飛機機翼各部分圖解

yongmao 2011-12-30

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機翼各翼面的位置圖
圖片說明：上圖為機翼各翼面的位置圖，民航飛機的機翼各翼面位置一般類似。機翼上各操縱面是左右對稱分布，部分由于圖片受限未標(biāo)出
機翼的基本概念
機翼的主要功用是產(chǎn)生升力，以支持飛機在空中飛行；同時也起一定的穩(wěn)定和操縱作用。是飛機必不可少的部件，在機翼上一般安裝有飛機的主操作舵面：副翼，還有輔助操縱機構(gòu)襟翼、縫翼等。另外，機翼上還可安裝發(fā)動機、起落架等飛機設(shè)備，機翼的主要內(nèi)部空間經(jīng)密封后，作為存儲燃油的油箱之用。
相關(guān)名詞解釋：
翼型：飛機機翼具有獨特的剖面，其橫斷面（橫向剖面）的形狀稱為翼型，稱為翼型
前緣：翼型最前面的一點。
后緣：翼型最后面的一點。
翼弦：前緣與后緣的連線。
弦長：前后緣的距離稱為弦長。如果機翼平面形狀不是長方形，一般在參數(shù)計算時采用制造商指定位置的弦長或平均弦長
迎角(Angle of attack) ：機翼的前進(jìn)方向(相當(dāng)與氣流的方向)和翼弦(與機身軸線不同)的夾角叫迎角，也稱為攻角，它是確定機翼在氣流中姿態(tài)的基準(zhǔn)。
翼展：飛機機翼左右翼尖間的直線距離。
展弦比：機翼的翼展與弦長之比值。用以表現(xiàn)機翼相對的展張程度。
上（下）反角：機翼裝在機身上的角度，即機翼與水平面所成的角度。從機頭沿飛機縱軸向后看，兩側(cè)機翼翼尖向上翹的角度。同理，向下垂時的角度就叫下反角。
上（中、下）單翼：目前大型民航飛機都是單翼機，根據(jù)機翼安裝在機身上的部位把飛機分為上（中、下）單翼飛機也有稱作高、中、低單翼。
機翼安裝在機身上部（背部）為上單翼；機翼安裝在機身中部的為中單翼，機翼安裝在機身下部（腹部）為下單翼。
上單翼的飛機一般為運輸機與水上飛機，由于高度問題，此時起落架等裝置一般就不安裝在機翼上，而改在機身上，使用上單翼的飛機一般采用下反角的安裝。
中單翼因翼梁與機身難以協(xié)調(diào)，幾乎只存在理論上；
下單翼的飛機是目前民航飛機常見的類型，由于離地面近，便于安裝起落架，進(jìn)行維護(hù)工作，使用下單翼的飛機一般采用上反角的安裝。
　
機翼在使飛機升空飛行中的重要作用
飛機在飛行過程中受到四種作用力：
升力----由機翼產(chǎn)生的向上作用力
重力----與升力相反的向下作用力，由飛機及其運載的人員、貨物、設(shè)備的重量產(chǎn)生
推力----由發(fā)動機產(chǎn)生的向前作用力
阻力----由空氣阻力產(chǎn)生的向后作用力，能使飛機減速。
由此可見，機翼的主要功用就是產(chǎn)生升力，以支持飛機在空中飛行。它為什么能產(chǎn)生升力呢？
首先要從飛機機翼具有獨特的剖面說起，前面名詞解釋已提到，機翼橫斷面（橫向剖面）的形狀稱為翼型，機翼剖面的集合特性與機翼的空氣動力有密切的關(guān)系。從側(cè)面看，機翼頂部彎曲，而底部相對較平。機翼在空氣中穿過將氣流分隔開來。一部分空氣從機翼上方流過，另一部分從下方流過。

空氣的流動在日常生活中是看不見的，但低速氣流的流動卻與水流有較大的相似性。日常的生活經(jīng)驗告訴我們，當(dāng)水流以一個相對穩(wěn)定的流量流過河床時，在河面較寬的地方流速慢，在河面較窄的地方流速快。流過機翼的氣流與河床中的流水類似，由于機翼一般是不對稱的，上表面比較凸，而下表面比較平，流過機翼上表面的氣流就類似于較窄地方的流水，流速較快，而流過機翼下表面的氣流正好相反，類似于較寬地方的流水，流速較上表面的氣流慢。根據(jù)流體力學(xué)的基本原理，流動慢的大氣壓強較大，而流動快的大氣壓強較小，這樣機翼下表面的壓強就比上表面的壓強高，換一句話說，就是大氣施加與機翼下表面的壓力(方向向上)比施加于機翼上表面的壓力(方向向下)大，二者的壓力差便形成了飛機的升力。
簡單來說，飛機向前飛行得越快，機翼產(chǎn)生的氣動升力也就越大。當(dāng)升力大于重力時，飛機就可以向上爬升；當(dāng)升力小于重力時，飛機就可以降低高度。

　　當(dāng)飛機的機翼為對稱形狀，氣流沿著機翼對稱軸流動時，由于機翼兩個表面的形狀一樣，因而氣流速度一樣，所產(chǎn)生的壓力也一樣，此時機翼不產(chǎn)生升力。但是當(dāng)對稱機翼以一定的傾斜角（稱為攻角或迎角）在空氣中運動時，就會出現(xiàn)與非對稱機翼類似的流動現(xiàn)象，使得上下表面的壓力不一致，從而也會產(chǎn)生升力。
　
　
機翼的各部分裝置介紹
　
副翼(Aileron):　
副翼是指安裝在機翼翼梢后緣外側(cè)的一小塊可動的翼面。為飛機的主操作舵面，飛行員操縱左右副翼差動偏轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的滾轉(zhuǎn)力矩可以使飛機做橫滾機動。翼展長而翼弦短。副翼的翼展一般約占整個機翼翼展的1/6到1/5左右，其翼弦占整個機翼弦長的1/5到1/4左右。
飛行員向左壓駕駛盤，左邊副翼上偏，右邊副翼下偏，飛機向左滾轉(zhuǎn)；反之，向右壓駕駛盤右副翼上偏，左副翼下偏，飛機向右滾轉(zhuǎn)。
　
前緣縫翼（Leading Edge Slat):
前緣縫翼是安裝在基本機翼前緣的一段或者幾段狹長小翼，主要是靠增大飛機臨界迎角來獲得升力增加的一種增升裝置。

前緣縫翼的作用主要有兩個：
一是延緩機翼上的氣流分離，提高了飛機的臨界迎角，使得飛機在更大的迎角下才會發(fā)生失速；
二是增大機翼的升力系數(shù)。其中增大臨界迎角的作用是主要的。這種裝置在大迎角下，特別是接近或超過基本機翼的臨界迎角時才使用，因為只有在這種情況下，機翼上才會產(chǎn)生氣流分離。

現(xiàn)代客機的前緣縫翼沒有專門的操縱裝置，一般隨襟翼的動作而隨動，在飛機即將進(jìn)入失速狀態(tài)時，前緣縫翼的自動功能也會根據(jù)迎角的變化而自動開關(guān)。

在前緣縫翼閉合時（即相當(dāng)于沒有安裝前緣縫翼），隨著迎角的增大，機翼上表面的分離區(qū)逐漸向前移，當(dāng)迎角增大到臨界迎角時，機翼的升力系數(shù)急劇下降，機翼失速。當(dāng)前緣縫翼打開時，它與基本機翼前緣表面形成一道縫隙，下翼面壓強較高的氣流通過這道縫隙得到加速而流向上翼面，增大了上翼面附面層中氣流的速度，降低了壓強，消除了這里的分離旋渦，從而延緩了氣流分離，避免了大迎角下的失速，使得升力系數(shù)提高

附：關(guān)于失速
機翼能夠產(chǎn)生升力是因為機翼上下存在著壓力差。但是這是有前提條件的，就是要保證上翼面的的氣流不分離。
如果機翼的迎角大到了一定程度，機翼相當(dāng)于在氣流中豎起的平板，由于角度太大，繞過上翼面的氣流流線無法連貫，會發(fā)生分離，同時受外層氣流的帶動，向后下方流動，最后就會卷成一個封閉的渦流，叫做分離渦。像這樣旋轉(zhuǎn)的渦中的壓力是不變的，它的壓力等于渦上方的氣流的壓力。所以此時上下翼面的壓力差值會小很多，這樣機翼的升力就比原來減小了。到一定程度就形成失速，對應(yīng)的機翼迎角叫做失速迎角或臨界迎角。
　
襟翼（Flap）：
襟翼是安裝在機翼后緣內(nèi)側(cè)的翼面，襟翼可以繞軸向后下方偏轉(zhuǎn)，主要是靠增大機翼的彎度來獲得升力增加的一種增升裝置。
當(dāng)飛機在起飛時，襟翼伸出的角度較小，主要起到增加升力的作用，可以加速飛機的起飛，縮短飛機在地面的滑跑距離；當(dāng)飛機在降落時，襟翼伸出的角度較大，可以使飛機的升力和阻力同時增大，以利于降低著陸速度，縮短滑跑距離。

在現(xiàn)代飛機設(shè)計中，當(dāng)襟翼的位置移到機翼的前緣，就變成了前緣襟翼。前緣襟翼也可以看作是可偏轉(zhuǎn)的前緣。在大迎角下，它向下偏轉(zhuǎn)，使前緣與來流之間的角度減小，氣流沿上翼面的流動比較光滑，避免發(fā)生局部氣流分離，同時也可增大翼型的彎度。

附：關(guān)于失速
機翼能夠產(chǎn)生升力是因為機翼上下存在著壓力差。但是這是有前提條件的，就是要保證上翼面的的氣流不分離。
如果機翼的迎角大到了一定程度，機翼相當(dāng)于在氣流中豎起的平板，由于角度太大，繞過上翼面的氣流流線無法連貫，會發(fā)生分離，同時受外層氣流的帶動，向后下方流動，最后就會卷成一個封閉的渦流，叫做分離渦。像這樣旋轉(zhuǎn)的渦中的壓力是不變的，它的壓力等于渦上方的氣流的壓力。所以此時上下翼面的壓力差值會小很多，這樣機翼的升力就比原來減小了。到一定程度就形成失速，對應(yīng)的機翼迎角叫做失速迎角或臨界迎角。
　

前緣襟翼與后緣襟翼配合使用可進(jìn)一步提高增升效果。一般的后緣襟翼有一個缺點，就是當(dāng)它向下偏轉(zhuǎn)時，雖然能夠增大上翼面氣流的流速，從而增大升力系數(shù)，但同時也使得機翼前緣處氣流的局部迎角增大，當(dāng)飛機以大迎角飛行時，容易導(dǎo)致機翼前緣上部發(fā)生局部的氣流分離，使飛機的性能變壞。如果此時采用前緣襟翼，不但可以消除機翼前緣上部的局部氣流分離，改善后緣襟翼的增升效果，而且其本身也具有增升作用。
克魯格襟翼（Krueger Flap)：與前緣襟翼作用相同的還有一種克魯格襟翼。它一般位于機翼前緣根部，靠作動筒收放。打開時，伸向機翼下前方，既增大機翼面積，又增大翼型彎度，具有較好的增升效果，同時構(gòu)造也比較簡單。

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