指令、驅(qū)動舵面或其他有關(guān)裝置的所有部件的總稱,用來實現(xiàn)對飛行軌跡、姿態(tài)、速度、氣動外形等的控制。

IMG_256  機翼后緣的襟副翼、尾翼的方向舵和升降舵合在一起稱為操縱面。飛行員利用手握駕駛桿和腳蹬舵,就可以使飛機改變飛行姿態(tài),上升、下降、轉(zhuǎn)彎,還可以做出翻筋斗、滾翻等復(fù)雜的特技動作。駕駛員前推或后拉駕駛桿,可帶動升降舵下偏或上偏,使飛機下俯或上仰。向左或右壓駕駛桿(或轉(zhuǎn)動駕駛盤)則帶動副翼偏轉(zhuǎn),使飛機向左側(cè)或右側(cè)滾轉(zhuǎn)。腳蹬連著方向舵,駕駛員蹬左腳時方向舵向左偏轉(zhuǎn),機頭向左偏;反之,機頭向右偏。

早期的飛機采用上面講的由駕駛桿、腳蹬、拉桿、搖臂組成的人工操縱系統(tǒng),并配有各種助力系統(tǒng)、增穩(wěn)裝置和自動駕駛儀等,以改善飛機的操縱性和穩(wěn)定性。

現(xiàn)代飛機已逐步采用電傳操縱系統(tǒng),即用電子線路取代駕駛桿到助力器之間的機械元件,完全擺脫了機械信號,具有重量輕、精度高、易與火控系統(tǒng)和動力系統(tǒng)交聯(lián)、便于控制更多的操縱面等優(yōu)點,明顯地改善了飛機的飛行品質(zhì)。A320、波音757和767等客機,首先采用電傳操縱系統(tǒng)控制機翼上的縫翼、襟翼、擾流板等活動面,A320客機于1988年成為第一個全面采用電傳操縱系統(tǒng)的客機,預(yù)計今后會有越來越多的飛機采用電傳操縱系統(tǒng)。

飛機的外形看來是以機身縱向的中心線,左右的部件和形狀對稱的結(jié)構(gòu)。左邊的部件、形狀、重量,和右邊的部件、形狀、重量,幾乎都是一樣的。只有這樣飛機才能在飛行中,或在靜態(tài)下保持飛機的俯仰平衡,和左右平衡。

現(xiàn)代的飛機的外表都有鋁合金蒙皮,他們的外形都有利于減少阻力的作用,以便提高飛機的飛行速度。

一般小型的飛機只有一個發(fā)動機,他被裝在了飛機機身的最前部位,螺旋槳被裝在機身的最前部。大飛機就不一樣了,他們需要更大的動力源,這樣飛機就要增加動力源的,就會裝備更多的發(fā)動機,但是為了保持飛機的左右對稱和平衡,所以,只能有2個或4個發(fā)動機,或是更多的偶數(shù)量的發(fā)動機。

DSC07735例如,有的飛機只有一個發(fā)動機,那么就把這個發(fā)動機安裝在機身中軸線的最前面。如果有四個發(fā)動機,就分別安裝在機身上擔(dān)翼的兩邊的相應(yīng)位置,這樣以機身縱中心線,兩側(cè)才能保證對稱、重量對稱、和升力對稱。

飛機的貨艙裝的是運送的貨物,這些貨物都必須在靜態(tài)時,保持縱線的兩邊重量平衡,同時也必須保持,在動態(tài)時也要保持平衡。這就必須把所載的貨物,固定在所在位置,不能在飛行時,所在貨物有所移動。

如果,一旦左右、或是前后的平衡被打破,就可能對飛機的安全構(gòu)成威脅,甚至可能發(fā)生飛行不測。

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