在机翼构造形式的发展过程中,最主要的变化是维形构件和受力构件的逐渐合并。因此,根据其构造形式的发展,我们可以将机翼分为构架式、梁式、单块式以及整体壁板式。
构架式机翼:构架式机翼主要应用于飞机发展的初期,其结构特点是:受力件与维形件完全分工并分段承受鼓荷。构架式机翼的受力骨架是由翼梁、张线、横支柱等组成的空间骨架系统,它承受所有的弯矩、剪力和扭矩;其蒙皮是用亚麻布制成,只起维形作用,不参与受力。早期飞机大多数采用这种形式的机翼。
梁式机翼:随着飞机速度的增大,出现了蒙皮参加受力的梁式机翼。其特点是有强有力的翼梁和硬质蒙皮,常用金属铆接结构。梁式机翼为现今飞机所广泛采用,其大部分弯矩由翼梁承受,梁腹板承受剪力,蒙皮和腹板组成的盒段承受扭矩,蒙皮也参与翼梁缘条的承弯作用。梁式机翼的不足之处是蒙皮较薄,桁条较少,因此,其机翼蒙皮的承弯作用不大。根据翼梁的数量不同,我们还可以进一步将梁式机翼分为单梁式、双梁式和多梁式机翼。(梁式机翼的典型结构请见机翼的构造)
单块式机翼:随着飞行速度的进一步增大,为保持机翼有足够的局部刚度和扭转刚度,需要加厚蒙皮并增多桁条。这样,由厚蒙皮和桁条组成的壁板已经能够承受大部分弯矩,因而梁的凸缘就可以减弱,直至变为纵樯,于是就发展成为了没有翼梁的单块式机翼。单块式机翼的维形构件和受力构件已经完全合并。
整体壁板式机翼:单块式机翼的壁板是铆接的,其零件数量较多,而且表面质量较差,高速飞行时阻力较大。因此,又发展出了由若干块整体壁板组合而成的整体壁板式机翼。整体壁板式机翼的结构强度根据各部分的实际受力情况而设计,同时减少了连接的铆钉孔和螺栓孔,因此其重量减少,而强度、刚度及抗疲劳度都增加。
机翼的外形五花八门、多种多样,有平直的,有三角的,有后掠的,也有前掠的等等。然而,不论采用什么样的形状,设计者都必须使飞机具有良好的气动外形,并且使结构重量尽可能的轻。所谓良好的气动外形,是指升力大、阻力小、稳定操纵性好。以下是用来衡量机翼气动外形的主要几何参数:
翼展:翼展是指机翼左右翼尖之间的长度,一般用l表示。
翼弦:翼弦是指机翼沿机身方向的弦长。除了矩形机翼外,机翼不同地方的翼弦是不一样的,有翼根弦长b0、翼尖弦长b1。一般常用的弦长参数为平均几何弦长bav,其计算方法为:bav=(b0+b1)/2。
展弦比:翼展l和平均几何弦长bav的比值叫做展弦比,用λ表示,其计算公式可表示为:λ=l/ bav。同时,展弦比也可以表示为翼展的平方于机翼面积的比值。展弦比越大,机翼的升力系数越大,但阻力也增大,因此,高速飞机一般采用小展弦比的机翼。
后掠角:后掠角是指机翼与机身轴线的垂线之间的夹角。后掠角又包括前缘后掠角(机翼前缘与机身轴线的垂线之间的夹角,一般用χ0表示)、后缘后掠角(机翼后缘与机身轴线的垂线之间的夹角,一般用χ1表示)及1/4弦线后掠角(机翼1 /4弦线与机身轴线的垂线之间的夹角,一般用χ0.25表示)。如果飞机的机翼向前掠,则后掠角就为负值,变成了前掠角。
根梢比:根梢比是翼根弦长b0与翼尖弦长b1的比值,一般用η表示,η=b0/b1。
相对厚度:相对厚度是机翼翼型的最大厚度与翼弦b的比值。
除此之外,机翼在安装时还可能带有上反角或者下反角。
没有严格的划分 只要能起到作用就行
最好用的超音速 翼形就是 三角翼 超大后掠的切尖三角翼是我见过的最好用的翼形 阻力最小的,但是现在没有飞机使用,无尾翼,无鸭翼
微小后掠角的不等边梯形翼 滑翔性能是最好的 同时机翼的后掠角的增加可以增加飞机对重心改变的适应能力
前掠翼对操作杆的控制 反应是最灵敏的 但是阻力其实不小 难以达到3马赫以上
飞翼形的机翼(B-2那种)似乎极难以突破音速,我怀疑是激波能量无法在一个机翼前缘和机头融合在一起的一架飞机上顺利分离
机翼阻力最小的位置 就是在机身的中央 而且无上反角,无安装角,这种情况下可以最大化减少阻力。比方说飞豹那种机翼带安装角的超音速飞机就很不好,F-4也是,
再说说 性能最好的 机翼横截面 也就是翼肋的形状 最小阻力的翼肋 就是上下完全对称,换一句话说 就是飞机正飞倒飞机翼横截面看上去都是一样的,而且相对厚度小于0.16%,现在所有飞机均达不到这个要求
放下襟翼增加升力 为的就是让原本超薄上下对称的翼形,通过机械转动在后缘向下偏移,就可以增加升力
机翼按数量分为单翼、双翼、三翼
【我国生产的运5就属于双翼机】
机翼按水平安装位置分为上单翼、下单翼、中单翼
【我国生产的运7、运8、运12,美国的C130等都属于上单翼;而早期的歼击机、初级教练机则多为下单翼】
按掠角分为前掠翼、直翼、后掠翼
【早期的运输机比如C-3都有轻微的前掠翼,现在最著名的前掠翼是俄罗斯的S-37金雕,而早期的喷气式战斗机都是后掠翼,活塞式飞机则多为直翼】
按形状分矩形翼、三角翼、双三角翼、梯形翼
【早期的活塞式飞机多为直翼或梯形翼,而后来的喷气式战斗机比如我国早期生产的歼7、歼8是三角翼,后期的歼7和现在生产的歼10则属于双三角翼;美国的F15、F18则属于梯形翼】
安装角有上反角、平翼、下反角
【活塞式飞机多采用上反角、而喷气式战斗机则多采用下反角】