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千姿百态的机翼

  现在世界上已知的机翼各式各样。早期的飞机设计者愿意把机翼的面积做的尽量大一些。因为机翼越大产生的升力也就越大。但当时受制造机翼材料的强度的制约,它不可能被做的太大。于是为了增大机翼的面积,设计师们就造出了多层机翼的飞机,有二层的、三层的甚至还有四层的,它们被称为双翼机、三翼机等等。以后由于技术改进使飞机的飞行速度提高从而获得了更大的升力,飞机就不再依靠增加机翼面积来提高升力了。20世纪20年代,三翼机及四翼机被淘汰出局,双翼机几乎一统天下。在同样速度下,双翼机的升力大于单翼机而且安全性能也好,单翼机比不过它;但是双翼机的结构重阻力也大, 这又是它不及单翼机之处。到了20世纪30年代,随着飞机速度的提高,双翼机也没能逃脱被淘汰之命运。现在只有在小型低速的飞机中还可见到少量的双翼机,它们常被用于农田作业或短途的观光飞行,国产的运5飞机就属于这一类型。偶尔我们还可以在蓝天中寻觅到它那平稳缓慢飞行的优美身影。

  飞机的飞行速度与机翼产生的升力成正比,与此同时阻力也随之变化。在达到飞机所需的升力后,为了减小阻力,高速飞机的机翼又被做小了。设计师发现当飞机的速度超过600千米/小时,仅仅靠减少机翼面积也不能进一步减小阻力了。他们在探索中发现如果使机翼不再与机身垂直而是形成一定的角度,这种改变就能有效地减少飞机所受的阻力。这个角度被称为后掠角,这种机翼叫后掠翼。后掠角大的机翼所受的阻力小,升力也小。因此后掠翼不适用于速度低的飞机,飞行速度越大的飞机其机翼的后掠角就越大。国产运7或神舟60型飞机,飞行速度仅为450千米/小时,它们不需要后掠翼;而像飞行速度在850千米/小时左右的波音737和波音757飞机,它们的后掠角为25度;波音747飞行速度在900千米/小时左右,其后掠角增到37.5度;英法合建的目前飞行最快的民航机——协和号飞机,它使用的是三角形的机翼,三角形前段后掠角达到70度,后段也达到57度之多。

  除了以上提到的不同外,机翼在形状上也是多种多样:长方形的、梯形的、三角形的等等。低速飞行的小型机,其机翼多选择长方形,除便于制造外,长度相同时长方形的面积较大也是理由之一。大型的高速飞机普遍多采用后掠的梯形机翼,超音速的客机则采用三角翼。

  根据机翼在机身上安装的部位不同,又可将它们分成上单翼、中单翼及下单翼三种类型。上单翼的飞机,例如运7,是指把机翼装在机身上方的飞机。对乘客来说这种飞机的优点是不论你坐在舱内什么位置上,都可以通过舷窗饱览下面的风光,不受机翼的阻挡,机身距地面高度小上下方便。但对维修人员来说这种飞机的发动机装在机翼上离地面较高,维修时很不方便。对飞机设计人员来说,飞机的起落架不好安排,有许多麻烦,但即使如此,在民航飞机中上单翼飞机数量上还是较多的。中单翼是指将机翼安装在机身中部,从理论上说这种形式的飞机所受到的飞行阻力最小,但是它的翼梁要从机身中间穿过,客舱会被一分为二,考虑到乘客肯定不会喜欢它,所以在民航运输飞机中基本没有中单翼飞机,通常用于空军的战斗机上。下单翼飞机的机翼安装在机身下,起落架容易安排,发动机等设备维修时也方便,这些优点抵消了机身高、乘客视野不佳等缺点,乐于为飞机制造厂家采用。民航系统现在运行的大型民航飞机几乎都是下单翼飞机,例如波音系列及空中客车系列等。

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