飛機機翼

概述

機翼是飛機的重要部件之一，安裝在機身上。其最主要作用是產生升力，同時也可以在機翼內布置彈藥倉和油箱，在飛行中可以收藏起落架。另外，在機翼上還安裝有改善起飛和著陸性能的襟翼和用于飛機橫向操縱的副翼，有的還在機翼前緣裝有縫翼等增加升力的裝置。

　　由于飛機是在空中飛行的，因此和一般的運輸工具和機械相比，就有很大的不同。飛機的各個組成部分要求在能夠滿足結構強度和剛度的情況下盡可能輕，機翼自然也不例外，加之機翼是產生升力的主要部件，而且許多飛機的發動機也安裝在機翼上或機翼下，因此所承受的載荷就更大，這就需要機翼有很好的結構強度以承受這巨大的載荷，同時也要有很大的剛度保證機翼在巨大載荷的作用下不會過分變形。

機翼的構造

由于飛機是在空中飛行，并且速度十分高，這就要求飛機上的每一個部件都要有很好的強度和剛度，才能夠承受巨大的氣動載荷，保證飛機的飛行安全。機翼的基本受力構件包括縱向骨架、橫向骨架、蒙皮和接頭。其中接頭的作用是將機翼上的載荷傳遞到機身上，而有些飛機整個就是一個大的飛翼（如美國的B－2隱形轟炸機），則根本就沒有接頭。以下是典型的梁式機翼的結構。

　　一、縱向骨架 機翼的縱向骨架由翼梁、縱檣和桁條等組成，所謂縱向是指沿翼展方向，它們都是沿翼展方向布置的。

　　* 翼梁是最主要的縱向構件，它承受全部或大部分彎矩和剪力。翼梁一般由凸緣、腹板和支柱構成（如圖所示）。凸緣通常由鍛造鋁合金或高強度合金鋼制成，腹板用硬鋁合金板材制成，與上下凸緣用螺釘或鉚釘相連接。凸緣和腹板組成工字型梁，承受由外載荷轉化而成的彎矩和剪力。

　　* 縱檣與翼梁十分相像，二者的區別在于縱檣的凸緣很弱并且不與機身相連，其長度有時僅為翼展的一部分。縱檣通常布置在機翼的前后緣部分，與上下蒙皮相連，形成封閉盒段，承受扭矩。靠后緣的縱檣還可以懸掛襟翼和副翼。

　　* 桁條是用鋁合金擠壓或板材彎制而成，鉚接在蒙皮內表面，支持蒙皮以提高其承載能力，并共同將氣動力分布載荷傳給翼肋。

　　二、橫向骨架 機翼的橫向骨架主要是指翼肋，而翼肋又包括普通翼肋和加強翼肋，橫向是指垂直于翼展的方向，它們的安裝方向一般都垂直于機翼前緣。

　　* 普通翼肋的作用是將縱向骨架和蒙皮連成一體，把由蒙皮和桁條傳來的空氣動力載荷傳遞給翼梁，并保持翼剖面的形狀。

　　* 加強翼肋就是承受有集中載荷的翼肋。

　　三、蒙皮 蒙皮是包圍在機翼骨架外的維形構件，用粘接劑或鉚釘固定于骨架上，形成機翼的氣動力外形。蒙皮除了形成和維持機翼的氣動外形之外，還能夠承受局部氣動力。早期低速飛機的蒙皮是布質的，而如今飛機的蒙皮多是用硬鋁板材制成的金屬蒙皮。

機翼的分類

常用的分類方法有：

　　* 按機翼的數量分類：可分為單翼機、雙翼機、多翼機等；

　　* 按機翼的.平面形狀分類：可分為平直翼、后掠翼、前掠翼、三角翼等等；

　　* 按機翼的構造形式分類：可分為構架式、梁式、壁板式、整體式等等。

機翼的幾何參數

機翼的外形五花八門、多種多樣，有平直的，有三角的，有后掠的，也有前掠的等等。然而，不論采用什么樣的形狀，設計者都必須使飛機具有良好的氣動外形，并且使結構重量盡可能的輕。所謂良好的氣動外形，是指升力大、阻力小、穩定操縱性好。以下是用來衡量機翼氣動外形的主要幾何參數：

　　翼展：翼展是指機翼左右翼尖之間的長度，一般用l表示。

　　翼弦：翼弦是指機翼沿機身方向的弦長。除了矩形機翼外，機翼不同地方的翼弦是不一樣的，有翼根弦長b0、翼尖弦長b1。一般常用的弦長參數為平均幾何弦長bav，其計算方法為：bav＝（b0＋b1）/2。

　　展弦比：翼展l和平均幾何弦長bav的比值叫做展弦比，用λ表示，其計算公式可表示為：λ＝l/ bav。同時，展弦比也可以表示為翼展的平方于機翼面積的比值。展弦比越大，機翼的升力系數越大，但阻力也增大，因此，高速飛機一般采用小展弦比的機翼。

　　后掠角：后掠角是指機翼與機身軸線的垂線之間的夾角。后掠角又包括前緣后掠角（機翼前緣與機身軸線的垂線之間的夾角，一般用χ0表示）、后緣后掠角（機翼后緣與機身軸線的垂線之間的夾角，一般用χ1表示）及1/4弦線后掠角（機翼1 /4弦線與機身軸線的垂線之間的夾角，一般用χ0.25表示）。如果飛機的機翼向前掠，則后掠角就為負值，變成了前掠角。

　　根梢比：根梢比是翼根弦長b0與翼尖弦長b1的比值，一般用η表示，η＝b0/b1。

　　相對厚度：相對厚度是機翼翼型的最大厚度與翼弦b的比值。

　　此外，機翼的剖面形狀也是多種多樣，隨著生產技術以及流體力學的發展，從早期的平直矩形機翼剖面到后來的流線形剖面、菱形剖面，機翼的升力性能越來越好，相反受到的空氣阻力越來越小，也就是說機翼的升力系數越來越大，相同面積的機翼所產生的升力就越來越大。

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