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飞机的主要部件及其功能

  • 虽然近年来飞机的外观、感觉和类型可能发生了变化,但主要部件仍然保持不变
  • 垂直和水平稳定器为飞机提供了至关重要的稳定性
  • 升力的产生是通过改变机翼的角度来实现的,机翼的角度产生的压差可以使飞机上升和下降

尽管自第一次世界大战以来,飞机已经发展了很多,但飞机的主要部件仍然保持不变。从塞斯纳172到波音727,组件的位置、大小和类型可能有所不同,但组件的主要功能是相同的。

飞机的主要部件

  • 动力装置
  • 机身
  • 翅膀
  • 尾翼
  • 起落架

动力装置

飞行仪表。第一行,从左至右1)空速指示灯,2)海拔高度指示灯,3)高度计第二行,从左至右4)转弯协调器,5)指南针和6)垂直速度指示灯。图片来源:Cc by-sa 3.0

动力装置可能是最重要的部件,它是发动机和螺旋桨的组合。发动机的主要功能是产生驱动螺旋桨所必需的动力。在现代飞机中,动力装置还用于产生操作所有电气组件(即飞行仪器)所需的电力,并在温度下降~10度/1000米海拔时加热机舱。

在早期的小型飞机中,发动机安装在机身前部。然而,随着商业飞行和运输的出现,对更大飞机的需求也在增加。大型飞机需要相当大的升力和推力,现在需要多个动力装置。因此,发动机被转移到机身的两侧,以适应多个动力装置。发动机舱是覆盖在机翼下的发动机部分,它简化了空气流动,以有效燃烧燃料。螺旋桨安装在发动机的前部,将发动机产生的动力转化为向前的推力。

图片来源:Cc by-sa 4.0

飞机的机身

机身包括供飞行员使用的驾驶舱和供乘客使用的客舱。根据飞机的类型,它通常会有额外的货物空间。不同型号的飞机机身构造不同。在第二次世界大战期间,从木材到焊接钢管的材料被用于制造机身。今天,为了减轻重量和增加强度,液压成形铝管被用于制造现代小型飞机的机身。你还会发现飞机的机身一般都覆盖着铝板。

机身桁架

飞机机身的类型

桁架

在桁架机身结构中,载荷不是均匀分布在机身各处的。此外,这种结构提供最小的客舱空间。为了均匀地分配力,单层或半单层底盘被用于制造如下图所示的现代飞机。

机身半单壳体和单壳体结构

单壳体和半单壳体设计

单层外壳用于支持负载。这种结构可以非常坚固,但不能容忍表面的凹痕/变形。例如,你可以对铝罐的两端施加相当大的力而不会造成任何损坏。但是,如果你从侧面破坏它,它就会倒塌。因此,单壳体底盘可以用于较小的飞机。然而,它不适合大型商用飞机,因为它们承受弯曲(和下垂)载荷,要求极高的壳体厚度。

现代飞机使用单壳体和桁架底盘的组合(stringers)来克服与单壳体和桁架底盘相关的问题。

翅膀

图片来源:Thierry Dugnolle [CC0],来自维基共享资源
图片来源:NASA衍生作品:Retama[公共领域],通过维基共享资源

机翼是附在机身两侧的机翼,用来产生升力。当空气颗粒通过机翼时,机188bet电子游戏翼的形状产生了压差。机翼的角度是变化的(或单独的襟翼附在机翼上),以改变升力的大小或控制起飞和降落时的速度和升力。这是一个模拟,显示升力根据角度的变化。在对称翼型上,力为0,并随着角度的增大而增大。升力逐渐增大,在~15°处达到峰值。在15度后,空气颗粒从机翼上分离,飞机就会失速。188bet电子游戏

尾翼

尾翼由固定面(如垂直稳定器和水平稳定器)和可移动面(如方向舵和升降舵)组成。

图片来源:Pearson Scott Foresman[公共领域],通过维基共享资源

稳定剂

稳定器的工作是提供稳定的飞机在垂直和水平平面:-

  • 垂直稳定器保持机头不左右摇摆(偏航)
  • 水平稳定器防止鼻子上下运动(俯仰)

方向舵是垂直稳定器的一个可移动部件,它帮助飞机在转弯时保持机头的位置。有趣的是,方向舵不是用来转弯的,它是用来在转弯时稳定飞机的。飞机根据曲线将机翼倾斜到指定的角度来转弯。

电梯

升降机有助于俯仰稳定性,也有助于改变飞机的迎角。当升降舵向上移动时,升降舵向上产生的向下力增加,迫使机尾向下,机头向上。然而,当电梯向下移动时,尾部向下的力减小,导致尾部上升,机头下降。

起落架

就像同行的飞行员会说的那样,一个人希望永远在空中,但最终生活发生了。起落架是飞机上允许飞机再次降落和起飞的部件。它是飞机在停车、滑行、起飞或降落时的主要支撑。最常见的起落架由轮子组成,但起落架也可以是用于水上作业的浮子,或用于在雪地上降落的滑雪板。

起落架由三个轮子组成——两个主轮和一个位于飞机前部或后部的第三个轮子。可操纵的电轮允许飞行员在地面上执行所有操作。

塞斯纳起落架

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