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飞行员航空知识手册 航空知识手册全集

时间:2011-04-08 11:31来源:网络 作者:航空 点击:


鸭式机翼
术语鸭式机翼是指作为水平安定面的控制面却位于主机翼的前面。这个术语也被用来形容装配了鸭式机翼的飞机。从效果上讲,它是一种类似于常规后尾设计水平控制面的翼型。区别是实际上鸭式机翼产生升力,保持机头抬升,和后尾设计相反,后尾设计会在尾部施加向下的力来防止机头向下偏。如图4-10.

尽管莱特飞机有水平控制面在升力翼前面的鸭式机翼配置,直到最近鸭式配置才开始出现在较新的飞机上。鸭式设计包括两种类型:一种是水平控制面和正常的后尾设计有大约相同的尺寸,另外一种是差不多相同大小的控制面,但是翼型是被称为串联翼配置(tandem wing configuration)的后安装式机翼。理论上认为鸭式机翼更有效率,因为利用水平控制面来帮助抬升飞机的重量对于一定大小的升力来说应该导致阻力更少。
鸭式机翼的主要优势是在失速特性方面。适当设计的鸭式机翼或者串联翼将会在主机翼将要失速前的一个时刻失去进一步抬升机头的能力。这就使飞机具备抗失速能力,结果是可以通过增加马力来阻止飞机的速度。主机翼上的副翼在整个失速改出过程中仍然起作用。其他的鸭式结构也被设计出来,所以鸭翼比主机翼提前失速,能够自动的降低机头,改出飞机到一个安全的飞行速度。而且,副翼在失速中保持有效。
鸭式设计有几个限制。首先,鸭式设计的前部升力面比主翼提前失速是很重要的。如果主翼先失速,来自前面机翼或鸭式机翼的残余升力明显的在重心之前,飞机将不可控制的上仰。其次,当前部升力面先失速,或者鸭翼增加迎角的能力受限时,主翼将永远不能产生最大的升力,会浪费一些性能。第三,对于前部机翼或者鸭翼,主翼上襟翼的使用带来设计问题。当主翼通过伸出襟翼来增加升力时,鸭翼所需要的升力也增加。前向翼或者鸭翼必须足够的大才能适应襟翼的应用,但是又不能产生过大而产生比主翼多的升力。
最后,主翼和前部控制面的关系也不同了。当靠近垂直平面的状态时,来自前部机翼的下洗流会对主翼的升力有负作用。增加的垂直分量增加了设计效率。当两个控制面的大小增加到接近相等时,效率也会增加。
方向舵
方向舵控制飞机沿垂直轴的运动。这个运动称为偏航。和其他主要控制面类似,方向舵也是一个铰链到固定面的可运动面,在这里它是铰链到垂直安定面上。左右方向舵踏板的运动控制方向舵。当方向舵偏转到气流中时,会在相反的方向上施加水平方向的力。如图4-11

通过踩踏左踏板,方向舵向左移动。这就改变了垂直安定面/方向舵周围的气流,产生一个侧向里,把尾部向右移动,使得飞机头向左偏航。方向舵有效性随速度而增加,因此在低速飞行时的大角度偏转和高速飞行时的小角度偏转能够提供需要的反作用力。对于螺旋桨驱动的飞机,流过方向舵的任何滑流都会增加它的有效性。
V型尾翼
V型尾翼使用两个倾斜的尾部翼面来完成和常规升降舵及方向舵结构控制面相同的功能。固定的翼面既作为水平安定面也作为垂直安定面。如图4-12

可动的控制面通常称为“方向升降舵”,它们使用特殊铰链连接,使得控制轮能够同时移动两个控制面。另一方面,方向脚踏的移位能够方向相反的移动控制面,所以就提供了方向控制。
当飞行员移动方向舵和升降舵控制时,一个控制混合机构会移动每个控制面适当的大小。V型尾翼的控制系统比常规尾翼需要的要复杂的多。另外,V尾设计对荷兰轨滚趋势比常规尾翼更加敏感,唯一最小的是阻力的总减少量。
辅助飞行控制
辅助飞行控制系统由可包括襟翼,前缘装置,扰流板和配平(trim)装置。
襟翼
襟翼是几乎所有飞机都使用的最常见高升力装置。对任何设定的迎角,这些安装在机翼后缘的控制面既增加了升力又增加了诱导阻力。襟翼容许在高巡航速度和低着陆速度之间折衷,因为它可以在需要的时候伸出,不需要的时候收起到机翼结构里。有四种常见类型的襟翼:简单襟翼,分裂襟翼,开缝襟翼和福勒(Fowler)襟翼。如图4-13

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