飛行必備知識詳解飛機機翼原理與功能圖文

1、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出機翼的基本概念機翼的主要功用是產生升力，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、起落架等飛機設備，機翼的主要內部空間經密封后，作為存儲燃油的油箱之用。相關名詞解釋：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

2、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(Angleofattack)：機翼的前進方向(相當與氣流的方向)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。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、

3、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，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，進行維護工作，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、設備的重量產生推力-由發(fā)動機產生的

4、向前作用力阻力-由空氣阻力產生的向后作用力，能使飛機減速。由此可見，機翼的主要功用就是產生升力，以支持飛機在空中飛行。它為什么能產生升力呢？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系。從側面看，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?？諝獾牧鲃釉谌粘Ｉ钪惺强床灰姷?，但低速氣流的流動卻與水流有較大的相似性。日常的生活經驗告訴我們，當水流以一個相對穩(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

5、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。根據流體力學的基本原理，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，機翼產生的氣動升力也就越大。當升力大于重力時，飛機就可以向上爬升；當升力小于重力時，飛機就可以降低高度。當飛機的機翼為對稱形狀，氣流

6、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，所產生的壓力也一樣，此時機翼不產生升力。但是當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所產生的滾轉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；

7、反之，向右壓駕駛盤右副翼上偏，左副翼下偏，飛機向右滾轉。前緣縫翼（LeadingEdgeSlat)：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。前緣縫翼的剖面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，機翼上才會產生氣流分離?，F(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，在飛機即將進入失速狀態(tài)時，前緣縫翼的自動功

8、能也會根據迎角的變化而自動開關。在前緣縫翼閉合時（即相當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：關于失速機翼能夠產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，機翼相當于在氣流中豎起的平板，由于角度太大，繞

9、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側的翼面，襟翼可以繞軸向后下方偏轉，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

10、時增大，以利于降低著陸速度，縮短滑跑距離。在現(xiàn)代飛機設計中，當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的前緣。在大迎角下，它向下偏轉，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。前緣襟翼與后緣襟翼配合使用可進一步提高增升效果。一般的后緣襟翼有一個缺點，就是當它向下偏轉時，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，當飛機以大迎角飛行時，容易導致機翼前緣上部發(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

11、襟翼的增升效果，而且其本身也具有增升作用。B737-600的雙開縫后緣襟翼克魯格襟翼（KruegerFlap)：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，同時構造也比較簡單。上圖為波音777的駕駛艙中央操縱臺部分，民航飛機的機翼各翼面的操作一般類似。如本文前述，前緣縫翼沒有專門的操縱裝置，副翼的作動是依靠駕駛盤的左右轉動。而襟翼、擾流板的操縱就在駕駛艙中央操縱臺的油門桿兩側擾流板（Spoiler）：有的稱之為“減速板”、“阻流板”或“減升板”等，這些名稱反映了它們的功能。分為飛行、地面擾流板兩種，左右對稱分布，地面擾流板只能在地面才可打開，實際上擾流板是鉸接在機翼上表面的一些液壓致動板，飛行員操縱時可以使這些板向上翻