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千姿百態的機翼

  現在世界上已知的機翼各式各樣。早期的飛機設計者願意把機翼的面積做的儘量大一些。因為機翼越大産生的升力也就越大。但當時受製造機翼材料的強度的制約,它不可能被做的太大。於是為了增大機翼的面積,設計師們就造出了多層機翼的飛機,有二層的、三層的甚至還有四層的,它們被稱為雙翼機、三翼機等等。以後由於技術改進使飛機的飛行速度提高從而獲得了更大的升力,飛機就不再依靠增加機翼面積來提高升力了。20世紀20年代,三翼機及四翼機被淘汰出局,雙翼機幾乎一統天下。在同樣速度下,雙翼機的升力大於單翼機而且安全性能也好,單翼機比不過它;但是雙翼機的結構重阻力也大, 這又是它不及單翼機之處。到了20世紀30年代,隨著飛機速度的提高,雙翼機也沒能逃脫被淘汰之命運。現在只有在小型低速的飛機中還可見到少量的雙翼機,它們常被用於農田作業或短途的觀光飛行,國産的運5飛機就屬於這一類型。偶爾我們還可以在藍天中尋覓到它那平穩緩慢飛行的優美身影。

  飛機的飛行速度與機翼産生的升力成正比,與此同時阻力也隨之變化。在達到飛機所需的升力後,為了減小阻力,高速飛機的機翼又被做小了。設計師發現當飛機的速度超過600千米/小時,僅僅靠減少機翼面積也不能進一步減小阻力了。他們在探索中發現如果使機翼不再與機身垂直而是形成一定的角度,這種改變就能有效地減少飛機所受的阻力。這個角度被稱為後掠角,這種機翼叫後掠翼。後掠角大的機翼所受的阻力小,升力也小。因此後掠翼不適用於速度低的飛機,飛行速度越大的飛機其機翼的後掠角就越大。國産運7或神舟60型飛機,飛行速度僅為450千米/小時,它們不需要後掠翼;而像飛行速度在850千米/小時左右的波音737和波音757飛機,它們的後掠角為25度;波音747飛行速度在900千米/小時左右,其後掠角增到37.5度;英法合建的目前飛行最快的民航機——協和號飛機,它使用的是三角形的機翼,三角形前段後掠角達到70度,後段也達到57度之多。

  除了以上提到的不同外,機翼在形狀上也是多種多樣:長方形的、梯形的、三角形的等等。低速飛行的小型機,其機翼多選擇長方形,除便於製造外,長度相同時長方形的面積較大也是理由之一。大型的高速飛機普遍多采用後掠的梯形機翼,超音速的客機則採用三角翼。

  根據機翼在機身上安裝的部位不同,又可將它們分成上單翼、中單翼及下單翼三種類型。上單翼的飛機,例如運7,是指把機翼裝在機身上方的飛機。對乘客來説這種飛機的優點是不論你坐在艙內什麼位置上,都可以通過舷窗飽覽下面的風光,不受機翼的阻擋,機身距地面高度小上下方便。但對維修人員來説這種飛機的發動機裝在機翼上離地面較高,維修時很不方便。對飛機設計人員來説,飛機的起落架不好安排,有許多麻煩,但即使如此,在民航飛機中上單翼飛機數量上還是較多的。中單翼是指將機翼安裝在機身中部,從理論上説這種形式的飛機所受到的飛行阻力最小,但是它的翼梁要從機身中間穿過,客艙會被一分為二,考慮到乘客肯定不會喜歡它,所以在民航運輸飛機中基本沒有中單翼飛機,通常用於空軍的戰鬥機上。下單翼飛機的機翼安裝在機身下,起落架容易安排,發動機等設備維修時也方便,這些優點抵消了機身高、乘客視野不佳等缺點,樂於為飛機製造廠家採用。民航系統現在運作的大型民航飛機幾乎都是下單翼飛機,例如波音系列及空中客車系列等。

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