1樓:sunny比爾蓋茨
固定翼飛機
b 新增義項
?所謂固定翼飛機是指飛機的機翼位置、後掠角等引數固定不變的飛機;相對現代一些超音速飛機,在以低速飛行時,為了得到較大的公升力,機翼伸展較大(後掠角較小),在飛行中隨飛機速度增大,後掠角可以改變加大,這就不再是固定翼飛機了,典型的是***,和旋翼機,沒有固定的機翼;艦載飛機為了減少停放時占地面積,將機翼摺疊;但飛行中機翼不能出現摺疊動作的,或改變角度的,仍屬於固定翼飛機。目前民航客機都屬於固定翼飛機。
國內外市場上的固定翼飛機模型多為單翼、雙翼飛機。
基本資訊
中文名稱
固定翼飛機
外文名稱
fixed-wing aeroplane
機體結構
機翼、機身、尾翼和起落架組成
優 點
速度快,機動性能高
目錄1簡介
2機體結構
3固定翼飛機發展簡史
4固定翼機的飛行操縱裝置
5有關固定翼機的記錄
摺疊編輯本段簡介
固定翼飛機或定翼機(fixed-wing aeroplane),常簡稱為飛機(英文:aeroplane),是指由動力裝置產生前進的推力或拉力,由機身的固定機翼產生公升力,在大氣層內飛行的重於空氣的航空器。當今世界的飛機,主要是固定翼飛機。
固定翼飛機
摺疊固定翼飛機的變形
另有一種變後掠翼飛機,即機翼後掠角在飛行中可以改變的飛機,也屬於固定翼飛機。現代超音速飛機廣泛採用的小展弦比大後掠機翼,超音速阻力較小,但低速時氣動效率低,公升力特性不好。用低速效能好的小後掠角的大展弦比機翼又會使超音速效能變壞。
變後掠翼飛機通過機翼後掠角的變化可以解決高、低速效能要求的矛盾。飛機在起飛著陸和低速飛行時用較大的後掠角,這時機翼展弦比最大,因而具有較高的低速巡航效率和較大的起飛著陸公升力。在超音速飛行時用較小的後掠角,機翼展弦比和相對厚度隨之減小,對於減小超音速飛行的阻力很有利。
此外,超音速轟炸機和強擊機作超低空高速飛行時,為了減少不平穩氣流引起的顛簸,也要求機翼後掠角小,展弦比小。現代變後掠翼飛機常用於多用途戰鬥機、殲擊轟炸機和戰略轟炸機,例如蘇聯的公尺格-23戰鬥機、圖-160戰略轟炸機,以及西歐的「狂風」和美國的f-14戰鬥機、b-1戰略轟炸機都是變後掠翼飛機。
摺疊固定翼機的特點
和其他交通工具相比,固定翼機有很多優點:
速度快。目前噴射客機的巡航時速在900千公尺/小時左右。
機動性高。固定翼機飛行不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔,而且可根據客、貨源數量隨時增加班次。
安全舒適。據國際民航組織統計,民航平均每億客公里的死亡人數為0.04人,是公路交通事故死亡人數的幾十分之一到幾百分之一,和鐵路運輸並列為最安全的交通運輸方式。
但是固定翼機作為交通工具也有自身的侷限性:
**昂貴。無論是固定翼機本身還是固定翼機所消耗的油料相對其他交通運輸方式都高昂的多。
受天氣情況影響。雖然現在航空技術已經能適應絕大多數氣象條件,但是比較嚴重的風、雨、雪、霧等氣象條件仍然會影響飛機的起降安全。
起降場地有限制。大部份固定翼機都需要機場公升降,需要有較長的跑道供起降,對起降的條件要求比較苛刻。
一定的危險。雖然民航客機每億客公里的死亡人數遠低於其他常見運輸工具,但由於飛行事故的倖存率很低,所以給公眾的心理感覺還是有一定危險的。
另外,雖然固定翼機不斷提公升燃油效率,但是飛行時每消耗1千克燃油就會排放3千克二氧化碳,而且氣體直接在大氣層排放,對全球暖化的影響比地面排放還要大。
摺疊編輯本段機體結構
飛機的機體結構通常包括機翼、機身、尾翼和起落架組成。如果飛機的發動機不在機身內,則發動機短艙也屬於機體結構的一部分。[2]
摺疊機翼
機翼是飛機產生公升力的部件,機翼後緣有可操縱的活動面,靠外側的叫做副翼,用於控制飛機的滾轉運動,靠內側的則是襟翼,用於增加起飛著陸階段的公升力。機翼內部通常安裝油箱,機翼下面則可供掛載副油箱和**等附加裝置。有些飛機的發動機和起落架也被安裝在機翼下方。
根據伯努利定律,機翼的上半部較下半部突起,以機翼側面剖面來看這讓機翼上半部氣流的流動路線比下半部長,因此機翼上半部氣流流動速度較下半部快氣壓較小,飛機在跑道上衝刺到一定速度後這氣壓壓力差就產生足夠公升力讓飛機起飛。機翼有各種形狀,數目也有不同。在航空技術不發達的早期為了提供更大的公升力,固定翼機以雙翼機甚至多翼機為主,但現代飛機一般是單翼機。
摺疊機身
機身的主要功用是裝載人員、貨物、裝置、燃料和**等,也是飛機其他結構部件的安裝基礎,將尾翼、機翼及發動機等連線成乙個整體。但飛翼機是個例外,它的機身被隱藏在其機翼的內部。
摺疊尾翼
尾翼是用來平衡、穩定和操縱飛機飛行姿態的部件,通常包括垂直尾翼(垂尾)和水平尾翼(平尾)兩部分。垂直尾翼由固定的垂直安定面和安裝在其後部的方向舵組成,水平尾翼由固定的水平安定面和安裝在其後部的公升降舵組成,一些型號的飛機公升降舵由全動式水平尾翼代替。方向舵用於控制飛機的航向運動,公升降舵用於控制飛機的俯仰運動。
摺疊起落架
起落架是用來支撐飛機停放、滑行、起飛和著陸滑跑的部件,由支柱、緩衝器、剎車裝置、機輪和收放機構組成。陸上飛機的起落裝置一般由減震支柱和機輪組成,此外還有專供水上飛機起降的帶有浮筒裝置的起落架和雪地起飛用的滑橇式起落架。
摺疊動力裝置(航空發動機)
飛機的動力裝置的核心是航空發動機,主要功能是用來產生拉力或推力克服與空氣相對運動時產生的阻力使飛機前進。次要功能則是為飛機上的用電裝置提供電力,為空調裝置等用氣裝置提供氣源等。飛機的動力裝置除發動機外,還包括一系列保證發動機正常工作的系統,如發動機燃油系統、發動機控制系統等。
現代飛機的動力裝置一般為渦輪發動機(噴氣發動機)和活塞發動機兩種。應用較廣泛的配置方式有四種:航空活塞式發動機加螺旋槳推進器;渦輪噴射發動機;渦輪螺旋槳發動機;渦輪風扇發動機。
隨著航空技術的發展,火箭發動機、沖壓發動機、原子能航空發動機、脈衝爆震發動機等,也有可能會逐漸被採用。
摺疊編輯本段固定翼飛機發展簡史
摺疊誕生
2023年12月17日這個寒冷的冬天,來自美國俄亥俄州代頓的自行車製造商萊特兄弟在北卡羅來納州的基蒂·霍克試飛成功一架結構單薄、樣子奇特的雙翼飛機--「飛行者一號」。這是人類歷史上第一架能夠自由飛行 ,並且完全可以操縱的動力飛機。這一天就成了飛機誕生之日。
摺疊雙翼機時代
雙翼機有兩個翼面,機翼總面積較大。在飛機發展初期,發動機功率低、重量大,建造機體的材料大多是木材和蒙布。為了在低速度條件下產生足夠的公升力,需要較大面積的機翼,以便在低速條件下能夠順利公升空。
但是,隨著飛機速度的不斷提高,雙翼機機翼及支柱的阻力越來越大,成為提高速度的主要障礙。自從高強度鋁合金問世後,人們已有可能製造出結構重量不太大而又能承受大載荷的薄機翼。所以從20世紀30年代起,雙翼機逐漸被單翼機取代。
在現代的飛機中,除對載重量和低速效能有特殊要求的小型飛機外,雙翼機已不多見。
摺疊單翼螺旋槳飛機時代
單翼螺旋槳飛機,是指空氣通過螺旋槳將發動機的功率轉化為推進力的單翼飛機。這種飛機按發動機型別不同分為活塞式螺旋槳飛機和渦輪螺旋槳飛機,有渦輪式發動機的螺旋槳飛機則被稱為渦槳飛機。
由於受到技術水平的限制,在二十世紀四十年代之前,人類生產的幾乎所有的飛機均為螺旋槳式飛機,而在三十年代到四十年代之間,單翼螺旋槳飛機一直佔據著主導位置。隨著人類科技的進步,發動機技術水品也在不斷提高著,到了二十世紀四十年代,噴氣式飛機開始嶄露頭角,噴氣式飛機所使用的噴氣發動機靠燃料燃燒時產生的氣體向後高速噴射的反衝作用使飛機向前飛行,它可使飛機獲得更大的推力,飛得更快。
但是由於噴氣式飛機存在使用成本過高、低速機動性能差、材料要求高,低速油耗過高等諸多缺陷,時至今日螺旋槳式飛機,尤其是單翼螺旋槳式飛機仍然在某些領域發揮著不可替代的作用。
單翼飛機的缺陷在於動力方式。轉速不能無限的提高,而且當到達一定轉速時提高的效果微乎其微,只能提高飛行高度以減小阻力。但高空的空氣稀薄亦減小了螺旋槳提供的動力限制了公升限,這是單翼飛機的致命缺陷。
摺疊噴氣式飛機時代
當裝有馮·奧亨研製的hes3b渦輪噴氣發動機的he178飛機於2023年8月27日首次試飛成功 時,標誌著噴氣式飛機開始扮演重要角色。噴氣式飛機是使用噴氣發動機作為推進力**的飛機。它在很多方面,上有著很多讓螺旋槳式飛機望塵莫及的優點,尤其是有更大的速度和公升限。
更大的推動力也使其能獲得更大的空重和機動能力,所以二十世紀四十年代至今,噴氣式飛機無時無刻不出現在人們的視野中。時至今日,當年限制噴氣機發展的諸多因素已然一一被克服,未來半個世紀內仍能統治天空。
摺疊編輯本段固定翼機的飛行操縱裝置
主條目:飛行操縱裝置
現代固定翼機駕駛艙內可供駕駛員使用的固定翼機操縱裝置(flight control system)通常包括:
主操縱裝置:駕駛杆或駕駛盤和方向舵腳蹬。在某些採用電傳操縱系統的固定翼機上,駕駛杆或駕駛盤已經被簡化成位於駕駛員側方的操縱桿(sidestick),也稱為「側杆」。
輔助操縱裝置:襟翼手柄、配平按鈕、減速板手柄等。
隨著電子技術的發展,飛行操縱裝置的形式也發生了根本性的變化。在大型固定翼機中,傳統的機械式操縱系統已逐漸地被更為先進的電傳操縱系統所取代,計算機系統全面介入飛行操縱系統,駕駛員的操作已不再像是直接操縱固定翼機動作,而更像是給固定翼機下達運動指令。由於某些採用電傳操縱系統的固定翼機取消了原有的駕駛杆或駕駛盤等裝置而改為側杆操縱,駕駛艙的空間顯得比以往更加寬鬆,所以有些駕駛員稱此類駕駛艙為「飛行辦公室」。
摺疊編輯本段有關固定翼機的記錄
摺疊最大航速
最大航速是固定翼機最重要的效能之一。下列若干歷史上的最大航速紀錄:
2023年 106 千公尺/小時,飛行員:leon morane,法國,bleriot xi
2023年 204 千公尺/小時,飛行員:maurice prevost, 法國, deperdussin
2023年 417 千公尺/小時,飛行員:harold j.brow, 美國,curtiss r2c-1
2023年 709 千公尺/小時,飛行員:francesco agello, 義大利, macchi mc.72(水上飛機,此項紀錄保持至今)
2023年 755 千公尺/小時,飛行員:fritz wendel, 德國, 梅塞施公尺特 me 209 v1
2023年 1004 千公尺/小時,飛行員:heinrich dittmar, 德國, 梅塞施公尺特 me 163(火箭式殲擊機)
2023年 1127 千公尺/小時,飛行員:charles "chuck" yeager, 美國, bell x-1
2023年 2028 千公尺/小時,飛行員:bill bridgeman, 美國, 道格拉斯skyrocket
2023年 3058 千公尺/小時,飛行員:frank everest, 美國, bell 52 x-2(火箭式)
2023年 5798 千公尺/小時,飛行員:robert white, 美國, 北美航空,x-15(火箭式飛機)
2023年 3750 千公尺/小時,飛行員:w.daniel, 美國, 洛克希德 sr-71 黑鳥(噴氣式飛機)
2023年 7214 千公尺/小時,飛行員:william joseph knight, 美國, 北美航空 x-15(火箭式飛機)
2023年 11,200 千公尺/小時,無人駕駛,美國, 波音 x-43a(噴氣式飛機)
摺疊最大航程
2023年的6月28日,新加坡航空公司重新開通了新加坡與美國紐約紐華克機場之間的每日不停站直航航班,航班號sq21/sq22,超過了之前新加坡至洛杉磯的航線,成為全球最長不停站商業飛行的航線。新航以空中巴士a340-500客機飛行該航線,整個航程達到了16600千公尺,飛行需時18小時。
摺疊公升限及實用公升限
摺疊載重及載客能力
目前載重能力最好的是前蘇聯安托諾夫設計局所製造的an-225夢想式運輸機,離陸重量超過600公噸,酬載重量可達300公噸。
目前載客人數最多的是2023年初發表的空中巴士a380客機,採最高密度座位時可載853人。
摺疊]環球飛行
2023年道格拉斯公司「世界巡航號」(world cruisers)固定翼機第一次作分段環球飛行,歷時175天,飛完42400千公尺。
2023年由伯特·魯坦設計的旅行者號由哥哥迪克·魯坦和女飛行員珍娜·耶格爾駕駛,人類首次實現不間斷、不空中加油的環球飛行。
2023年10月,一架「協和」號超音速客機,為了紀念哥倫布發現美洲新大陸500周年,用了32小時49分繞地球一週,創造了環球飛行的新紀錄。
摺疊靜音噴射機
2023年的11月,美國麻省理工學院與英國劍橋大學的研究團隊,楬櫫一項名為「靜音噴射機倡議」的計畫,將徹底改造客機的概念設計:未來的客機將不只能更省油,而且還安靜無聲,一解機場附近居民飽受飛機起降噪音折磨之苦。這一「靜音噴射機」可以運送215名乘客,並可能在2023年時加入航空界。
這架客機的噪音從機場外聽起來,大約像洗衣機或其他家電的噪音。
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