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科普|飞机机翼结构作用和设计原理

时间:2019-03-05 16:53来源:飞天众智技术服务平台 作者:中国航空



▲向下倾斜的就是飞机的襟翼

在飞机放下襟翼的时候,机翼的宽度和弯度都会增加,随之而来的就是高速气流可能会在上表面接近机翼后缘部分产生分离,造成不规则涡流的产生,这个涡流会导致升力的下降。这时候,我们就需要前缘缝翼的帮助了。


▲前缘缝翼

前缘缝翼的作用就是将机翼下表面的气流引导到上表面,吹散刚才说的那些涡流,保证机翼能提供足够的升力。

飞机上这些“倒刺”是什么?


▲机翼上的那些“倒刺”

飞机的机翼上有很多的“倒刺”设计,这些东西的学名叫做放电刷。放电刷在大型客机上都能够看到,比如机翼上、翼梢小翼上,尾翼上都会设计。它的作用就是放电。飞机在高速的飞行时,会与空气进行摩擦,或者是穿过带电的云团,或者是内部机械摩擦产生的静电等等,这些静电如果不进行及时的释放,很可能会累积从而形成放电现象,对飞机的安全造成危害。放电刷就是利用了尖端放电的原理,让静电集中在这些尖端,然后与空气接触慢慢放电。

降落时翘起来的是什么?

我们经常在飞机落地之后,除了感受到明显的轰鸣的噪音之外,还可以看到飞机机翼上有一些板翘起来了。这些板的学名叫做地面扰流板,基本上是飞机落地之后才会抬起来的。

地面扰流板的作用很简单,就是抬起来改变机翼的气流,卸除飞机机翼的升力,增加阻力,配合发动机反推和刹车一起帮助飞机快速减速。


扰流板不只有一种,上面介绍的是地面扰流板,飞机还有飞行扰流板。地面扰流板只能够在地面使用,但是飞行扰流板既可以在地面使用,也能够在空中使用。在空中使用的时候,主要目的是为了作为减速板增加阻力使用,或者是配合副翼进行横侧操作。

别看扰流板的作用不多,但是却是一个减速很关键的部件,而且目前即便是先进的客机中,扰流板的操作也是通过机械结构完成的,并不是电传结构。

飞机的内外副翼有何差别?

飞机的副翼可以帮助飞机实现方向的控制,当然方向的控制还有尾翼。现在的客机,副翼一般都分为内副翼和外副翼。外副翼顾名思义就是设计在机翼外端,内副翼则设计的距离机身较近的地方(图片上标注的很清晰、很典型)。

简单的来说,在低速飞行的时候使用外副翼,在高速飞行的时候使用内副翼,因为在高速飞行的时候,如果强行使用外副翼,会造成外副翼的损坏,因此这个时候一般外副翼都是锁定在中央位置上。在低速状况下,气动效率比较低,因此要使用外副翼来控制。另外,在高速的情况下,有时候光是用内副翼是不够的,还要搭配了扰流板辅助副翼进行翻滚操纵,分担负荷。

由于内副翼设计的位置本身应该是襟翼,因此内副翼可以说从中间隔断了襟翼,影响了飞机起降时候提供的升力性能,因此一般有内副翼的飞机还会增加其它装置设计,比如喷气襟翼或者前缘襟翼等等。


▲襟副翼

现在的波音宽体客机中,还设计了一个襟副翼(比如波音787客机)。襟副翼就是襟翼和副翼的结合体,就像上面图片中的样子,它既是副翼,也是襟翼。在起飞降落阶段中,襟副翼充当的角色就是襟翼,用来提升升力。在高速飞行过程中,它充当的角色就是副翼。由于襟副翼距离飞机机身更近,因此飞机横滚运动的时候扭矩较小,因此可以操作的更加精准。

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