罩保证流线型,以降低阻力,提高效率。
翼根:机翼的根部。 前缘:机翼的前端点。 翼端:机翼的端部,即翼尖。机翼两翼尖之间的距离,不论机翼的平面形状如何,是长方形的还是后掠形的,两翼尖端的最远距离就是翼展。
副翼:副翼安装在机翼翼梢酌后缘处,襟翼和副翼一样,、也是主翼后缘可活动的翼片,只不过靠近翼根处。襟、副翼的作用是借着改变机翼后缘的角度使机翼的攻角或者等效于机翼的中弧线高度改变,因而增加或减少升力,用以改变飞机的飞行姿态,
机身:机身是飞机上装载乘员、旅客、武器和货物的部分,并用它把机翼、尾翼、起落架等连接成一个整体。发动机、油箱和各种设备一般也安装在机身内。模型飞机的机身除了不装载乘员、旅客、武器和货物之外,其它作用是和飞机相同的。
方向舵:指铰接在垂直安定面后部,用于航向操纵的翼面。方向舵不仅能进行航向操纵,而且可以代替副翼进行滚转操纵,即由于使用方向舵产生侧滑,并且给左右机翼以速度差,致使飞机倾斜。反之也可以用来校正飞机倾斜。
尾翼:飞机的尾翼是起纵、横向稳定和操纵作用的部件。一般飞机的尾翼分为水平尾翼和垂直尾翼,它们分别又分为水平安定面、升降舵和至直安定面、方向舵。水平安定面和垂直安定面固定在飞机上,起稳定作用。在模型飞机上,除可操纵模型飞机的尾翼上有舵面外,不可操纵的自由飞式模型飞机的尾部只有调整片而没有舵面。 水平尾翼:水平尾翼是操纵向稳定、平衡和操纵作用的尾翼。在可操纵的模型飞机上,水平尾翼由水平安定面积升降舵组成。在自由飞行的模型飞机上,一般都把水平尾翼作成一个整体,只起纵向安定作用。一般水平尾翼的平面形状和结构都与机翼近似。
升降舵:指铰接在水平安定面后部,主要用于纵向操纵的翼面。拉操纵杆时,升降舵上偏,它使气流向上而产生向下的反作用力把机头治起,这样就增大大了机翼的迎角,从而增大外力,飞机上升。但在飞机的速度不够大时,或发动机的推力不够大时,拉杆只能使飞机抬头,并不上升。
飞机的主翼和尾翼所产生的升力以及其他动作的力使飞机做出各种各样的动作。它们的形状以及受力就直接影响着飞机飞行的状态。
二、飞机的受力平衡
飞行的稳定性好不好,我们称之为飞机的安定性。要想飞机的安定性好,就要使作用于飞机的力要刚好平衡,如果不平衡就是合力不为零,以维持它的原来姿态。
依牛顿第二定律就会产生加速度。为了分析方便,我们把力分为X、Y、Z三个轴力的平衡及绕X、Y、Z三个轴力偶矩的平衡。轴力不平衡则会在合力的方向产生加速度,力偶矩不平衡则会产生旋转加速度。但平衡不一定具安定性,安定性是指当平衡因阵风或其他因素被破坏时,飞机要有自行恢复平衡的能力,安定性好的飞机平衡被破坏后能迅速修正回来,安定性不好的飞机平衡被破坏后产生波状飞行或左右摇晃甚至根本不能恢复,大部分自由飞飞机因效率的关系只在一个固定速度及姿态下才
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能平衡,所以手掷飞机比赛时投掷的技巧占很大的的比例,当飞机掷出后在最高点冲力消失的一剎那,这时飞机就要摆好滑翔的姿态开始滑翔,否则高度掉了一大半才恢复平衡开始滑翔,那就不要比了。
升力
推力
阻力
重力
图2-44 轴向受力
1、轴力平衡
轴力不平衡则会在合力的方向产生加速度,飞行中的飞机受的力可分为升力、重力、阻力、推力(如图2-44),升力由机翼提供,推力由引擎提供,重力由地心引力产生,阻力由空气产生,我们可以把力分解为两个方向的力,称 x 及 z 方向(当然还有一个y方向,但对飞机不是很重要,除非是在转弯中),飞机等速直线飞行时x方向阻力与推力大小相同方向相反,故x方向合力为零,飞机速度不变,y方向升力与重力大小相同方向相反,故z方向合力亦为零,飞机不升降,所以会保持等速直线飞行。
Z轴(转向)
Y轴(俯仰)
X轴(滚转)
图2-45 三个轴方向力偶距
2、力偶距平衡
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力偶矩不平衡则会产生旋转加速度,对飞机来说,X轴力偶矩不平衡飞机会滚转,Y轴力偶矩不平衡飞机会偏航、Z轴力偶矩不平衡飞机会俯仰(如图2-45)。
飞机依主翼和重心的相对位置可分为高翼机、中翼机及低翼机,主要的考虑在于安定性,飞机的升力作用点与重心位置。如图2-46、47所示。
图2-46 高翼机
图2-47 低翼机
高翼机重心在压力中心下,当飞机倾斜时,升力与重力有一自动回复的力矩,很适合遥控练习机,当然也很适合自由飞的飞机,低翼机重心在压力中心之上,当飞机倾斜时,升力与重力造成的力矩不但不会使飞机回复反而会加速侧滚,这正是特技机要的特性,如此反应敏捷的飞机当然不很适合练习机,但如果低翼机上反角大的话,压力中心也相对提高,安定性也提高,所以有很多实机的初级练习机也是低翼机,至于为什么有些教练机要采用低翼而不用较稳定的高翼则是因为起落架,高翼机的机翼离地太高起落架只能装在机身上,两个轮子的宽度就很窄,降落时一个不小心翼端就擦到地面,低翼机起落架分别装在机翼两边,这样就够宽了,低翼机加装浮筒变成水上飞机时,因重心降低也有助于稳定。中翼机压力中心与重心几乎重合,飞机由正飞转倒飞或由倒飞转正飞感觉都一样,所以很多特技机采用中翼设计,但中翼设计采用最多的不是特技机,而是竞速机及高级滑翔机,原因不是为了安定性,反而是为了减
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少寄生阻力,主翼与机身接合处有严重的寄生阻力必须予以整型,由图2-50可以看出,中翼机所需要的代价最少,不过中翼机主翼与机身接合处是一个结构弱点,滑翔机机翼比较长,采用左右插梢方式不会破坏机身完整性,特技机因为要作激烈动作无法采用插梢方式,机身开口处结构要特别加强。
图2-48 高翼机的干扰阻力
图2-49 低翼机的干扰阻力
图2-50 中翼机的干扰阻力
三、压力中心与重心 1、纵轴平衡
飞机重心的前后位置同样影响飞机的安定性,飞机的安定与平衡有三种型式 (1)、不安定、平衡:如(图2-51)重心在压力中心之后,当飞机受阵风或其他外力影响产生抬头时,主翼攻角增大,升力增加,焦点力偶矩不变,升力与重力产生的力矩会增加抬头的趋势,所以是平衡但不安定。
图2-51 不安定、平衡
(2)、中性安定、不平衡:如(图2-52)重心与压力中心在同一线上,没有修正
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力矩来平衡焦点力偶矩,所以称中性安定但不平衡。
图2-52 中性安定、不平衡
(3)、安定、不平衡:如(图2-53)重心在压力中心之前,当飞机受阵风或其他外力影响产生抬头时,主翼攻角增大,升力增加,升力与重力产生的力矩会减少抬头的趋势,所以称安定但不平衡。
图2-53 安定、不平衡
2、压力中心
在考虑飞机的纵向平衡时,我们需要知道所有升力的合力点以便定出日后飞机重心位置,这合力点一般称压力中心。机翼横剖面的升力并不是平均分布,从翼剖面气流速度图上可以看出翼上缘前端空气流速最快(如图2-54),
上翼面
气流速度下翼面
翼弦位置
图2-54 翼剖面气流速度图
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