2021内蒙古三支一扶行测备考:机翼是如何设计的(2)

　　设计内容

　　在方案设计阶段，要估算一个机翼面积和粗略地推测这个机翼形状。当设计进入到更详细的设计阶段，必须仔细考虑机翼几何参数，以得到对于规定任务是最佳的形状。虽然机翼不能和飞机其他部件(如动力装置、尾部布局、噪声等)分开孤立地考虑，但在设计的初始阶段，把精力集中在主要的机翼参数上是必要的，而在设计过程的后期，再考虑由飞机方案/技术指标所确定的全部因素。

　　可以在下述4个方面确定主要的机翼设计参数：性能要求、飞行品质、结构框架、内部容积。

　　性能要求

　　在概念设计阶段必须考虑飞机性能要求。机翼的尺寸必须满足指令性(适航性)要求，并且必须对设计(技术指标)要求进行估算。在适航性要求中规定了一定的爬升率和使用速度。没计要求也规定了场长和巡航速度。

　　飞行品质

　　保证飞机有可接受的飞行操纵品质，将影响到机翼几何参数的选择(如机翼的平面形状将影响低速时飞机失速和过失速特性)。设计要求将规定场长和巡航速度。在高速飞行时，气动弹性和气动力抖振也是一个考虑的准则。飞行器的操纵将受机翼的突风响应的影响，但这可以用同机翼操纵面结合的自动飞行控制系统来缓和。对于操纵性和稳定性来说，荷兰滚和横向响应将是重要的参数。而飞机自动飞行控制系统可以给这些品质以有利的影响。预测机翼平面形状对飞行品质的影响是困难的，以至于常常用“修整”来改正内在的缺陷。

　　结构框架

　　对结构考虑的主要准则是安全和最小的重量。机翼结构框架必须支撑所有的非机翼部件(如发动机、起落架)，安置全部飞行控制部件和高升力装置(如副翼、襟翼、减速板等)。在所有这些要求中，机翼必须易于制造，并在其使用寿命期内维护方便。

　　内部容积

　　机翼内部容积应能装进所要求的燃油(在不同的油箱内)、起落架(如果收进机翼型面内)和高升力装置及其他控制部件。

　　水上飞机机翼设计

　　由于水上飞机在水上起降时水载荷与飞机速度平方成正比，故机翼应采用襟翼这类增升装置，使水上飞机可在45kn(80km/h)左右以下速度在较小的水域安全起飞降落，另外机翼低的失速速度有利于缩短飞机在起飞时的滑跑距离和时间，这也意味着更早离开不平稳水面而更安全，飞机从水面起飞后很快加速和爬升是成功飞行的关键，展弦比在8～10的机翼，在大迎角爬升时诱导阻力小而更有利。

　　应按最大升力系数0.9来设计机翼面积，这样以便在飞机起降时，有进一步增加升力的潜力。

　　由于水上飞机有在水上起降运行的特点，为防水花影响机翼的气动特性，一般都采用上单翼的机翼布局，这也有利于防水花对机翼结构的腐蚀。

　　机翼应选择阻力系数和俯仰力矩系数小的翼型。

　　机身船体前段龙骨相对飞机基准纵轴有1°～2°上仰角，水上飞机在水中滑行时，龙骨相对水面有8°迎角，这时船尾正好离开水面，根据这时希望机翼产生最大升力来设置机翼安装角和襟翼的偏角。这样设置的机翼安装角在飞机以巡航速度飞行时。迎角偏大，故巡航时船体机身会略有低头，有利于改善驾驶员的视线。

　　水上飞机机翼上的副翼，除了同一般飞机一样要注意防止副翼反逆而差动设计外，还因水上飞机有在至少15m/s侧风下在水面起飞时纠正飞机机翼倾斜的需要，副翼面积要比常规飞机偏大。这样在空中飞行时副翼操纵会显得敏感.这可以通过在副翼区机翼选用9%～10%稍薄的翼型来改善。

　　刷题巩固

　　01、(2020上海)飞行器在速度接近音速时会有一股强大的阻力，使飞行器产生强烈的振荡，速度衰减。这一现象被称为音障。要突破音障，对超音速飞机的结构有一定要求，下列机翼的设计有利于突破音障的是：

　　A.又薄又短

　　B.又薄又长

　　C.又厚又短

　　D.又厚又长

　　【答案】A

　　飞机是靠机翼产生升力，而把飞机托上天空的，机翼越大，升力就越大。但是，从另一方面来看，机翼在飞行中也会产生阻力，机翼越厚越长，阻力也越大。在飞行速度比较低的时候，为了产生足够的升力，就要把机翼做得长一些，例如滑翔机的翅膀就特别长。当速度提高以后，特别是在超音速飞行的时候，如果机翼厚长，所产生的阻力就特别大，就很难突破音障。因此对于超音速飞机来说，把机翼设计得又短又薄才能有利于突破音障。

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（编辑：sunxia）