① 飛機起落裝置有哪幾部分組成
起落架就是飛機在地面停放、滑行、起降滑跑時用於支持飛機重量、吸收撞擊能量的飛機部件。簡單地說,起落架有一點象汽車的車輪,但比汽車的車輪復雜的多,而且強度也大的多,它能夠消耗和吸收飛機在著陸時的撞擊能量。概括起來,起落架的主要作用有以下四個:承受飛機在地面停放、滑行、起飛著陸滑跑時的重力;承受、消耗和吸收飛機在著陸與地面運動時的撞擊和顛簸能量;滑跑與滑行時的制動;滑跑與滑行時操縱飛機。
基本組成
綜述
為適應飛機起飛、著陸滑跑和地面滑行的需要,起落架的最下端裝有帶充氣輪胎的機輪。為了縮短著陸滑跑距離,機輪上裝有剎車或自動剎車裝置。此外還包括承力支柱、減震器(常用承力支柱作為減震器外筒)、收放機構、前輪減擺器和轉彎操縱機構等。承力支柱將機輪和減震器連接在機體上,並將著陸和滑行中的撞擊載荷傳遞給機體。前輪減擺器用於消除高速滑行中前輪的擺振。前輪轉彎操縱機構可以增加飛機地面轉彎的靈活性。對於在雪地和冰上起落的飛機,起落架上的機輪用滑橇代替。
減震器飛機在著陸接地瞬間或在不平的跑道上高速滑跑時,與地面發生劇烈的撞擊,除充氣輪胎可起小部分緩沖作用外,大部分撞擊能量要靠減震器吸收。現代飛機上應用最廣的是油液空氣減震器。當減震器受撞擊壓縮時,空氣的作用相當於彈簧,貯存能量。而油液以極高的速度穿過小孔,吸收大量撞擊能量,把它們轉變為熱能,使飛機撞擊後很快平穩下來,不致顛簸不止。
收放系統收放系統一般以液壓作為正常收放動力源,以冷氣、電力作為備用動力源。一般前起落架向前收入前機身,而某些重型運輸機的前起落架是側向收起的。主起落架收放形式大致可分為沿翼展方向收放和翼弦方向收放兩種。收放位置鎖用來把起落架鎖定在收上和放下位置,以防止起落架在飛行中自動放下和受到撞擊時自動收起。對於收放系統,一般都有位置指示和警告系統。
機輪和剎車系統機輪的主要作用是在地面支持收飛機的重量,減少飛機地面運動的阻力,吸收飛機著陸和地面運動時的一部分撞擊動能。主起落架上裝有剎車裝置,可用來縮短飛機著陸的滑跑距離,並使飛機在地面上具有良好的機動性。機輪主要由輪轂和輪胎組成。剎車裝置主要有彎塊式、膠囊式和圓盤式三種。應用最為廣泛的是圓盤式,其主要特點是摩擦面積大,熱容量大,容易維護。
② 飛機是怎麼飛起來的原理
飛機飛起來的原理如下:
當等質量的空氣同時通過機翼上表面和下表面時,會在機翼上下方形成不同流速。空氣通過機翼上表面時流速大,壓強較小,通過下表面時流速較小,壓強大。因而此時飛機會有一個向上的合力,即向上的升力,由於升力的存在,使得飛機可以離開地面,在空中飛行。
空氣的密度、溫度和壓力是確定空氣狀態的三個主要參數,飛行中,飛機的空氣動力和大小和飛行性能的好壞都與這些參數有關。粘性和壓縮性是空氣的兩種物理性質,在飛行中,飛機之所以會受到空氣阻力原因之一就是空氣有粘性。而飛機以接近音速或者超過音速飛行時會出現阻力突增等現象,則與空氣的壓縮性有關。
飛機構成
大多數飛機由五個主要部分組成,即機翼、機身、尾翼、起落裝置和動力裝置,它們的主要作用如下:
1、機翼的主要功用是產生升力,以支持飛機在空中飛行,也起一定的穩定和操縱作用。在機翼上一般安裝有副翼和襟翼,操縱副翼可使飛機滾轉,放下襟翼能使機翼升力增大。
2、機身的主要功用是裝載乘員、旅客、武器、貨物和各種設備,還可將飛機的其他部件如尾翼、機翼及發動機等連接成一個整體。
3、尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼,水平尾翼由固定的水平安定面和可動的升降舵組成,垂直尾翼則包括固定的垂直安定面和可動的方向舵。尾翼的主要功用是用來操縱飛機俯仰和偏轉,並保證飛機能平穩地飛行。
4、起落裝置是用來支持飛機,並使它能在地面和水平面起落和停放。
③ 飛機主要哪些部件組成各部件作用是什麼
大多數飛機都是由下面六個主要部分組成,即:機翼、機身、尾翼、起落裝置、操縱系統和動力裝置。它們各有其獨特的功用。
一、機身
機身主要用來裝載人員、貨物、燃油、武器和機載設備,並通過它將機翼、尾翼、起落架等部件連成一個整體。在輕型飛機和殲擊機、強擊機上,還常將發動機裝在機身內。
二、機翼
機翼是飛機上用來產生升力的主要部件,一般分為左右兩個翼面。
機翼通常有平直翼、後掠翼、三角翼等。機翼前後綠都保持基本平直的稱平直翼,機翼前緣和後緣都向後掠稱後掠翼,機翼平面形狀成三角形的稱三角翼,前一種適用於低速飛機,後兩種適用於高速飛機。近來先進飛機還採用了邊條機翼、前掠機翼等平面形狀。
左右機翼後緣各設一個副翼,飛行員利用副翼進行滾轉操縱。即飛行員向左壓桿時,左機翼上的副翼向上偏轉,左機翼升力下降;
右機翼上的副翼下偏,右機翼升力增加,在兩個機翼升力差作用下飛機向左滾轉。為了降低起飛離地速度和著陸接地速度,縮短起飛和著陸滑跑距離,左右機翼後緣還裝有襟翼。襟翼平時處於收上位置,起飛著陸時放下。
三、尾翼
1、垂直尾翼
垂直尾翼垂直安裝在機身尾部,主要功能為保持飛機的方向平衡和操縱。
通常垂直尾翼後線設有方向舵。飛行員利用方向舵進行方向操縱。當飛行員右用航時,方向舵右們,相對氣流吹在垂尾上,使垂尾產生一個向左的側力,此側力相對於飛機重心產生一個使飛機機頭有偏的力矩,從而使機頭右偏。
同樣,蹬左舵時,方向舵左偏,機頭左偏。某些高速飛機,沒有獨立的方向舵。整個垂尾跟著腳蹬操縱而偏轉,稱為全動垂尾。
2、水平尾翼
水平尾翼水平安裝在機身尾部,主要功能為保持俯仰平衡和俯仰操縱。低速飛機水平尾翼前段為水平安定面,是不可操縱的,其後緣設有升降舵,飛行員利用升降舵進行俯仰操縱。
即飛行員拉桿時,升降舵上偏,相對氣流吹向水平尾翼時,水平尾翼產生附加的負升力(向下的升力),此力對飛機重心產生一個使機頭上仰的力矩,從而使飛機抬頭。同樣飛行員推杯時升降舵下偏,飛機低頭。
超音速飛機採用全動平尾,即將水平安定面與升降舵合為一體。飛行員推拉桿時整個水平尾翼都隨之偏轉。飛行員用全動平尾來進行俯仰操縱。其操縱原理與升降舵相同。某些高速飛機為了提高滾轉性能,在左、右壓桿時,左、右平尾反向偏轉,以產生附加的滾轉力矩,這種平尾稱為差動平尾。
有些飛機的水平尾翼放在機翼前邊,這種飛機叫鴨式飛機。這時放在機翼前面的水平尾翼稱為鴨翼或前翼。也有一部分飛機沒有水平尾翼,這種飛機稱為無尾飛機。現在有些飛機還採用了三翼面的布局方法,也就是說既有機翼前面的前翼,也有機翼後面的水平尾翼。
四、起落裝置
起落裝置的功用是使飛機在地面或水面進行起飛、著陸、滑行和停放。著陸時還通過起落裝置吸收撞擊能量,改善著陸性能。
早期陸上飛機起落裝置比較簡單,只有三個起落架,而且在空中不能收起,飛行阻力大。現代的陸上飛機起落裝置包含起落架和改善起落性能的裝置兩部分,且起落架在起飛後即可收起,以減少飛行阻力。改善起落性能的裝置主要有起飛加速器、機輪剎車、減速傘等。水上飛機的起落架由浮筒代替機輪。
五、控制系統
飛機操縱系統是指從座艙中飛行員駕駛桿(盤)到水平尾翼、副翼、方向舵等操縱面,用來傳遞飛行員操縱指令,改變飛行狀態的整個系統。早期的操縱系統是由拉桿、搖臂(或鋼索)組成的純機械操縱系統。現代飛機在操縱系統中採用了很多自動控制裝置,因而,通常把它稱為飛行控制系統。
六、動力裝置
飛機動力裝置是用來產生拉力(螺旋槳飛機)或推力(噴氣式飛機),使飛機前進的裝置。採用推力矢量的動力裝置,還可用來進行機動飛行。現代的軍用飛機多數為噴氣式飛機。 噴氣式飛機的動力裝置主要分為渦輪噴氣發動機和渦輪風扇發動機兩類。
設計製造
大多數飛機是由公司製造的,目的是為客戶批量生產。小型渦輪螺旋槳飛機的設計和規劃過程(包括安全測試)可持續長達四年,而大型飛機則需要更長的時間。
在此過程中,確定了飛機的目標和設計規范。首先,建築公司使用圖紙和方程、模擬、風洞測試和經驗來預測飛機的行為。公司使用計算機來繪制、規劃和進行飛機的初始模擬。然後在風洞中測試飛機全部或某些部分的小型模型和模型,以驗證其空氣動力學特性。
當設計通過這些過程時,該公司構建了數量有限的原型用於地面測試。航空管理機構的代表經常進行首飛。飛行測試繼續進行,直到飛機滿足所有要求。然後,國家航空管理公共機構授權該公司開始生產。
在美國,該機構是美國聯邦航空管理局(FAA),在歐盟是歐洲航空安全局(EASA)。在加拿大,負責和授權大規模生產飛機的公共機構是加拿大運輸部。
當零件或組件需要通過焊接連接在一起以用於幾乎任何航空航天或國防應用時,它必須符合最嚴格和特定的安全法規和標准。Nadcap或國家航空航天和國防承包商認證計劃為航空航天工程制定了質量、質量管理和質量保證的全球要求。
運輸公共機構的許可。例如,歐洲公司空客製造的飛機需要獲得美國聯邦航空局的認證才能在美國飛行,而美國波音公司製造的飛機需要獲得歐洲航空安全局的批准才能在歐盟飛行。
為了應對機場附近城市地區空中交通增長造成的雜訊污染增加,法規已導致飛機發動機的雜訊降低。
業余愛好者可以自行設計和建造小型飛機。其他自製飛機可以使用預先製造的零件套件組裝成基本飛機,然後必須由製造商完成。
很少有公司大規模生產飛機。然而,為一家公司生產一架飛機實際上是一個涉及數十家甚至數百家其他公司和工廠的過程,這些公司和工廠生產進入飛機的零件。例如,一家公司可以負責起落架的生產,而另一家公司則負責雷達。
此類零件的生產不限於同一個城市或國家;就大型飛機製造公司而言,此類零件可能來自世界各地
零件被送到飛機公司的主要工廠,生產線就在那裡。在大型飛機的情況下,可以存在專用於飛機某些部件組裝的生產線,尤其是機翼和機身。
完成後,將對飛機進行嚴格檢查以尋找缺陷和缺陷。經檢查員批准後,飛機將進行一系列飛行測試,以確保所有系統都正常工作並且飛機操作正常。通過這些測試後,飛機就可以接受「最終修飾」(內部配置、噴漆等),然後就可以為客戶做好准備了。
以上內容參考 網路-飛機
④ 直升機起落裝置的分類
【直升機起落裝置的分類】 在陸地上使用時,直升機起落裝置有輪式起落架和滑橇式起落架兩種。如果要求直升機具備在 水面起降或應急著水迫降能力,一般要求有水密封機身和保證橫側穩定性的浮筒,或應急迫降浮筒。對於艦載直升機,還需裝備特殊著艦裝置,如拉降設備等。現詳述如下:
1、輪式起落架: 和固定翼飛機相似,直升機輪式起落架由油氣式減震器和橡膠充氣機輪組成。優點是可以收放,有利於減小飛行阻力;地面滑行、移動方便,對起降地點有很好的適應性。缺點是結構較復雜,重量較大,容易損壞;不適合小型直升機使用。
2、滑橇式起落架:優點是結構簡單,重量輕;可靠性高,不易損壞。缺點是無法收放,容易增大阻力;地面滑行、移動不便,且對起降地點適應性差;不適合大中型直升機。
3、浮筒式起落架:主要用於水上降落,可以看作滑橇式的衍生。
【直升機起落裝置】是直升機上用於地面停放時支撐重量和著陸時吸收撞擊能量的部件。主要作用是吸收在著陸時由於有垂直速度而帶來的能量,減少著陸時撞擊引起的過載,以及保證在整個使用過程中不發生「地面共振」。此外,起落裝置往往還用來使直升機具有在地面運動的能力,減少滑行時由於地面不平而產生的撞擊與顛簸。
直升機起落架減展器除了具有吸收著陸能量、減小撞擊等功能以外,還需要通過減震器彈性和阻尼的配置消除「地面共振」。為了在所有使用狀態減震器都能提供阻尼,消除「地面共振」的發生,直升機上普遍採用雙腔式減震器。
⑤ 飛行原理及空氣動力學知識
飛行原理及空氣動力學知識
飛機的空氣動力性能是決定飛機飛行性能的一個重要因素。飛行員既要熟悉飛機空氣動力的產生和變化,同時也要清楚飛機空氣動力性能的基本數據。下面是我為大家帶來的飛行原理及空氣動力學知識,歡迎大家閱讀瀏覽。
一. 滑行
飛機不超過規定的速度,在地面所作的直線或曲線運動叫滑行。
對滑行的基本要求是:飛機平穩地開始滑行,滑行中保持好速度和方向,並使飛機能停止在預定的位置。飛機從靜止開始移動,拉力或推力必須大於最大靜摩擦力, 故飛機開始滑行時應適 當加大油門。飛機開始移動後,摩擦力減小,則應酌量減小油門,以防加速太快,保持起滑平穩。滑行中,如果要增大滑行速度,應柔和加大油門,使拉力或推力大 於摩擦力,產生加速度,使速度增大,要減小滑行速度,則應收小油門,必要時,可使用剎車。
二. 起飛
飛機從開始滑跑到離開地面,並升到一定高度的運動過程,叫做起飛。
飛機起飛的操縱原理
飛機從地面滑跑到離地升空,是由於升力不斷增大,直到大於飛機重力的結果。而只有當飛機速度增大到一定時,才可能產生足以支持飛機重力的升力。可見飛機的 起飛 是一個速度不斷增加的加速過程。 ;剩餘拉力較小的活塞式螺旋槳飛機的起飛過程,一般可分為起飛滑跑、離地、小 角度上升(或一段平飛)、上升四個階段。對有足夠剩餘拉力的螺旋槳飛機,或有足夠剩餘推力的噴氣式飛機,因可使飛機加 速並上升,故起飛一般只分三個階段,即起滑跑、離地和上升。
(一)起飛滑跑的目的是為了增大飛機的速度,直到獲得離地速度。拉力或推力愈大,剩餘拉力或剩餘推力也愈大,飛機增速就愈快。起飛中,為盡快地增速,應把油門推到最大位置。
1.抬前輪或抬尾輪
前三點飛機為什麼要抬前輪?
前三點飛機的停機角比較小,如果在整個起飛滑跑階段都保持三點姿態滑跑,則迎角和升力系數較小,必然要將速度增大到很大才能產生足夠的升力使飛機離地,這 樣,滑咆距離勢必很長。因此,為了減小離地速度,縮短滑跑距離,當速度增大到一定程度時就需要抬起前輪作兩點姿態滑跑,以增大迎角和升力系數。
抬前輪的時機和高度
抬前輪的時機不宜過早或過晚。抬前輪過早,速度還小,升力和阻力都小,形成的上仰力矩也小。要拾起前輪,必須使水平尾翼產生較大的上仰力矩,但在小速度情 況下,水平尾翼產生的附加空氣動力也小,要產主足夠的上仰力矩就需要多拉桿。結果,隨著滑跑速度增大,上仰力矩又將迅速增大,飛行員要保持抬前倫的平衡狀 態,勢必又要用較大的操縱量進行往復修正,給操縱帶來困難。同時,抬前輪過旱,使飛機阻力增大而增長起飛距離。如果抬前輪過晚,不僅使滑跑距離增長,而且 還由於拉桿抬前輪到離地的時間很短,飛行員不易修正前輪抬起的高度而保持適當的離地迎角。甚至容易使升力突增很多 而造成飛機猛然離地。各型飛機抬前輪的速度均有其具體規定。前輪抬起高度應正好保持飛機離地所需的迎角,前輪抬起過低,勢必使迎角和升力系數過小,離地速 度增大,滑跑距離增長,前輪抬起過高,滑跑距離雖可縮短,但因飛機阻力大,起飛距離將增長,而且迎角和升力系數過大,又勢必造成大迎角小速度離地,離地 後,飛機的安定住差操縱性也不好。仰角過大,還可能造成機尾擦地。從既要保證安全又要縮短滑跑距離的要求出發,各型飛機前輪抬起高度都有其具體規定。飛行 員可從飛機上的俯仰指示器或從機頭與天地線的關系位置來判斷前輪抬起的高度是否適當。
後三點飛機為什麼要抬尾輪
後三點飛機與前三點飛機相比,停機角比較大,因此三點滑跑中迎角較大,接近其臨界迎角,如果整個滑跑階段都保持三點滑跑,升力系數比較大,飛機在較小的速 度下 即能產生足夠的升力使飛機離地。此時滑跑距離雖然很短,但大迎角小速度離地後,飛機安定性操縱性都差,甚至可能失速。因此後三點飛機,當滑跑速度增大到一 定時,飛行員應前推駕駛桿,抬起機尾作兩點滑跑,以減小迎角。與前三點飛機抬前輪一樣,為了既保證安全,又縮短滑跑距離,必須適時正確地抬機尾。抬機尾過 早或過晚,過高或過低,不僅會增長滑跑距離,起飛距離,而且會危及 飛行安全。各型飛機抬機尾的速度和高度也都有其具體規定。
2. 保持滑跑方向
對螺旋槳飛機而言,起飛滑跑中引起飛機偏轉的主要原因是螺旋槳的副作用。起飛滑跑中,螺旋槳的反作用力矩力圖使飛機向螺旋槳旋轉的反方向傾斜,造成兩主輪 對地面的作用力不等,從而使兩主輪的摩擦力不等,兩主輪摩擦力之差對重心形成偏轉力矩。螺旋槳滑流作用在垂直尾翼上也產主偏轉力矩。前三點飛機抬前輪時和 後三點飛機抬尾輪時,螺旋槳的進動作用也會使飛機產生偏轉。加減油門和推拉篤駛桿的動作愈粗猛,螺旋槳副作用影響愈大。為減輕螺旋槳副作用的影響,加油門 和推拉駕駛桿的動作應柔和適當。滑跑前段,因舵的效用差,一般可用偏轉前輪和剎車的方法來保持滑跑方向。滑跑後段應用舵來保持滑跑方向。隨著滑跑速度的不 斷增大,方向舵的效用不斷提高,就應當回舵,以保持滑跑方向。
噴氣飛機起飛滑跑方向容易保持,其原因是;一是噴氣飛機都是前三點飛機, 而前三點飛機在滑跑中具有較好的方向安定住,二是沒有螺旋槳副作用的影響,所以在加油門和抬前輪時,飛機不會產主偏轉。
(二) 當速度增大到一定,升力稍大於重力,飛機即可離地。離地時作用於飛機的力。此時升力大於重力,拉力或推力 大於阻力。
離地時的操縱動作,前三點飛機和後三點是不同的。前三點飛機是因飛行員拉桿產生上仰操縱力矩,而使飛機作兩點滑跑的。隨著滑跑速度的增大、上仰力矩增大, 迎角將會增大。雖然飛行員不斷向前推桿以保持兩點滑跑姿態,但 原來的俯仰力矩平衡總是隨速度的增大而不斷被破壞,在到達離地速度時,迎角仍會有自動增大的`趨勢。所以,前三點飛機一般都是等其自動離地。後三點飛機則不 然,飛機到達離地速度時,一般都需帶桿增大迎角而後離地。這是因為後三點飛機在兩點滑跑中,飛行員是前推桿,下偏升降舵來保持的,隨著速度增大,下俯操縱 力矩增大,將使迎角減小,飛行員雖不斷帶桿以保持兩點滑跑,但在到達離地速度時,迎角仍會有減小的趨勢。所以,必須向後帶桿增大迎角飛機才能離地。後三點 飛機,正確掌握離地時機是很重要的。離地過早或過晚,都將給飛行帶來不利。 機輪離地後,機輪摩擦力消失,飛機有上仰趨勢,應向前迎桿制止。對螺旋漿飛機,機輪摩擦力矩也消失,飛機有向螺旋槳旋轉方向偏轉的趨勢,應用舵制止。
(三)一段平飛或小角度上升 對剩餘拉力比較小的活塞式螺旋漿飛機,飛機離地還尚未達到所需的上升速度,故需作一段平飛或小角度上升來積累速度。飛機離地後在12米高度向前迎桿,減小 迎角,使飛機平飛加速或作小角度上升加速。飛機剛離地時,不宜用較大的上升角上升。 上升角過大,這會影響飛機增速,甚至危及安全。為了減小阻力,便於增速,飛機高地後,一般不低於5米高度收起落架。收起落架時機不可過早或過晚。過早,飛 機離地大近,如果飛機有下俯,就可能重新接地,危及安全;過晚,速度大大,起落架產生的阻力很大,不易增速,還可能造成起落架收下好。在一段平飛或小角度 上升中,特別要防止出現坡度,因為這時飛行高度低,飛機如有坡度,就會向下側滑而可能使飛機撞地。因此發現飛機有坡度應及時糾正。
(四)當速度增加到規定時,應柔和帶桿使飛機轉入穩定上升,上升到規定高度起飛階段結束。
影響起飛滑跑距離的因素影響起飛滑跑距離的困素有油門位置、離地迎角、襟翼反置、起飛重量、機場標高與氣溫、跑道表面質量、風向風速、跑道坡度等。這些因素一般都是通過影響離地速度 或起飛滑跑的平均加速度來影響起飛滑跑距離的。
油門位置 油門越大,螺旋槳拉力或噴氣推力越大,飛機增速快,起飛滑跑距離就短。所以,一般應用最大功率或最大油門狀態起飛。
離地迎角離地迎角的大小決定於抬前輪或抬機尾的高度。離地迎角大,離地速度小,起飛滑跑距離短。但離地迎角又不可過大,離地迎角過大,下僅會因飛機阻力大 而使飛機增速慢延長滑跑距離,而且會直接危及飛行安全因此從既要保證飛行安全又要使滑跑距離短出發,各型飛機一般都規定有最有利的離地迎角值。
襟翼位置 放下襟翼,可增大升力系數,減小離地速度,因而能縮短起飛滑跑距離。
起飛重量 起飛重量增大,不僅使飛機離地速度增大,而且會引起機輪摩擦力增加,使飛機不易加速。因此,起飛重量增大,起飛滑跑距離增長。
機場標高與氣溫 機場標高或氣溫升高都會引起空氣密度減小,一放面使拉力或推力減小,飛機加速慢;另一方面,離地速度增大,因此起飛滑跑距離必然增長。所以在炎熱的高原機場起飛,滑跑距離顯著增長。
跑道表面質量 不同跑道表面質量的摩擦系數,滑跑距離也就不同。跑道表面如果光滑平坦而堅實,則摩擦系數小,摩擦力小,飛機增速快,起飛滑跑距離短。反之跑道表面粗糙不平或松軟,起飛滑跑距離就長。
風向風速 起飛滑跑時,為了產生足夠的升力使飛機離地,不論有風或無風,離地空速是一定的。但滑跑距離只與地速有關,逆風滑跑時,離地地速小,所以起飛滑跑距離比無風時短。反之則長。
滑跑坡度 跑道有坡度,會使飛機加速力增大或減小。
三. 著陸
飛機從一定高度下滑,井降落地面滑跑直至完全停止運動的整個過程,叫著陸。
飛機著陸的操縱原理
與起飛相反,著陸是飛機高度下斷降低、速度不斷減小的運動過程。飛機從一定高度作著陸下降時,發動機處於慢車工作狀態,即一般採用帶小油門下滑的方法下 降。飛行高度降低到接近地面時,必須在一定高度上開始後拉駕駛桿,使飛機由下滑轉入平飄這就是所謂“拉平”。機拉平後,飛機速度仍然較大,不能立即接地. 需要在離地0.5~1米高度上繼續減小速度,這個拉平後繼續減小速度的過程,就是平飄。在這個過程中,隨著飛行速度的不斷減小,飛行員不斷後拉駕駛桿以保 持升力等於重力。在離地0.15~0.25米時,將飛機拉成接地所需的迎角,升力稍小於重力,飛機輕柔飄落接地飛機接地後,還需要滑跑減速直至停止,這個 滑跑減速過程就是著陸滑跑。由上可見,飛機著陸過程一般可分為五個階段:下滑段、拉平段、平飄段、接地和著陸滑跑段。
(一)拉平
拉平是飛機由下滑轉入平飄的曲線運動過程,即飛機由下滑狀態轉入近似平飛狀態的過程。為完成這個過程,飛行員應拉桿增加迎角:使升力大於重力第一分力,此 兩力之差為向心力,促進飛機向上作曲線運動,減小下滑角。對某些飛機,因放襟翼後,上仰力矩較大,下滑中通常是向下頂桿以保持飛機的平衡,所以開始拉平時 只需松桿,後再逐漸轉為拉桿。拉桿或松桿增大迎角,阻力也同時增大,且因下滑角不斷減小,重力也跟著減小,所以阻力大於重力飛行速度不斷減小。可見飛機在 拉平階段中,下滑角和下滑速度都逐漸減小,同時高度不斷降低。飛行員應根據飛機的離地和下沉接近地面的情況,掌握好拉桿的分量和快慢,使之符合客觀實際, 才能做到正確的拉平。如高度高、下沉慢、俯角小,拉桿的動作應適當慢一些;反之,高度低、下沉快、俯角大,拉桿的動作應適當快一些。
(二)平飄
飛機轉入平飄後,在阻力的作用下,速度逐漸減小,升力不斷降低。為了使飛機升力與飛機重力近似相等,讓飛機緩慢下沉接近地面,飛行員應相應不斷地拉桿增大 迎角,以提高升力。在離地約0.15--0.25米的高度上將飛機拉成接地迎角姿態,同時速度減至接地速度,是飛機輕輕接地。
在平飄過程中,飛行員應根據飛機下沉和減速的情況相應地向後拉桿。一般來說:在平飄前段,需要的拉桿量較少。因為此時飛機的速度較大,在速度減小,升力減小時,只需稍稍拉桿增加少量的迎角,就能保持平飄所需的升力。如拉桿量過多,會使升力突增,飛機將會飄起。
在平飄後段,需要的拉桿量較多。因為此時飛機的速度較小,如拉桿量與前段相同,增加同樣多迎角,升力增加小,飛機將迅速下沉;此外隨著迎角的增大,阻力增大,飛機減速快,也將使飛機迅速下沉,因此只有多拉桿,迎角增加多一些,才能得到所需的升力,使飛機下沉緩慢。
總之,在平飄中,拉桿的時機、分量、和快慢,由飛機的速度和下沉情況來決定。飛機速度大,下沉慢,拉桿的動作應慢些;反之,速度小,下沉快拉桿的動作應適當加快。
此外,為了使飛機平穩地按預定方向接地,在平飄過程中,還須注意用舵保持好方向。如有傾斜,應立即以桿舵一致的動作修正。因此時迎角大速度小,副翼效用差,姑應利用方向舵支援副翼,即向傾斜的反方向蹬舵,幫助副翼修正飛機的傾斜。
(三)接地
飛機在接地前會出現機頭自動下俯的現象。這是因為飛機在下沉過程中,迎角要增大,迎角安定力矩使機頭下俯,另外由於飛機接近地面,地面的影響增強,下洗速 度減小,水平有效迎角增大,產生向上的附加升力,對重心形成的力矩使機頭下俯。故在接地前,還要繼續向後帶桿,飛機才能保持好所需的接地姿態。
為減小接地速度和增大滑跑中阻力,以縮短著陸滑跑距離,接地時應有較大的迎角,故前三點飛機以兩主輪接地,而後三點飛機以通常以三輪同時接地。
(四)著陸滑跑
著陸滑跑的中心問題是如何減速和保持滑跑方向。
飛機接地後,為盡快減速,縮短著陸滑跑距離,必須在滑跑中增大飛機阻力。滑跑中飛機阻力有氣動阻力、機輪摩擦力、以及噴氣反推力和螺旋槳負拉力等。滑跑中,增大飛機迎角,放減速板(或減速率),以及使用反推、螺旋槳負拉力、剎車等都能增大飛機阻力。
簡單空氣力學簡介
要了解飛機的飛行原理就必須先知道飛機的組成以及功用,飛機的升力是如何產生的等問題。這些問題將分成幾個部分簡要講解。
一、飛行的主要組成部分及功用
到目前為止,除了少數特殊形式的飛機外,大多數飛機都由機翼、機身、尾翼、起落裝置和動力裝置五個主要部分組成 :
1. 機翼——機翼的主要功用是產生升力,以支持飛機在空中飛行,同時也起到一定的穩定和操作作用。在機翼上一般安裝有副翼和襟翼,操縱副翼可使飛機滾轉,放下襟翼可使升力增大。機翼上還可安裝發動機、起落架和油箱等。不同用途的飛機其機翼形狀、大小也各有不同。
2. 機身——機身的主要功用是裝載乘員、旅客、武器、貨物和各種設備,將飛機的其他部件如:機翼、尾翼及發動機等連接成一個整體。
3. 尾翼——尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼由固定的水平安定面和可動的升降舵組成,有的高速飛機將水平安定面和升降舵合為一體成為全動平尾。垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可動的方向舵。尾翼的作用是操縱飛機俯仰和偏轉,保證飛機能平穩飛行。
4.起落裝置——飛機的起落架大都由減震支柱和機輪組成,作用是起飛、著陸滑跑,地面滑行和停放時支撐飛機。
5.動力裝置——動力裝置主要用來產生拉力和推力,使飛機前進。其次還可為飛機上的其他用電設備提供電源等。現在飛機動力裝置應用較廣泛的有:航空活塞式 發動機加螺旋槳推進器、渦輪噴氣發動機、渦輪螺旋槳發動機和渦輪風扇發動機。除了發動機本身,動力裝置還包括一系列保證發動機正常工作的系統。
飛機上除了這五個主要部分外,根據飛機操作和執行任務的需要,還裝有各種儀表、通訊設備、領航設備、安全設備等其他設備。
二、飛機的升力和阻力
飛機是重於空氣的飛行器,當飛機飛行在空中,就會產生作用於飛機的空氣動力,飛機就是靠空氣動力升空飛行的。在了解飛機升力和阻力的產生之前,我們還要認 識空氣流動的特性,即空氣流動的基本規律。流動的空氣就是氣流,一種流體,這里我們要引用兩個流體定理:連續性定理和伯努利定理
流體的連續性定理:當流體連續不斷而穩定地流過一個粗細不等的管道時,由於管道中任何一部分的流體都不能中斷或擠壓起來,因此在同一時間內,流進任一切面的流體的質量和從另一切面流出的流體質量是相等的。
連續性定理闡述了流體在流動中流速和管道切面之間的關系。流體在流動中,不僅流速和管道切面相互聯系,而且流速和壓力之間也相互聯系。伯努利定理就是要闡述流體流動在流動中流速和壓力之間的關系。
伯努利定理基本內容:流體在一個管道中流動時,流速大的地方壓力小,流速小的地方壓力大。
飛機的升力絕大部分是由機翼產生,尾翼通常產生負升力,飛機其他部分產生的升力很小,一般不考慮。從上圖我們可以看到:空氣流到機翼前緣,分成上、下兩股 氣流,分別沿機翼上、下表面流過,在機翼後緣重新匯合向後流去。機翼上表面比較凸出,流管較細,說明流速加快,壓力降低。而機翼下表面,氣流受阻擋作用, 流管變粗,流速減慢,壓力增大。這里我們就引用到了上述兩個定理。於是機翼上、下表面出現了壓力差,垂直於相對氣流方向的壓力差的總和就是機翼的升力。這 樣重於空氣的飛機藉助機翼上獲得的升力克服自身因地球引力形成的重力,從而翱翔在藍天上了。
機翼升力的產生主要靠上表面吸力的作用,而不是靠下表面正壓力的作用,一般機翼上表面形成的吸力占總升力的60-80%左右,下表面的正壓形成的升力只佔總升力的20-40%左右。
飛機飛行在空氣中會有各種阻力,阻力是與飛機運動方向相反的空氣動力,它阻礙飛機的前進,這里我們也需要對它有所了解。按阻力產生的原因可分為摩擦阻力、壓差阻力、誘導阻力和干擾阻力。
1.摩擦阻力——空氣的物理特性之一就是粘性。當空氣流過飛機表面時,由於粘性,空氣同飛機表面發生摩擦,產生一個阻止飛機前進的力,這個力就是摩擦阻 力。摩擦阻力的大小,決定於空氣的粘性,飛機的表面狀況,以及同空氣相接觸的飛機表面積。空氣粘性越大、飛機表面越粗糙、飛機表面積越大,摩擦阻力就越 大。
2.壓差阻力——人在逆風中行走,會感到阻力的作用,這就是一種壓差阻力。這種由前後壓力差形成的阻力叫壓差阻力。飛機的機身、尾翼等部件都會產生壓差阻力。
3.誘導阻力——升力產生的同時還對飛機附加了一種阻力。這種因產生升力而誘導出來的阻力稱為誘導阻力,是飛機為產生升力而付出的一種“代價”。其產生的過程較復雜這里就不在詳訴。
4.干擾阻力——它是飛機各部分之間因氣流相互干擾而產生的一種額外阻力。這種阻力容易產生在機身和機翼、機身和尾翼、機翼和發動機短艙、機翼和副油箱之間。
以上四種阻力是對低速飛機而言,至於高速飛機,除了也有這些阻力外,還會產生波阻等其他阻力。
三、影響升力和阻力的因素
升力和阻力是飛機在空氣之間的相對運動中(相對氣流)中產生的。影響升力和阻力的基本因素有:機翼在氣流中的相對位置(迎角)、氣流的速度和空氣密度以及飛機本身的特點(飛機表面質量、機翼形狀、機翼面積、是否使用襟翼和前緣翼縫是否張開等)。
1.迎角對升力和阻力的影響——相對氣流方向與翼弦所夾的角度叫迎角。在飛行速度等其它條件相同的情況下,得到最大升力的迎角,叫做臨界迎角。在小於臨界 迎角范圍內增大迎角,升力增大:超過臨界臨界迎角後,再增大迎角,升力反而減小。迎角增大,阻力也越大,迎角越大,阻力增加越多:超過臨界迎角,阻力急劇 增大。
2.飛行速度和空氣密度對升力阻力的影響——飛行速度越大升力、阻力越大。升力、阻力與飛行速度的平方成正比例,即速度增大到原來的兩倍,升力和阻力增大 到原來的四倍:速度增大到原來的三倍,勝利和阻力也會增大到原來的九倍。空氣密度大,空氣動力大,升力和阻力自然也大。空氣密度增大為原來的兩倍,升力和 阻力也增大為原來的兩倍,即升力和阻力與空氣密度成正比例。
3,機翼面積,形狀和表面質量對升力、阻力的影響——機翼面積大,升力大,阻力也大。升力和阻力都與機翼面積的大小成正比例。機翼形狀對升力、阻力有很大 影響,從機翼切面形狀的相對厚度、最大厚度位置、機翼平面形狀、襟翼和前緣翼縫的位置到機翼結冰都對升力、阻力影響較大。還有飛機表面光滑與否對摩擦阻力 也會有影響,飛機表面相對光滑,阻力相對也會較小,反之則大。
飛機能自由地飛行在空中,靠的是飛行員對飛機正確的操控。飛行員操作飛機,就是運用油門、桿、舵改變飛機的空氣動力和力矩,從而改變飛行狀態。為了解飛機 的操作原理我們就需要知道飛機的平衡、安定性和操作性等相關知識。下面從這三方面開始簡要講解飛機的飛行操作原理。
為了讓大家理解其中的術語,我們先介紹一些基礎知識:飛機的重心和飛機的坐標軸。
飛機的重心:飛機的各部件燃料、乘員、貨物等重力之和是飛機的重力,飛機重力的著力點叫做飛機重心。
飛機的坐標軸也叫機體軸是以機體為基準,通過飛機重心的三條相互垂直的坐標軸。
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⑥ 飛機結構與構造 doc
飛機基本結構
飛機結構一般由五個主要部分組成:機翼、機身、尾翼、起落裝置和動力裝置 (主要介紹機翼和機身)。
機翼
薄蒙皮梁式
主要的構造特點是蒙皮很薄,常用輕質鋁合金製作,縱向翼梁很強(有單梁、雙梁或多梁等布置).縱向長桁較少且弱,梁緣條的剖面與長桁相比要大得多,當布置有一根縱梁時同時還要布置有一根以上的縱牆。該型式的機翼通常不作為一個整體,而是分成左、右兩個機翼,用幾個梁、牆根部傳集中載荷的對接接頭與機身連接。薄蒙皮梁式翼面結構常用於早期的低速飛機或現代農用飛機、運動飛機中,這些飛機的翼面結構高度較大,梁作為惟一傳遞總體彎矩的構件,在截面高度較大處布置較強的梁。
多梁單塊式
從構造上看,蒙皮較厚,與長桁、翼梁緣條組成可受軸力的壁板承受總體彎矩;縱向長桁布置較密,長桁截面積與梁的橫截面比較接近或略小;梁或牆與壁板形成封閉的盒段,增強了翼面結構的抗扭剛度,為充分發揮多梁單塊式機翼的受力特性,左、右機翼最好連成整體貫穿機身。有時為使用、維修的方便,可在展向布置有設計分離面,分離面處採用沿翼盒周緣分散連接的形式將全機翼連成一體,然後整個機翼另通過幾個接頭與機身相連。
多牆厚蒙皮式(有時稱多梁厚蒙皮式,以下統簡稱為多牆式)
這類機翼布置了較多的縱牆(一般多於5個);蒙皮厚(可從幾毫米到十幾毫米);無長桁;有少肋、多肋兩種。但結合受集中力的需要,至少每側機翼上要布置3—5個加強翼肋。當左、右機翼連成整體時,與機身的連接與多梁單塊式類似。但有的與薄蒙皮梁式類似,分成左右機翼,在機身側邊與之相連,此時往往由多牆式過渡到多梁式,用少於牆數量的幾個梁的根部集中對接接頭在根部與機身相連。
蒙皮
蒙皮的直接功用是形成流線形的機翼外表面。為了使機翼的阻力盡量小,蒙皮應力求光滑,減小它在飛行中的凹、凸變形。從受力看,氣動載荷直接作用在蒙皮上,因此蒙皮受有垂直於其表面的局部氣動載荷。此外蒙皮還參與機翼的總體受力-它和翼梁或翼牆的腹板組合在一起,形成封閉的盒式薄壁結構承受機翼的扭矩;當蒙皮較厚時,它與長桁一起組成壁板,承受機翼彎矩引起的軸力。壁板有組合式或整體式。某些結構型式(如多腹板式機翼)的蒙皮很厚,可從幾mm到十幾mm,常做成整體壁板形式,此時蒙皮將成為最主要的,甚至是惟一的承受彎矩的受力元件。
長桁
長桁(也稱桁條)是與蒙皮和翼肋相連的構件。長桁上作用有氣動載荷。在現代機翼中它一般都參與機翼的總體受力—承受機翼彎矩引起的部分軸向力,是縱向骨架中的重要受力構件之一。除上述承力作用外,長桁和翼肋一起對蒙皮起一定的支持作用。
翼肋
普通翼肋構造上的功用是維持機翼剖面所需的形狀。一般它與蒙皮、長桁相連,機翼受氣動載荷時,它以自身平面內的剛度向蒙皮、長桁提供垂直方向的支持。同時翼肋又沿周邊支持在蒙皮和梁(或牆)的腹板上,在翼肋受載時,由蒙皮、腹板向翼肋提供各自平面內的支承剪流。
加強翼肋雖也有上述作用,但其主要是用於承受並傳遞自身平面內的較大的集中載荷或由於結構不連續(如大開口處)引起的附載入荷。
翼梁
翼梁由梁的腹板和緣條(或稱凸緣)組成(圖3.11)。翼梁是單純的受力件,主要承受剪力Q和彎矩M。在有的結構型式中,它是機翼主要的縱向受力件,承受機翼的全部或大部分彎矩。翼梁大多在根部與機身固接。
縱牆
縱牆(包括腹板)的緣條比梁緣條弱得多,一般與長桁相近,縱牆與機身的連接為鉸接,腹板即沒有緣條。牆和腹板一般都不能承受彎矩,但與蒙皮組成封閉盒段以承受機翼的扭矩,後牆則還有封閉機翼內部容積的作用。
機身
機身的主要功用是裝載乘員、旅客、武器、貨物和各種設備;還可將飛機的其它部件如尾翼、機翼及發動機等連接成一個整體。
桁梁式
桁梁式機身結構特點是有幾根(如四根)桁梁,桁梁的截面面積很大。在這類機身結構上長桁的數量較少而且較弱,甚至長桁可以不連續。蒙皮較薄。這種結構的機身,由彎曲引起的軸向力主要由桁梁承受,蒙皮和長桁只承受很小部分的軸力。剪力則全部由蒙皮承受。
桁條式
這種型式機身的特點是長桁較密、較強;蒙皮較厚。此時彎曲引起的軸向力將由許多桁條與較厚的蒙皮組成的壁板來承受;剪力仍全部由蒙皮承受。
硬殼式
硬殼式機身結構是由蒙皮與少數隔框組成。其特點是沒有縱向構件,蒙皮厚。由厚蒙皮承受機身總體彎、剪、扭引起的全部軸力和剪力。隔框用於維持機身截面形狀,支持蒙皮和承受、擴散框平面內的集中力。這種型式的機身實際上用得很少,其根本原因是因為機身的相對載荷較小.而且機身不可避免要大開口,會使蒙皮材料的利用率不高,開口補強增重較大。所以只在機身結構中某些氣動載荷較大、要求蒙皮局部剛度較大的部位,如頭部、機頭罩、尾錐等處有採用。具體構造也有用夾層結構或整體旋壓件等形式。
(a)桁條式;(b)桁梁式;(c)硬殼式
1--長桁;2--桁梁;3--蒙皮;4--隔框
隔框
隔框分為普通框與加強框兩大類。
普通框用來維持機身的截面形狀。一般沿機身周邊空氣壓力為對稱分布,此時空氣動力在框上自身平衡,不再傳到機身別的結構去。
加強框,其主要功用是將裝載的質量力和其他部件上的載荷經接頭傳到機身結構上的集中力加以擴散,然後以剪流的形式傳給蒙皮。
長桁與桁梁
長桁作為機身結構的縱向構件,在桁條式機身中主要用以承受機身彎曲時產生的軸力。另外長桁對蒙皮有支持作用,它提高了蒙皮的受壓、受剪失穩臨界應力;其次它承受部分作用在蒙皮上的氣動力並傳給隔框,與機翼的長桁相似。桁梁的作用與長桁相似,只是截面積比長桁大。
蒙皮
機身蒙皮在構造上的功用是構成機身的氣動外形,並保持表面光滑,所以它承受局部空氣動力。蒙皮在機身總體受載中起很重要的作用。它承受兩個平面內的剪力和扭矩;同時和長桁等一起組成壁板承受兩個平面內彎矩引起的軸力,只是隨構造型式的不同,機身承彎時它的作用大小不同。