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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。
机翼的平面形状多种多样,常用的有矩形翼、梯形翼、后掠翼、三角翼、双三角翼、箭形翼、边条翼等。现代飞机一般都是单翼机,但历史上也曾流行过双翼机(两副机翼上下重叠)、三翼机和多翼机。 根据单翼机的机翼与机身的连接方式,可分为下单翼、中单翼、上单翼和 伞式上单翼(即机翼在机身的上方,由一组撑杆将机翼和机身连接在一起)
描述机翼外形的主要几何参数有翼展、翼面积(机翼俯仰投影面积)、后掠角(主要有前缘后掠角、1/4弦后掠角等)、上反角、翼剖面形状(翼型)等。常用基本翼型有低速翼型、尖峰翼型、超临界翼型和前缘较尖锐的超音速翼型。此外还有以下一些重要的相对参数:①展弦比:机翼翼展与平均弦长(机翼面积被翼展除)之比;②梢根比:机翼翼梢弦长与翼根弦长之比;③翼型相对厚度:翼型最大厚度与弦长之比。
飞机的机翼按照俯视平面形状的不同,可划分为三种基本机翼:平直翼、后掠翼、三角翼。
根据设计图,以5mm之巴沙木将翼型裁出,画上翼剖面上之最高线.
通常设计图上都有标示最高线所在,若图上没有标示,则可自行将其标在翼弦(Chord)长度之30%~35%处.
接着在最高线距翼前缘(Leading edge) 的 1/2 处画上一条线,及最高线离翼后缘(Trailing edge)的 2/3 处画上一条线.并在翼前缘及后缘各画上一条高度约1mm左右的水平线.
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使用美工刀将斜线部份削去.
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用#240砂纸磨出机翼剖面雏形,接近成形时,再以#320砂纸磨出翼剖面形状.
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最后以#400砂纸细磨加工,直到感觉滑溜时停止.
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在此过程中须注意的是,在完成标准翼形前,也就是 #240,#320 砂纸两阶段内,最高线不可磨去.翼前后缘亦需保持 1mm 厚度,直到最后用 #400砂纸加工时,方可磨至0.3 ~ 0.5mm厚,使机翼更形圆滑.
机翼磨好之后,依设计图的要求将机翼切开以制作上反角.将欲制成上反角的机翼部份置于桌边,与桌缘对齐.以#320砂纸包住一个如香烟盒大小般的木块,单方向地在机翼边缘磨动.
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切记千万不可来回磨动,否则翼缘会被磨成弧形,减少胶合面积,造成该处结构脆弱.
上反角的胶合,若是两段式的上反角,则需先黏翼端上反角,务必使两边翘起的上反角度一致.
再接合中央.
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上述之胶合,都是采用AB胶.待AB胶干固后,将主翼全部以 #400砂纸或是更密的砂纸将毛边整修一翻.
(二)垂直、水平尾翼制作要点:
垂直尾翼制作.以 2mm厚之巴沙木为材料,依照设计图,裁出垂直尾翼,此步骤最重要的是,垂直尾翼之木纹方向需和飞行方向垂直,否则尾翼将会非常非常容易断裂.原则上,整个尾翼组可以不必作任何之加工打磨;但我的建议最好是将垂直尾翼前后缘及翼面都用细砂纸稍微磨一下,磨成对称翼形.
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毕竟,阻力这种东西,会让任何飞机都很感冒的.
水平尾翼制作.同样以2mm巴沙木为材料,裁出水平尾翼(木纹方向亦需和飞行方向垂直).若是讲究的话;水平尾翼可以仿照主翼剖面的样子磨出升力翼形.
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(三)机身制作要点:
以修理旧式纱窗常用的建材为材料,挑选一段平直而无弯曲之木条,依图画好形状,削掉不要的部份.在此一阶段要注意的是;在机身上之机翼,水平尾翼黏着处不可削成圆弧,以免减少机翼机身胶合时之接触面积.同时,主翼和水平尾翼的两个安装面需保持互相平行 (或是在同一水平面).也就是说,主翼不要带有攻角.
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另外提醒大家一点,使用美工刀削机身时,千万不可因其难削而施以大力道,否则用力过猛的结果,就是您的刀锋会沿着木材之木纹节理而削深过头,甚而将机身削成两截.在航空模型社里,一个晚上削断两三个机身的镜头时常可见,对心理卫生保证有不良影响,不可不注意一下.
切削完成后之机身,除了上述两个(主翼、水平尾翼)接合处以外,其它部份可以用粗砂纸将机身大肆减肥一番,尤其是机身的(剖面)厚度,可将其磨到约剩 3mm厚左右(再薄可能就不安全了).如此可大幅地减低飞机重量,又减小了飞机正面的形阻力,一举两得.最后,再用 #400砂纸大略地修磨一下,及告完成.
(四)飞机的组合要点:
机翼机身的胶合.将AB胶的A胶与B胶挤出等量置在一起,用小木棒搅拌直到胶水呈淡白色雾状.将胶涂于机身接着面上,并把机翼轻压置上,用手指抹去多余溢出之胶水.(在此过程中,亦可在翼前缘下塞入一小纸片,让机翼带有一非常小角度的攻角)将飞机置于平坦桌面上,两翼下各靠着一块枕木,以机身为基准调整两翼之上反角至相等.
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等待15分钟胶水干固后即可进行尾翼之装配.
尾翼、机身之胶合.调好AB胶涂于接着面上,置上水平尾翼.在这里有一个地方要特别强调,就是倘若您是惯用右手的人,则将水平尾翼的左边翘起约两个一元铜板的高度.
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也就是从机首往机尾的纵轴看过去时,右边尾翼带有一上反角,左边则有下反角(左撇子则相反).如此做的目的是希望让飞机能做圆周飞行.不这么做的话,在试飞时,会捡飞机捡得很辛苦,而若是正式的手掷飞行,则当您用力往上掷时,飞机可能会作一个斛斗(Loop)而损失大部份的高度,不会在最高点改平滑翔.待水平尾翼牢固后,黏上垂直尾翼,只要让垂直尾翼和主翼确保垂直,就没有甚么问题.
指挡、防滑砂底胶合.指挡的功用是避免翼后缘因受投掷时食指之施力而破裂.
裁一小块薄三角木片,黏在右翼下之翼后缘的翼根处即成.防滑砂纸的作用在防止投掷时手指滑动而影响施力.剪下两块大小约 2x1 cm的#400砂纸,黏在两边翼前缘下的机身处.
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配重.飞机各翼面组立起来之后,最后就是配重.配重时只有一个要点,就是将铅带缠住机鼻,以食指尖及中指尖顶在两边翼下距翼前缘1/2~2/3的翼弦处,
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当飞机前后达成水平时即是我们所需的铅带(重量).
最后加工.飞机大功告成之后,以#400砂纸全机彻底打磨一遍,将毛边修饰一下,涂上一层地板腊(涂漆亦可,但需再打磨平滑),便可进行试飞了.
四、试飞与飞行
试飞:试飞施放时,机头稍稍向下,用稍大于飞机重量之力掷出,观察其飞行路径.
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重复数次直到达到良好之滑降比为止.同时并观察看看飞机是否有左旋的情形,若没有,则 在右翼下黏一块小厚纸板充当副翼,将副翼折曲 1度 ~ 5度,分别试掷看看,找出最适当的折曲角度.
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手掷飞行::分成盘旋上升法及垂直射法
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两种投射方式.建议初学者采盘旋上升射法,等到较熟练后或是比赛时才采垂直射法.一般说来,垂直射法可获致较长 通常设计图上都有标示最高线所在,若图上没有标示,则可自行将其标在翼弦(Chord)长度之30%~35%处.
接着在最高线距翼前缘(Leading edge) 的 1/2 处画上一条线,及最高线离翼后缘(Trailing edge)的 2/3 处画上一条线.并在翼前缘及后缘各画上一条高度约1mm左右的水平线.
尖削比:一般叫梢根比,也叫梯形比。翼梢弦长和翼根弦长之比。翼梢和翼根不用说了,弦长就是机翼最前端和最后端之间连线的长度。不好理解的话看图,图中b2比b1就是。
安装角:机翼弦线和机身中心线之间的夹角。就是从侧面看,机翼翼弦和飞机纵轴的夹角。另外安装角分机翼安装角和水平安定面安装角。机翼安装角民航飞机一般是4度。
上反角:机翼下表面和垂直于飞机立轴的平面之间的夹角。就是你站在机头向机尾看,两个翼尖向两边上翘的就叫上反角,翼尖向两边下垂的就叫下反角。现在常见的民航飞机是下单翼、上反角。
PS:百度升级后航空类没有了,咱们民航专业人士去哪回答啊谁知道?
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