5.3.1 机翼（1）在线视频

同学们大家好

欢迎回到力学与生活课堂

这一讲 我们学习

机翼

一

机翼的第一部分

第一个问题 我们给大家介绍一下机翼的作用

机翼的最主要的作用呢就是

使飞机产生升力

保持飞机 在空中的

平稳的 飞行

那么 这是一个

机翼的形状 就是我们前面看到的

如果是从剖面看就是这一块

这一个形状

那么机翼产生升力的过程

我们在前面 已经给大家讲过了

就是

而机翼在空气中 运动的时候和空气相对机翼的运动

是一致的 这是呢

这一个

伽利略的运动相对性原理

那么 由于上方的流速大

压强小

下边的呢 流速小 压强大

然后导致了

向上的这一个升力 我们从这一个动图里面

很容易看出来

除了使飞机产生升力之外

机翼还有其他的一些作用

第一个作用

就是

悬挂发动机

而对于民航客机来说所有的发动机

都是在机翼的下方 基本上都是在

机翼的下方 悬挂的

当然 还有一些特殊的

但是呢 已经不适用了

基本上淘汰了

还有第二个作用就是存储燃油

那么 存储燃油也是它的一个作用

控制飞机的反转

减速等等

一些主要的功能

这是机翼的作用

第二个的机翼的结构

机翼 我们说在工作的时候呢

要承担非常大的力

就是承担的载荷巨大

整个飞机 在空中飞行 全靠机翼拖着

当飞机停在地面上的时候

它还得支撑着这个发动机

那两个大发动机

一个呢 像这个a380

这两侧的发动机

每一台的就八吨

那么 这个a380两侧各有

不是 两侧的各有两台发动机

那光机翼

这个发动机的重量呢 每一侧就16吨

所以说 这一块儿都是靠机翼承担着

所以说 我们要求机翼必须具备什么样的能力呢

要求有足够的强度

也就是你飞机飞的时候

它不能出问题

停到地面上呢 也不能出问题

那么这时候 我们设计机翼的时候呢

大家注意一下

这是翼梁

这是翼梁

这一块儿就是翼筋

他是控制飞机机翼的形状的

就是像一个呢

游线型的一个

这一个是横桥 外边的是蒙皮

蒙皮把这一个包裹起来 以后呢

就形成一个机翼

所以说 这个横桥起的作用

就是把蒙皮

和翼筋连接在一起

基本上都是用铆钉给他铆接起来的

这是翼梁的结构

这是翼筋的结构 就是我们这一块这个东西

大家可以看一看

这是一个机翼打开的时候 剖开的时候 它的一个照片

实际机翼的一个照片

这是横桥 这是翼筋

然后呢

这个是横桥啊 这个呢 是翼梁

翼梁

这是一个

这个呢 是机翼前面部分

剖开之后 我们看到的这一个形状

看到的形状

还有呢 这一块儿我们说的是这一个

襟翼

放下来之后 就是我们从后边看这个机翼

大家可以看到 这里头的一些装置

而这一块呢也是

我们可以看到这一个襟翼了

刹下来的时候

这一块基本上还是水平的

然后看到这一些方块

所以整个机翼的结构

我们在这一些图片上

就可以给它看出来

那么要机翼要正常安全地工作

必须

要有足够的强度

工作的时候不发生破坏

然后什么时候 才能不发生破坏呢

我们设计一个飞机的机翼的时候

要求它

3G过载

这是飞机设计的时候的一个标准的数值

什么意思呢

要承受它三倍的正常的载荷

三倍正常的载荷

那么这个三倍重力的加速度

那么 这三倍的载荷呢

要求相当高的

那么现在呢 就有一个问题 就是我们问一下大家

那三倍的载荷 这一个机翼呢 可以正常的工作

我能不能弄上一个十倍的？

或者五倍的

或者2.9倍的行不行？

实际上呢 我们飞机设计的时候还有一个问题

一定要轻

它在空中 就靠空气这个

动力给他拖着呢

你把它设计的那个10倍的20倍的

有没有那个必要？

没有

三倍的

最合适的 就3.1、3.2就够了

再大了

就是多余的

所以说呢 飞机实验的时候呢

一定要记住3G过载 这是标准的

3G以上 3.1、3.2到头了 不敢太大

太大了 肯定就重了 重了都飞不上去了

所以说呢 知道这一个

这是一个飞机了 在这一个地形

静强度试验的时候

一个动图

大家可以看一下

这个机翼

在这一个

静力试验的时候做这么大幅度的一个摆动

这一个摆动啊

我们说了a350

就是空客的这个飞机

翼尖的摆动距离是多少呢

5.2米

这个b波音778

波音787他的翼尖摆动距离达到7.9米

这就是我们说的飞机在做定强度实验的时候呢

必须完成的工作

而这一块 这个加载装置

而实际上呢 非常复杂的

所以说你怎么

加载能够模仿

这一个空气动力

模仿空气动力以实现这样一个

大幅度的这一个摆动

所以说呢 我们这一块飞机的试验呢

要求

也是很复杂很高的

这是强度问题

你必须要保证安全

但是呢 又不能过又不能过

第四个就是机翼的油箱作用

我们看一下这一个

客机

它的这个油箱到底在什么地方呢

那么这时候呢 我们是中央邮油箱 在这个位置

然后这一个呢叫附加中央油箱

前头也有一部分

也是附加中央油箱

那么机翼上呢 我们前面也说过

机翼也可以作为油箱用

这一块叫机翼油箱 外边这也是机翼油箱

那么 这一块两侧都是油箱

它有一个好处

这个机翼油箱的好处呢

飞机那个空间都是很紧的

我们让这一个尽可能的让内部空间大一点

多装一些货物

多拉一个人

那要把这个油箱放在机翼上 是非常好的

它有它的优势

第一个优势就是

使得机翼的总体受力更加合理

第二个优势就是

给发动机在机翼上靠近机身的位置悬挂着

给发动机供油的时候 两边同时供

两边同时供的时候 两侧的油的消耗是一样的

不影响飞机的重心的改变

这对于重心的改变

影响非常的小

所以说 我们说这一个飞机呢

这一个油箱 机翼油箱的作用

也是个非常大

还有一个呢 是襟翼

襟翼分成两个

这是后缘襟翼 还有一个前边有前缘襟翼

通过改变这一个襟翼的这一个弯度

就是伸开往下弯着

通过改变这一个伸出的长度以及

这一个弯度

可以增加

机翼的面积

一个是提高升力

还有一个呢 增大阻力

这个提高升力和增大阻力

都是我们

这一个飞机在起飞降落的过程中呢

必须的

那么飞机呢

开始生的时候要增大升力 增大升力呢 襟翼也是下来的

但是没有这么厉害

就是稍微往下来弯一点点

这一个升力 就会提高很多

那么这一个

大幅度的这一个 往下弯 就是弯度

大幅度的增加 这一个肯定是刹车

这时候使得阻力 非常的大

这是呢 我们说这一个襟翼 我们了解一下

还有这一个前缘襟翼 就是我们这一块这一个

就是飞机机翼的前部 这一块呢

也是可控制的

那么这一块这个控制呢

这是正常飞行的时候的一个状态

这个呢 就是增加 就是增加升力

或者就是增加阻力

这时时候呢 打开的这一种状态

当然这一个 我们这一个叫作动筒 控制这一个前缘襟翼的这一个

方位

那么这一块呢 我们说呢 注意一下

正常 提高升力的时候这个方位

而这个要增加阻力的时候呢 打到最大位置

跟后缘襟翼是一样的

实际上 我们把这打开之后 这出现一个缝缝

这前头看着还整体

飞的时候出现个缝缝就麻烦了

实际上 这个缝儿

从空气动力学的角度来说呢

他起的作用

非常的好

这个缝儿可以使得

尾涡乱流或者呢 这个漩涡

大大地推迟了

然后呢 使得这个机翼的倾角 可以更大一点

如果说没有这个缝儿

你把那个机翼这样一倾

就是那个迎风角

往大一倾 很容易出问题

但是 正是由于这一个缝

使得气流要从这穿过去

使得这一个呢

出现尾涡乱流的时间大大的延后了

所以说呢

这一个设计呢 非常的有效

这个呢是我们这一个机翼 从下方看

前缘襟翼的一个照片

这是打开的一种状态

这是师傅啊 地勤人员啊

正在维修 这一个

那么打开这个就是靠这一些机械装置

传动机构在控制着

当然 后缘襟翼

也是一样的

也是一样的

这种控制的

而这时候 后缘襟翼呢

这个打开的情况

这是全部打开

这一个呢 减速板就是扰流板 已经竖起来了

那么这一块刹到最大了

而这一块儿是上升过程中

稍微弯了一下

提高一点弯度 使得升力

增大了

这一块儿是前缘襟翼

和后缘襟翼都会起到这样一个作用

那么这时候呢 我们说

它控制飞机的起降

正常运行的时候呢 所有的都收起来

整体形成一个

机翼的这一个形状

这是我们这一块的

这是一个动图

这个动图 表示的飞机的这一个呢

襟翼打开的动作

这是我们这一块儿一个 这是一个照片

看一看

实际上 这一块呢 我们说这个襟翼

使飞机的低速性能力得到了大幅度的提高

而低速性能在哪用呢 飞机的起降

和下降的这一个阶段

这是几种情况啊

效率最高的

正常飞行的时候呢 就是这一种状态

而增加生升力的阶段 就是起飞阶段

这个稍微打开这一个呢 也稍微打开

而这一块儿 这一个

下降阻力阶段这一块呢 我们说呢达到最大

这一块儿也达到最大

达到最大之后下落

就是飞机一接触地

这一个

这就是说轮子一接触地

这一个减速板 扰流板就抬起来了

使得飞机的阻力更大

这一讲

我们就给大家来讲到这 谢谢大家