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9、对称的飞机外形结构_

 沙金泰 2020-01-15


  1908年,当法国财团打算购买莱特飞机的专利,并邀请莱特兄弟做飞行表演时,哥哥威尔伯是“提”着飞机从美国去法国的。他把一架新飞机拆散,分装在了几个板条箱里,它四肢齐备、五脏俱全,结构非常复杂。如今的飞机可就提不走了,如今的飞机也不可能装在几只箱中就可带走了,即使最轻的载人飞机也是很重很庞大的。

第一架飞机  飞机是由机身、机翼和尾翼、起落架、动力装置、操纵系统和各种机载设备等主要部件组成的。现在的飞机上共有各种零配件就达到上百万件。飞机之大可想而知。

飞机从外形上看,是以机身的中心线两侧对称的,这两侧的外形和重量也几乎都是相等的。

因为飞机在飞行中,或在静态中都必须保持平衡。这其中包括俯仰平衡、左右平衡,因此,这样的对称的机型,正是最适宜的飞机外形。

飞机为什么需要对称呢?还有升力的因素,和对称的重量问题。

我们知道飞机是在气体中穿行的,它不同陆地上穿行的车辆。虽然陆地上的车辆外形也要对称。但是,陆地上的车辆,不是要求那么严格。因为,当对称问题发生偏移时,还有机会调整载荷的位置,以求重量的平衡,可是,当飞机失去平衡时,就会发生意外,甚至造成机毁人亡的事故。因此,飞机上的乘客座位号,是不经允许随便改变的,这也是为了保持飞机左右平衡的一种方法,就是乘客的自重变化,可能破坏机身两侧重量的平衡,甚至随便在机内走动也会影响飞机的左右平衡,这绝不是小题大做。因为,飞机一但能发生平衡问题,就可能造成事故。飞机的货舱的货物也是固定在一定位置上的,不能发生货物在货舱内移动,以保证飞机的平衡。

机身处于飞机的中心,用于容纳人员、货物和各种设备,连接飞机其他部件。早期飞机只有骨架,没有蒙皮。由于飞机没有蒙皮,那么载客的飞机就不会有蒙皮的客舱,甚至乘客也需要穿飞行服,以抵御高空的低温,防止人体被冻伤。

现代飞机通常是铝合金制成的圆形或椭圆形长筒机身,由框架、梁和桁条组成,外面覆以铝合金蒙皮。有一种没有专门机身的飞机,全部人员、货物、燃油等都装在机翼里,称为“飞翼”。

机翼是用以产生升力的部件,有的飞机的机翼里面要安装油箱、机炮、起落架和发动机。在机翼后缘外侧一般有副翼,前缘和后缘内侧有各种襟翼,用以增加升力或改变升力的分布,尾翼通常在飞机尾部,分水平和垂直尾翼两部分。

水平尾翼一般由固定的水平安定面和活动的升降舵组成,这个升降舵具有改变飞机升降的功能;垂直尾翼由固定的垂直安定面和活动的方向舵组成,这个方向舵具有改变飞行方向的作用。

起落架是飞机起飞、着陆滑跑和在地面停放、滑行中支持飞机的装置,一般由承力支柱、减震器、带刹车的机轮(或滑撬、滑筒)以及收放机构组成。起落装置按构造大体分固定式和收放式两种。早期的飞机起落架都是固定式的,就是当飞机在天上飞行时,它的起落架也不会收起来,现代的飞机一般都是收放式,当飞机一旦经过滑跑升空后,起落架就会收起来.这样才会减少飞行阻力,因为现代的飞机都是速度较高的,一般都在几百千米每小时、甚至更多千米每小时,早期的飞机不会有这么快的速度。

根据在飞机上位置的安排,又可分为后三点式、前三点式和自行车等几种基本型式。在低速飞机上可以采用不收放的固定式起落架,以减轻重量和结构复杂程度;现代高速飞机多采用可收放的起落架,以减小飞行中的阻力。

现代的飞机在跑道上停放,起落架都是接触地面,支撑着飞机的机身,当飞机起跑时,起落架上的轮子在滑跑,飞机在滑跑中,机翼会产生升力,把飞机举上空中,然后飞机进入空中飞行状态,这时起落架就会收起,并盖上起落架,把起落架隐入整个机身中。

  动力装置包括产生推力或拉力的发动机,以及保证发动机正常工作所需的附件或系统。动力装置分为活塞式和喷气式两大类。

  操纵系统是传动操纵指令、驱动舵面或其他有关装置的所有部件的总称,用来实现对飞行轨迹、姿态、速度、气动外形等的控制。

IMG_256  机翼后缘的襟副翼、尾翼的方向舵和升降舵合在一起称为操纵面。飞行员利用手握驾驶杆和脚蹬舵,就可以使飞机改变飞行姿态,上升、下降、转弯,还可以做出翻筋斗、滚翻等复杂的特技动作。驾驶员前推或后拉驾驶杆,可带动升降舵下偏或上偏,使飞机下俯或上仰。向左或右压驾驶杆(或转动驾驶盘)则带动副翼偏转,使飞机向左侧或右侧滚转。脚蹬连着方向舵,驾驶员蹬左脚时方向舵向左偏转,机头向左偏;反之,机头向右偏。

早期的飞机采用上面讲的由驾驶杆、脚蹬、拉杆、摇臂组成的人工操纵系统,并配有各种助力系统、增稳装置和自动驾驶仪等,以改善飞机的操纵性和稳定性。

现代飞机已逐步采用电传操纵系统,即用电子线路取代驾驶杆到助力器之间的机械元件,完全摆脱了机械信号,具有重量轻、精度高、易与火控系统和动力系统交联、便于控制更多的操纵面等优点,明显地改善了飞机的飞行品质。A320、波音757和767等客机,首先采用电传操纵系统控制机翼上的缝翼、襟翼、扰流板等活动面,A320客机于1988年成为第一个全面采用电传操纵系统的客机,预计今后会有越来越多的飞机采用电传操纵系统。

飞机的外形看来是以机身纵向的中心线,左右的部件和形状对称的结构。左边的部件、形状、重量,和右边的部件、形状、重量,几乎都是一样的。只有这样飞机才能在飞行中,或在静态下保持飞机的俯仰平衡,和左右平衡。

现代的飞机的外表都有铝合金蒙皮,他们的外形都有利于减少阻力的作用,以便提高飞机的飞行速度。

一般小型的飞机只有一个发动机,他被装在了飞机机身的最前部位,螺旋桨被装在机身的最前部。大飞机就不一样了,他们需要更大的动力源,这样飞机就要增加动力源的,就会装备更多的发动机,但是为了保持飞机的左右对称和平衡,所以,只能有2个或4个发动机,或是更多的偶数量的发动机。

DSC07735例如,有的飞机只有一个发动机,那么就把这个发动机安装在机身中轴线的最前面。如果有四个发动机,就分别安装在机身上担翼的两边的相应位置,这样以机身纵中心线,两侧才能保证对称、重量对称、和升力对称。

飞机的货舱装的是运送的货物,这些货物都必须在静态时,保持纵线的两边重量平衡,同时也必须保持,在动态时也要保持平衡。这就必须把所载的货物,固定在所在位置,不能在飞行时,所在货物有所移动。

如果,一旦左右、或是前后的平衡被打破,就可能对飞机的安全构成威胁,甚至可能发生飞行不测。

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