飛行必備知識詳解飛機(jī)機(jī)翼原理與功能圖文

1、機(jī)翼各翼面的位置圖圖片說明：上圖為機(jī)翼各翼面的位置圖，民航飛機(jī)的機(jī)翼各翼面位置一般類似。機(jī)翼上各操縱面是左右對稱分布，部分由于圖片受限未標(biāo)出機(jī)翼的基本概念機(jī)翼的主要功用是產(chǎn)生升力，以支持飛機(jī)在空中飛行；同時(shí)也起一定的穩(wěn)定和操縱作用。是飛機(jī)必不可少的部件，在機(jī)翼上一般安裝有飛機(jī)的主操作舵面：副翼，還有輔助操縱機(jī)構(gòu)襟翼、縫翼等。另外，機(jī)翼上還可安裝發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架等飛機(jī)設(shè)備，機(jī)翼的主要內(nèi)部空間經(jīng)密封后，作為存儲燃油的油箱之用。相關(guān)名詞解釋：翼型：飛機(jī)機(jī)翼具有獨(dú)特的剖面，其橫斷面（橫向剖面）的形狀稱為翼型，稱為翼型前緣：翼型最前面的一點(diǎn)。后緣：翼型最后面的一點(diǎn)。翼弦：前緣與后緣的連線。弦長：前后緣的距

2、離稱為弦長。如果機(jī)翼平面形狀不是長方形，一般在參數(shù)計(jì)算時(shí)采用制造商指定位置的弦長或平均弦長迎角(Angleofattack)：機(jī)翼的前進(jìn)方向(相當(dāng)與氣流的方向)和翼弦(與機(jī)身軸線不同)的夾角叫迎角，也稱為攻角，它是確定機(jī)翼在氣流中姿態(tài)的基準(zhǔn)。翼展：飛機(jī)機(jī)翼左右翼尖間的直線距離。展弦比：機(jī)翼的翼展與弦長之比值。用以表現(xiàn)機(jī)翼相對的展張程度。上（下）反角：機(jī)翼裝在機(jī)身上的角度，即機(jī)翼與水平面所成的角度。從機(jī)頭沿飛機(jī)縱軸向后看，兩側(cè)機(jī)翼翼尖向上翹的角度。同理，向下垂時(shí)的角度就叫下反角。上（中、下）單翼：目前大型民航飛機(jī)都是單翼機(jī)，根據(jù)機(jī)翼安裝在機(jī)身上的部位把飛機(jī)分為上（中、下）單翼飛機(jī)也有稱作高、中、

3、低單翼。機(jī)翼安裝在機(jī)身上部（背部）為上單翼；機(jī)翼安裝在機(jī)身中部的為中單翼，機(jī)翼安裝在機(jī)身下部（腹部）為下單翼。上單翼的飛機(jī)一般為運(yùn)輸機(jī)與水上飛機(jī)，由于高度問題，此時(shí)起落架等裝置一般就不安裝在機(jī)翼上，而改在機(jī)身上，使用上單翼的飛機(jī)一般采用下反角的安裝。中單翼因翼梁與機(jī)身難以協(xié)調(diào)，幾乎只存在理論上；下單翼的飛機(jī)是目前民航飛機(jī)常見的類型，由于離地面近，便于安裝起落架，進(jìn)行維護(hù)工作，使用下單翼的飛機(jī)一般采用上反角的安裝。機(jī)翼在使飛機(jī)升空飛行中的重要作用飛機(jī)在飛行過程中受到四種作用力：升力-由機(jī)翼產(chǎn)生的向上作用力重力-與升力相反的向下作用力，由飛機(jī)及其運(yùn)載的人員、貨物、設(shè)備的重量產(chǎn)生推力-由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的

4、向前作用力阻力-由空氣阻力產(chǎn)生的向后作用力，能使飛機(jī)減速。由此可見，機(jī)翼的主要功用就是產(chǎn)生升力，以支持飛機(jī)在空中飛行。它為什么能產(chǎn)生升力呢？首先要從飛機(jī)機(jī)翼具有獨(dú)特的剖面說起，前面名詞解釋已提到，機(jī)翼橫斷面（橫向剖面）的形狀稱為翼型，機(jī)翼剖面的集合特性與機(jī)翼的空氣動(dòng)力有密切的關(guān)系。從側(cè)面看，機(jī)翼頂部彎曲，而底部相對較平。機(jī)翼在空氣中穿過將氣流分隔開來。一部分空氣從機(jī)翼上方流過，另一部分從下方流過。空氣的流動(dòng)在日常生活中是看不見的，但低速氣流的流動(dòng)卻與水流有較大的相似性。日常的生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，當(dāng)水流以一個(gè)相對穩(wěn)定的流量流過河床時(shí)，在河面較寬的地方流速慢，在河面較窄的地方流速快。流過機(jī)翼的氣流與

5、河床中的流水類似，由于機(jī)翼一般是不對稱的，上表面比較凸，而下表面比較平，流過機(jī)翼上表面的氣流就類似于較窄地方的流水，流速較快，而流過機(jī)翼下表面的氣流正好相反，類似于較寬地方的流水，流速較上表面的氣流慢。根據(jù)流體力學(xué)的基本原理，流動(dòng)慢的大氣壓強(qiáng)較大，而流動(dòng)快的大氣壓強(qiáng)較小，這樣機(jī)翼下表面的壓強(qiáng)就比上表面的壓強(qiáng)高，換一句話說，就是大氣施加與機(jī)翼下表面的壓力(方向向上)比施加于機(jī)翼上表面的壓力(方向向下)大，二者的壓力差便形成了飛機(jī)的升力。簡單來說，飛機(jī)向前飛行得越快，機(jī)翼產(chǎn)生的氣動(dòng)升力也就越大。當(dāng)升力大于重力時(shí)，飛機(jī)就可以向上爬升；當(dāng)升力小于重力時(shí)，飛機(jī)就可以降低高度。當(dāng)飛機(jī)的機(jī)翼為對稱形狀，氣流

6、沿著機(jī)翼對稱軸流動(dòng)時(shí)，由于機(jī)翼兩個(gè)表面的形狀一樣，因而氣流速度一樣，所產(chǎn)生的壓力也一樣，此時(shí)機(jī)翼不產(chǎn)生升力。但是當(dāng)對稱機(jī)翼以一定的傾斜角（稱為攻角或迎角）在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會出現(xiàn)與非對稱機(jī)翼類似的流動(dòng)現(xiàn)象，使得上下表面的壓力不一致，從而也會產(chǎn)生升力。機(jī)翼的各部分裝置介紹副翼(Aileron):副翼是指安裝在機(jī)翼翼梢后緣外側(cè)的一小塊可動(dòng)的翼面。為飛機(jī)的主操作舵面，飛行員操縱左右副翼差動(dòng)偏轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的滾轉(zhuǎn)力矩可以使飛機(jī)做橫滾機(jī)動(dòng)。翼展長而翼弦短。副翼的翼展一般約占整個(gè)機(jī)翼翼展的1/6到1/5左右，其翼弦占整個(gè)機(jī)翼弦長的1/5到1/4左右。飛行員向左壓駕駛盤，左邊副翼上偏，右邊副翼下偏，飛機(jī)向左滾轉(zhuǎn)；

7、反之，向右壓駕駛盤右副翼上偏，左副翼下偏，飛機(jī)向右滾轉(zhuǎn)。前緣縫翼（LeadingEdgeSlat)：前緣縫翼是安裝在基本機(jī)翼前緣的一段或者幾段狹長小翼，主要是靠增大飛機(jī)臨界迎角來獲得升力增加的一種增升裝置。前緣縫翼的剖面前緣縫翼的作用主要有兩個(gè)：一是延緩機(jī)翼上的氣流分離，提高了飛機(jī)的臨界迎角，使得飛機(jī)在更大的迎角下才會發(fā)生失速；二是增大機(jī)翼的升力系數(shù)。其中增大臨界迎角的作用是主要的。這種裝置在大迎角下，特別是接近或超過基本機(jī)翼的臨界迎角時(shí)才使用，因?yàn)橹挥性谶@種情況下，機(jī)翼上才會產(chǎn)生氣流分離?，F(xiàn)代客機(jī)的前緣縫翼沒有專門的操縱裝置，一般隨襟翼的動(dòng)作而隨動(dòng)，在飛機(jī)即將進(jìn)入失速狀態(tài)時(shí)，前緣縫翼的自動(dòng)功

8、能也會根據(jù)迎角的變化而自動(dòng)開關(guān)。在前緣縫翼閉合時(shí)（即相當(dāng)于沒有安裝前緣縫翼），隨著迎角的增大，機(jī)翼上表面的分離區(qū)逐漸向前移，當(dāng)迎角增大到臨界迎角時(shí)，機(jī)翼的升力系數(shù)急劇下降，機(jī)翼失速。當(dāng)前緣縫翼打開時(shí)，它與基本機(jī)翼前緣表面形成一道縫隙，下翼面壓強(qiáng)較高的氣流通過這道縫隙得到加速而流向上翼面，增大了上翼面附面層中氣流的速度，降低了壓強(qiáng)，消除了這里的分離旋渦，從而延緩了氣流分離，避免了大迎角下的失速，使得升力系數(shù)提高。附：關(guān)于失速機(jī)翼能夠產(chǎn)生升力是因?yàn)闄C(jī)翼上下存在著壓力差。但是這是有前提條件的，就是要保證上翼面的的氣流不分離。如果機(jī)翼的迎角大到了一定程度，機(jī)翼相當(dāng)于在氣流中豎起的平板，由于角度太大，繞

9、過上翼面的氣流流線無法連貫，會發(fā)生分離，同時(shí)受外層氣流的帶動(dòng)，向后下方流動(dòng)，最后就會卷成一個(gè)封閉的渦流，叫做分離渦。像這樣旋轉(zhuǎn)的渦中的壓力是不變的，它的壓力等于渦上方的氣流的壓力。所以此時(shí)上下翼面的壓力差值會小很多，這樣機(jī)翼的升力就比原來減小了。到一定程度就形成失速，對應(yīng)的機(jī)翼迎角叫做失速迎角或臨界迎角。襟翼（Flap）：襟翼是安裝在機(jī)翼后緣內(nèi)側(cè)的翼面，襟翼可以繞軸向后下方偏轉(zhuǎn)，主要是靠增大機(jī)翼的彎度來獲得升力增加的一種增升裝置。當(dāng)飛機(jī)在起飛時(shí)，襟翼伸出的角度較小，主要起到增加升力的作用，可以加速飛機(jī)的起飛，縮短飛機(jī)在地面的滑跑距離；當(dāng)飛機(jī)在降落時(shí)，襟翼伸出的角度較大，可以使飛機(jī)的升力和阻力同

10、時(shí)增大，以利于降低著陸速度，縮短滑跑距離。在現(xiàn)代飛機(jī)設(shè)計(jì)中，當(dāng)襟翼的位置移到機(jī)翼的前緣，就變成了前緣襟翼。前緣襟翼也可以看作是可偏轉(zhuǎn)的前緣。在大迎角下，它向下偏轉(zhuǎn)，使前緣與來流之間的角度減小，氣流沿上翼面的流動(dòng)比較光滑，避免發(fā)生局部氣流分離，同時(shí)也可增大翼型的彎度。前緣襟翼與后緣襟翼配合使用可進(jìn)一步提高增升效果。一般的后緣襟翼有一個(gè)缺點(diǎn)，就是當(dāng)它向下偏轉(zhuǎn)時(shí)，雖然能夠增大上翼面氣流的流速，從而增大升力系數(shù)，但同時(shí)也使得機(jī)翼前緣處氣流的局部迎角增大，當(dāng)飛機(jī)以大迎角飛行時(shí)，容易導(dǎo)致機(jī)翼前緣上部發(fā)生局部的氣流分離，使飛機(jī)的性能變壞。如果此時(shí)采用前緣襟翼，不但可以消除機(jī)翼前緣上部的局部氣流分離，改善后緣

11、襟翼的增升效果，而且其本身也具有增升作用。B737-600的雙開縫后緣襟翼克魯格襟翼（KruegerFlap)：與前緣襟翼作用相同的還有一種克魯格襟翼。它一般位于機(jī)翼前緣根部，靠作動(dòng)筒收放。打開時(shí)，伸向機(jī)翼下前方，既增大機(jī)翼面積，又增大翼型彎度，具有較好的增升效果，同時(shí)構(gòu)造也比較簡單。上圖為波音777的駕駛艙中央操縱臺部分，民航飛機(jī)的機(jī)翼各翼面的操作一般類似。如本文前述，前緣縫翼沒有專門的操縱裝置，副翼的作動(dòng)是依靠駕駛盤的左右轉(zhuǎn)動(dòng)。而襟翼、擾流板的操縱就在駕駛艙中央操縱臺的油門桿兩側(cè)擾流板（Spoiler）：有的稱之為“減速板”、“阻流板”或“減升板”等，這些名稱反映了它們的功能。分為飛行、地面擾流板兩種，左右對稱分布，地面擾流板只能在地面才可打開，實(shí)際上擾流板是鉸接在機(jī)翼上表面的一些液壓致動(dòng)板，飛行員操縱時(shí)可以使這些板向上翻