第三章飞机的一般介绍.doc

个人收集整理 勿做商业用途第三章 飞机的一般介绍第一节 飞机构造飞机的基本结构部分可以分为机身、机翼、尾翼、起落架、动力装置和仪表设备等几个大部分,通常我们把机身、机翼、尾翼、起落架这几部分构成飞机外部形状的部分合称为机体。一 、机翼 机翼是飞机升力的基本来源，因而它是飞机必不可缺少的部分。飞机上用来产生升力的主要部件.一般分为左右两个翼面，对称地布置在机身两边.机翼的一些部位（主要是前缘和后缘）可以活动。驾驶员操纵这些部分可以改变机翼的形状,控制机翼升力或阻力的分布，以达到增加升力或改变飞机姿态的目的。机翼上常用的活动翼面(图1）有各种前后缘增升装置、副翼、扰流片、减速板、升降副翼等。机翼分为四个部分：翼根、前缘、后缘、翼尖。1） 机翼外形 描述机翼外形的主要几何参数有翼展、翼面积(机翼俯仰投影面积)、后掠角（主要有前缘后掠角、1/4弦后掠角等）、上反角、翼剖面形状（翼型）等(图2a）。机翼的翼尖两点的距离称为翼展。机翼的剖面称为翼型,翼型要符合飞机的飞行速度范围并产生足够升力.机翼的平面形状多种多样，常用的有矩形翼、梯形翼、后掠翼、三角翼、双三角翼、箭形翼、边条翼等。现代飞机一般都是单翼机，但历史上也曾流行过双翼机、三帆翼和多翼机。(图2b）2） 翼根 翼根是机翼和机身的结合部分，这里承受着机身重力，和由升力和重力产生的弯矩，是机翼受力最大的部位。翼根是结构强度最强的部位。根据机翼在机身上安装的部位和形式，可以把飞机分为几种，安装在机身下方的称为下单翼飞机,安在机身中部的称为中单翼飞机，安在机身上部的称为上单翼飞机。目前的民航运输机大部分为下单翼飞机，这是因为下单翼飞机的机翼离地面近，起落架可以做的短,两个主起落架之间距离较宽，增加了降落的稳定性。收起落架时很容易放入翼下的起落架舱内，从而减轻了重量，此外发动机和机翼离地面较近，做维修工作方便,翼梁在飞机下部,机舱空间不受影响,但是下单翼飞机相对来说干挠阻力大，机身离地高，装运货物不方便。3）安装角 机翼装在机身上的角度，称为安装角，是机翼与水平线所成的角度，安装角向上的称为上反角，向下的称为下反角，一般下单翼的飞机都具有一定的上反角（如图)，而上单翼飞机通常有一定的下反角，上反角能提高飞机的侧向稳定性。4） 机翼的结构 机翼的结构由翼梁和桁条做为纵向骨架,翼肋做横向骨架，整个骨架外面蒙上蒙皮构成了机翼，翼梁承担着机翼上主要的作用力，桁条嵌在翼肋上以支持蒙皮，翼肋则保持着机翼的翼型，并支持着蒙皮承受空气动力，机翼根部和机身的接着承受着巨大的应力，因而这一部分要特别的加固。机翼结构的基本组成:翼梁、桁条、翼肋、蒙皮. 机翼内部的空间，除了安装机翼表面上的各种附加翼面的操纵装置外，它的主要部分经密封后，作为存储燃油的油箱,大型喷气客机机翼上的燃油载量占全机燃油的2025%，不少飞机起落架舵安置在机翼中，有些飞机的发动机装在机翼上。大部分客机的发动机吊装在机翼下。二、机身:机身是飞机的主体部分，现代民航机的绝大部分的机身是筒状的，机头装置着驾驶舱用来控制飞机，中部是客舱或货舱用来装载旅客、货物，燃油和设备后部和尾翼相连。机身把机翼，尾翼和起落架连在一起。驾驶舱中装置各种仪表和操纵装置对飞机进行控制。机身（如图)的外形是一个两头小，中间大的流线体.头部向下收缩以扩大驾驶员视野，尾部向上收缩，来防止着陆时尾部擦地，机身中部(如图)是等截面的筒状。三、尾翼:尾翼是飞机尾部的水平尾翼和垂直尾翼的统称，它的作用是保证飞机三个轴的方向稳定性和操纵性。尾翼结构和机翼结构相似。水平尾翼由水平安定面和升降舵组成，水平安定面是固定的,升降舵则可以上、下转动，水平安定面的作用是保持飞机在飞行纵向的稳定，升降舵的运动则可以控制飞机向上抬头或向下的低头运动，现代高速客机的水平尾翼做成可以整体运动，称为全动式尾翼，这样可提高纵向操纵的效率，水平尾翼一般安装在机身上,有些飞机上,为了避免发动机的喷气或延缓激波的产生,水平尾翼装在垂直尾翼上.垂直尾翼由固定的垂直安定面和活动的方向舵组成，方向舵可以左、右转动，方向舵左转，它承受迎面气流的压力,使机尾向右，机头向左,实现飞机的左转，反之则右转,垂直安定面的作用是当飞机受到干挠偏离航向时，垂直安定面上就会受到迎面气流的力,使飞机恢复到原来的航向，垂直尾翼有单垂尾,双垂尾,多垂尾等多种形式，但是现在的旅客机和小型飞机都采用单垂尾,一个垂尾直立于机身中线上方，这种形式结构简单，重量轻。四、起落架起落架主要功用是在飞机滑跑、停放和滑行的过程中支撑飞机，同时吸收飞机在滑行和着陆时的震动和冲击载荷。现代飞机的起落架一般包括：起落架舱，制动装置，减震装置，收放装置几个部分.起落架配置形式 在飞机出现的初期,曾采用过四点式起落架。后来实践证明,只要有三个支点，飞机就以在地面稳定地运动，因而采用了前三点式和后三点式起落架 (如图所示)。前三点 落架的两个支点 (主轮）对称地安置在飞机重心后面，第三个支点 （前轮)位于机身前尾部通常还装有保护座，防止在起飞离地时出现擦尾;后三点式起落架的两个支点 （主轮）对称地安置在飞机重心前面,第三个支点 (尾轮）位于飞机尾部。由于在机身前部装有活塞式发动机，安装前起落架比较困难，同时，前三点飞机在着陆滑跑时迎角较小，不能很好地利用气动阻力来缩短滑跑距离，因此，前三点式起落架很少采用。 后三点式起落架与前三点式起落架相比，除了具有在螺旋桨飞机上容易配置和便于利用气动阻力使飞机减速等优点外，它的构造比较简单，重量也较轻。但是，具有后三点式起落架的飞机地面运动的稳定性较差，例如驾驶员操纵不当时，飞机容易打地转。此外，这种飞机着陆时须三点接地，操纵比较困难。如果飞机以较大的速度两点接地，因两主轮位于飞机重心前面，地面反作用力会对飞机重心形成上仰力矩,使飞机的迎角增大，升力增大,飞机就会发生”跳跃现象。由于这些缺点对低速飞机来说并不十分严重，后三点式起落架曾得到极为普遍的应用。通用航空用的小型活塞式飞机多用后三点式，它的优点是构造简单,发动机安装方便,在起、降时迎角大，从而增大升力，缩短了滑跑距离。由于前三点式稳定性好，同时发动机轴线基本与地面平行,对于喷气发动机这可以避免炽热的喷气流喷向地面,因而大型高速飞机的起落架都采用前三点式布局。起落架的构成形式有多种，通用航空用的小型飞机多为不可收放的构架式起落架，机轮通过构架和机身或机翼固定连接。这种形式构造简单但空气阻力很大。自行车式起落架的两组主轮分别安置在机身下部、飞机重心的前后,另有两个辅助轮对称装于左右机翼下面。多点式起落架常用于一些重型飞机，如波音747飞机，它由一个前起落架，两个机身起落架和两个大翼起落架构成,此种布局可以将飞机的重量分散在一个较大的面积上。现代飞机起落架机轮的数量有多种形式。一般前起落架有两个机轮，每个主起落架大多有2-6个机轮，最常见的是4个机轮。多机轮的布置把飞机的重量分散到一个较大的面积上。另外，万一有1个机轮被破坏时还能提供一个安全余量。在大中型航线飞机上，由于飞机起飞重量大，普遍采用支柱式多轮起落架,图中是波音-757的主起落架，由四个机轮构成一个轮式小车,车架和减震支柱连在一起，支柱旁有斜支柱和扭力撑杆，斜支柱承受水平方向的力,扭力撑杆抵抗轮车的扭转使减震器主要承受垂直方向的力.减震支柱上端的收放作动筒可把起落架收起或放下，轮架和支柱采用铰接，使几个轮子上下左右可以相对运动,后部的轮架也可以绕支柱转动，以保证小车有最大的接地面积和小的转弯半径。轮子的数量取决于飞机的重量和使用机场跑道所能承受的载荷,重量越大的飞机机轮越多，对跑道要求低的飞机相应的要增加机轮的数量。如目前最大的民航客机波音747的主起落架共有机16个机轮。