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昌平机翼原理 机翼的结构形式有哪些

2023-07-11 08:57:04 11690

机翼是飞机的重要部件之一,安装在机身上。其最主要作用是产生升力,同时也可以在机翼内布置仓和油箱,在飞行中可以收藏起落架。另外,在机翼上还安装有改善起飞和着陆性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼,有的还在机翼前缘装有缝翼等增加升力的装置。


机翼原理

利用的就是压力差,并不是原力或者龟派气功。机翼上下表面形状是不对称的,空气沿机翼上表面运动的距离更长,自然流速更快,根据伯努利定理,速度越快,气压越小,上下表面的压力差就提供了升力。在低速的时候,飞机的升力原理源自伯努利定律,但是随着速度(马赫数)的增加,这个定律就不再适合了,因此战斗机的机翼设计不是这个样子。


机翼的承重,主要针对的是材料学和结构学。材料的选择必然很重要,而且是多种层次的,比如机翼的骨架、蒙皮等等都采用了高比强度或者高比模量的材料。目前飞机的机翼的设计趋势是采用复合型材料,不过并不是整个机身都可以这样,比如起落架就不可以采用复合材料。



机翼的结构形式有哪些呢

1、构架式机翼:构架式机翼主要应用于飞机发展的初期,其结构特点是:受力件与维形件完全分工并分段承受鼓荷。构架式机翼的受力骨架是由翼梁、张线、横支柱等组成的空间骨架系统,它承受所有的弯矩、剪力和扭矩;其蒙皮是用亚麻布制成,只起维形作用,不参与受力。早期飞机大多数采用这种形式的机翼。


2、梁式机翼:随着飞机速度的增大,出现了蒙皮参加受力的梁式机翼。其特点是有强有力的翼梁和硬质蒙皮,常用金属铆接结构。梁式机翼为现今飞机所广泛采用,其大部分弯矩由翼梁承受,梁腹板承受剪力,蒙皮和腹板组成的盒段承受扭矩,蒙皮也参与翼梁缘条的承弯作用。梁式机翼的不足之处是蒙皮较薄,桁条较少,因此,其机翼蒙皮的承弯作用不大。根据翼梁的数量不同,我们还可以进一步将梁式机翼分为单梁式、双梁式和多梁式机翼。(梁式机翼的典型结构请见机翼的构造)  


3、单块式机翼:随着飞行速度的进一步增大,为保持机翼有足够的局部刚度和扭转刚度,需要加厚蒙皮并增多桁条。这样,由厚蒙皮和桁条组成的壁板已经能够承受大部分弯矩,因而梁的凸缘就可以减弱,直至变为纵樯,于是就发展成为了没有翼梁的单块式机翼。单块式机翼的维形构件和受力构件已经完全合并。


4、整体壁板式机翼:单块式机翼的壁板是铆接的,其零件数量较多,而且表面质量较差,高速飞行时阻力较大。因此,又发展出了由若干块整体壁板组合而成的整体壁板式机翼。整体壁板式机翼的结构强度根据各部分的实际受力情况而设计,同时减少了连接的铆钉孔和螺栓孔,因此其重量减少,而强度、刚度及抗疲劳度都增加。

机翼类型



自上世纪30年代成为主流样式。无明显后掠角(小于20度),平面形状呈矩形、梯形或半椭圆形。结构简单,制造容易,升力效率较高,阻力也较大。平直翼多用在亚音速飞机和部分超音速歼击机上。



机翼1/4弦线后掠角多在25°以上。用于高亚音速飞机和超音速飞机。



机翼前缘后掠角约60°,后缘基本无后掠,俯视投影呈三角形状。三角翼机翼的造型比较多,有纯三角翼、曲线三角翼(S型前缘三角翼)、三角翼等。



与后掠翼相反,前掠翼这种机翼的外形特点是,其前缘和后缘均向前掠,即掠角为锐角。特点是低速性能好,可用升力大,机翼的气动效率高,缺点是机翼容易弯曲变形。



翼面在俯视或垂直平面连接成闭合状。



原理与变后掠翼相似。左右半翼连成一体,可绕枢轴转动。起飞、着陆和低速飞行时,相当于平直机翼。高速飞行时,机翼转动,一侧前掠,另一侧后掠,呈非对称态



上世纪80年代始用。机身与机翼融为一体。载重量大,外形简单。


环形翼具有风阻小、结构重量轻、失速特性好、高速特性好、易于操纵以及易于安排立式飞机的起落架等优点,非常适合立式垂直起降飞机。


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