【藍(lán)天之夢】07连舍,飛機(jī)構(gòu)造與飛機(jī)模型

在小屁孩初長成 That moment矿咕,我哥哥入伍離家前送給我兩件珍寶蒋畜。

眾人問:哪兩件珍寶询微?吾曰:好馬快刀炫隶。

眾人甲問:馬謂何馬洞辣?吾曰:溜須拍馬叉存。

眾人乙問:刀乃何刀码俩?吾曰:兩面三刀。

么哈么哈歼捏,以上都是胡說八道握玛。

我哥哥確實(shí)送我兩件珍寶,其一是一架按比例用米帝飛機(jī)殘骸鋁澆鑄的米格15飛機(jī)模型甫菠,其二是一把用米帝飛機(jī)引擎的渦輪鋼鍛造的匕首挠铲。因?yàn)槎际浅鲎悦椎郾粨袈滹w機(jī)殘骸制作,所以非常珍貴寂诱。

有一天我在把玩那架米格15飛機(jī)模型拂苹,忽然發(fā)現(xiàn)左機(jī)翼內(nèi)測突出部位似乎有一個(gè)很小的缺口,經(jīng)過仔細(xì)分析我判定是制作飛機(jī)摸具時(shí)疏忽造成的,雖然這是一起嚴(yán)重的政治事件瓢棒,但是經(jīng)過研究浴韭,決定對摸具制造者不予追究責(zé)任,這是我當(dāng)時(shí)代表組織做出的結(jié)論脯宿。

時(shí)間就像那匹白馬念颈,嗖嗖的從大門縫隙里飄了過去,This moment连霉,我終于有時(shí)間學(xué)習(xí)飛行了榴芳,也有可能對那個(gè)塵封多年的米格15飛機(jī)模型事件進(jìn)行技術(shù)分析和調(diào)查......

一,飛機(jī)基本構(gòu)造

飛行器(Aircraft)是一種用于或者可用于飛行的設(shè)備跺撼,飛行器分為:飛機(jī)(Airplane)窟感,直升機(jī)(Rotocraft),氣球類(Lighter-that-air)歉井,動力升力類(Powerd-lift)柿祈,以及滑翔機(jī)(Glider)。

飛機(jī)的結(jié)構(gòu)主要由五大部分組成:機(jī)身(Fuselage)哩至、機(jī)翼(wings)躏嚎、尾翼(empennage)、起落裝置(landing gear)和動力裝置(Powerplant)菩貌。

01卢佣,機(jī)身

機(jī)身包括駕駛艙(Cockpit)和/或客艙(Cabin)。另外機(jī)身也有可供貨艙和其它飛機(jī)主要部件的掛載點(diǎn)菜谣。

大部分飛機(jī)都是椼架結(jié)構(gòu)(Truss)珠漂,使用鋼或鋁質(zhì)管子焊接成一系列三角形來獲得強(qiáng)度和剛性。

上圖就是常用的華倫椼架結(jié)構(gòu)(Longeron)尾膊,一般都是用鋁合金管子媳危,通過鉚釘連接。

隨著技術(shù)進(jìn)步冈敛,飛機(jī)從椼架單元變成流線型待笑,從最初使用布料織物蒙皮改成輕金屬。大多數(shù)飛機(jī)使用單體構(gòu)造或者半單體構(gòu)造的加強(qiáng)型外殼結(jié)構(gòu)抓谴。單體造型結(jié)構(gòu)主要由外殼(Skin)暮蹂、隔框(fromer)、防水壁(Bulkhead)組成癌压。

由于沒有支柱仰泻,外殼必須足夠堅(jiān)固以保持機(jī)身的剛性,由于單體設(shè)計(jì)的限制滩届,現(xiàn)代飛機(jī)大多數(shù)使用半單體造型結(jié)構(gòu)集侯。

半單體結(jié)構(gòu)(Semi-monocoque construction)使用飛機(jī)外殼貼上亞結(jié)構(gòu),亞結(jié)構(gòu)由隔框和隔壁以及椼條(Stringer)組成,通過來自機(jī)身的彎曲應(yīng)力來加固外殼棠枉,機(jī)身的主要部分也包括機(jī)翼掛載點(diǎn)(Wingattachment point)和防火隔板(Firewall)浓体。

02,機(jī)翼

機(jī)翼是連接到機(jī)身兩邊的翅膀辈讶,主要提供飛機(jī)飛行的升力命浴。

機(jī)翼通常安裝在機(jī)身的上、中或較低部分贱除,分別稱為高翼生闲、中翼和低翼。大部分飛機(jī)為單翼機(jī)(monoplane)勘伺,也有雙翼或復(fù)翼飛機(jī)(biplane)跪腹。

機(jī)翼的結(jié)構(gòu)主要分為懸臂翼(Cantilever)和半懸臂翼(semi-cantilever)褂删。

例如上圖這架塞斯納172就是高翼結(jié)構(gòu)飞醉。它有外部支柱(機(jī)翼支桿),通過支桿把飛行和著陸負(fù)荷傳遞到主機(jī)身結(jié)構(gòu)屯阀。由于支桿安裝在機(jī)身的一半位置缅帘,所以這種類型的機(jī)翼結(jié)構(gòu)也叫半懸臂機(jī)翼。??

低翼飛機(jī)(下圖派珀飛機(jī))不用外部支桿來承載負(fù)荷难衰,屬于全懸臂機(jī)翼钦无。

機(jī)翼的主要結(jié)構(gòu)部件有翼梁(Spar)、翼肋(Rib)盖袭、椼條(Stringer)失暂。

機(jī)翼通過支桿、工字型梁鳄虱、管子弟塞、外殼等得到加固。翼肋決定了機(jī)翼的外形和厚度拙已。

現(xiàn)代飛機(jī)的油箱也是機(jī)翼的一個(gè)集成部件决记,安裝在機(jī)翼里的的容器中。

在機(jī)翼后部邊緣的兩種控制面稱為副翼(aileron)和襟翼(flap)倍踪。

副翼通常位于機(jī)翼中間后面向外延伸出部分系宫,襟翼從靠近機(jī)身處向中點(diǎn)延伸。

襟翼在飛機(jī)巡航飛行時(shí)和機(jī)翼表面齊平建车,當(dāng)襟翼向下伸出可以在起飛和降落時(shí)增加機(jī)翼的升力扩借。

03,尾翼

飛機(jī)尾部的裝置稱為尾翼(enpennage)缤至。尾翼的固定翼面潮罪,由垂直尾翼(vertical stabilizer)和水平尾翼(horizontal stabilizer)組成;活動表面,由方向舵(rudder)错洁、升降舵(elevator)秉宿,以及配平片(trim tab)也叫補(bǔ)翼組成。

還有一種全動式水平尾翼屯碴,不需要升降舵描睦,它在中央的鉸鏈點(diǎn)安裝一片水平尾翼,鉸鏈軸是水平的导而,使用控制輪移動忱叭,在水平尾翼還有一個(gè)沿尾部邊緣的防沉降片。

垂直方向舵(rudder)安裝在垂直尾翼的后部今艺,飛行時(shí)它用于使飛機(jī)頭部向左或右運(yùn)動韵丑,在飛行轉(zhuǎn)彎時(shí),垂直方向舵與副翼配合使用虚缎。

升降舵(elevator)安裝在水平尾翼的后面撵彻,用于控制飛行中飛機(jī)的頭部向上或向下運(yùn)動。

配平片(trim tabs)位于控制面的尾部实牡,可降低控制壓力陌僵。配平片也可以安裝在副翼、方向舵或升降舵上创坞。

解釋:什么是配平碗短?由于飛行中副翼、方向舵和升降舵會產(chǎn)生舵壓题涨,為了使舵壓達(dá)到trim off(舵壓達(dá)到0)狀態(tài)偎谁,在以上三舵上安裝微調(diào)裝置(配平片),這樣可以減輕飛行員駕駛疲勞纲堵,保持飛機(jī)穩(wěn)定飛行巡雨。

04,起落裝置

起落裝置是用來支持飛機(jī)并使它能在地面和水平面起落和停放婉支。

陸上飛機(jī)的起落裝置鸯隅,大多由減震支柱和機(jī)輪等組成,它是用于起飛向挖、著陸滑跑蝌以、地面滑行和停放時(shí)支撐飛機(jī)。

飛機(jī)起落裝置安裝浮筒(float)何之,可以在水上起降跟畅;如果裝上雪橇(ski),則可以在雪上著陸溶推。

起落架由三個(gè)輪子組成徊件,兩個(gè)主輪奸攻,以及一個(gè)可以在飛機(jī)后面或者前面的第三個(gè)輪子。使用后面安裝第三個(gè)輪子的起落架稱為傳統(tǒng)起落架虱痕,也稱為后三點(diǎn)式飛機(jī)(tailwheel airplane)睹耐。第三個(gè)輪子位于飛機(jī)頭部位置,稱為前三點(diǎn)式飛機(jī)(tricycle gear)部翘∠跹担可操控的第三個(gè)輪子在地面對飛機(jī)轉(zhuǎn)向進(jìn)行控制。

起落裝置還分為固定起落架和伸縮起落架(如上圖)新思。

05窖梁,動力裝置

動力裝置通常包括發(fā)動機(jī)和螺旋槳,主要用來產(chǎn)生拉力或推力夹囚,使飛機(jī)前進(jìn)纵刘,其次還可以為飛機(jī)上的用電設(shè)備提供電源,為空調(diào)設(shè)備等用氣設(shè)備提供氣源荸哟。

發(fā)動機(jī)一般包括引擎(engine)和螺旋槳推進(jìn)器(propeller)假哎。

現(xiàn)代飛機(jī)的動力裝置,應(yīng)用較廣泛的有四種:

-航空活塞式發(fā)動機(jī)加螺旋槳推進(jìn)器敲茄;

-渦輪噴氣發(fā)動機(jī)位谋;

-渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)山析;

-渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)堰燎。

安裝在發(fā)動機(jī)前面的推進(jìn)器(propeller)把發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)動力量轉(zhuǎn)化為反沖力,即向前的作用力笋轨,幫助飛機(jī)在空氣中移動秆剪。

另外隨著航空技術(shù)的發(fā)展,火箭發(fā)動機(jī)爵政、沖壓發(fā)動機(jī)仅讽、原子能航空發(fā)動機(jī)等,也在研發(fā)并逐步被采用钾挟。

動力裝置除了發(fā)動機(jī)外洁灵,還包括一系列保證發(fā)動機(jī)正常工作的系統(tǒng),例如燃油供應(yīng)系統(tǒng)等掺出。

二徽千,米格15飛機(jī)

米格15戰(zhàn)斗機(jī)是蘇聯(lián)第一代戰(zhàn)斗機(jī)的代表,也是第一代后掠翼亞音速噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)的杰出代表汤锨。

抗美援朝期間双抽,我年輕的志愿軍空軍就是駕駛米格15戰(zhàn)機(jī)闲礼,在朝鮮上空與美軍較量铐维,建立了著名的米格走廊嫁蛇,重創(chuàng)了美軍B-29轟炸機(jī)和為其護(hù)航的F-84棠众、F-86戰(zhàn)機(jī)闸拿,打碎了美軍空地一體戰(zhàn)略新荤,為五次戰(zhàn)役后台汇,美軍無法實(shí)施朝鮮東西兩側(cè)登陸作戰(zhàn)創(chuàng)造了極其重要的條件苟呐。

米格15 是我心中的戰(zhàn)神牵素。還在小屁孩初長成That moment,米格15的飛機(jī)模型就帶給了我藍(lán)天之夢请琳。

01俄精,米格15與F-86的性能區(qū)別

朝鮮空戰(zhàn)中竖慧、后期就是米格15與F-86之間的對決圾旨。

米格15比斯的主要技術(shù)性能:

-翼展10.085米

-機(jī)長10.102米

-機(jī)翼面積20.6平方米

-空重3681公斤

-載油量1173公斤

-正常起飛重量6106公斤

-最大速度1107公里/小時(shí)

-實(shí)用升限15500米

-航程1330公里

-武器裝備為1門37機(jī)炮碳胳、2門23機(jī)炮挨约。


F-86主要技術(shù)性能:

-翼展11.9米

-機(jī)長11.45米

-機(jī)高4.5米

-機(jī)翼面積29.2平方米

-空重5050公斤

-正常起飛重量6890公斤

-最大速度960公里/小時(shí)

-實(shí)用升限15000米

-作戰(zhàn)半徑750公里

-武器裝備6X12.7毫米機(jī)槍

決定戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)動性能最重要的兩個(gè)基礎(chǔ)指標(biāo)就是推重比和翼載荷诫惭。推重比是發(fā)動機(jī)與戰(zhàn)斗機(jī)重量之比夕土,翼載荷是戰(zhàn)斗機(jī)重量與機(jī)翼面積之比。

推重比影響垂直爬升角溃,翼載荷影響水平機(jī)動和起降性能减细。

米格15體積小未蝌,重量輕萧吠,推重比高于F-86,因此垂直爬升能力好绊袋,米格15的優(yōu)勢在于迅速爬升,然后居高臨下利用勢能快速俯沖逼近咬敵蹋笼。米格15火炮摧毀能力大剖毯,但是彈道彎曲,而且使用老式光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡土铺,所以米格15必須“拼刺刀”(靠近了打)

F-86機(jī)翼面積大,翼載荷強(qiáng)于米格15俭令,因此F-86水平機(jī)動能力更好抄腔。F-86的優(yōu)勢在于水平機(jī)動赫蛇,在空中繞圈機(jī)動中咬住對手棍掐。F-86機(jī)槍彈道低伸,有電子瞄準(zhǔn)器粟誓,適合遠(yuǎn)距離攻擊鹰服,而且備彈量大悲酷,可以持續(xù)射擊。

02蛹头,米格15與F-86不同的技術(shù)發(fā)展方向

二戰(zhàn)后期納粹德國發(fā)明了后掠翼噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)渣蜗。

美國人繳獲了Ta183驗(yàn)證機(jī)讼昆,于是開始了F-86的設(shè)計(jì)浸赫。

蘇聯(lián)人在柏林繳獲了Ta183的圖紙辫诅,于是開始照葫蘆畫瓢生產(chǎn)了米格9戰(zhàn)斗機(jī)涧狮,之后又改進(jìn)生產(chǎn)了米格15肤视。

但是他們只從德國人那里學(xué)會了后掠翼,沒有學(xué)懂薄型機(jī)翼愿汰。結(jié)果后掠翼最可怕的問題出現(xiàn)了摇予,那就是翼尖失速侧戴。

其實(shí)二戰(zhàn)時(shí)期德國的航空工程師在研究后掠翼時(shí)就發(fā)現(xiàn)雖然可以降低激波阻力,但是由此產(chǎn)生不穩(wěn)定力矩蜕猫,容易導(dǎo)致飛機(jī)失控,尤其飛機(jī)進(jìn)入一定仰角飛行時(shí),很容易進(jìn)入危險(xiǎn)的翼尖失速棱烂。

翼尖失速就是因?yàn)闅饬鞑粩嘞蛞砑饬魅チㄖ危瑢?dǎo)致翼尖附面層堆積很厚业筏,很容易失速,而且左右翼尖不可能同時(shí)失速台谢,所以任何一邊失速都會引起飛機(jī)滾轉(zhuǎn)和搖擺。

為了解決翼尖失速朋沮,德國的漢斯航空工程師試驗(yàn)了兩種方法,一是加裝自動縫翼缀壤,二是加裝翼刀。如何處理翼尖失速筋夏,美蘇之間開始走了兩條不同的路線。

F-86采取機(jī)翼前緣控制技術(shù)叁丧,安裝了自動前緣縫翼,通過仰角和氣壓變化拥娄,以機(jī)械方式自動調(diào)整,也就是在主機(jī)翼之間產(chǎn)生縫隙稚瘾,導(dǎo)入一股氣流,沖擊機(jī)翼上方,而使氣流分離。

米格15則充分發(fā)揮了老毛子簡單粗暴的優(yōu)良傳統(tǒng),直接在機(jī)翼上安裝翼刀,來改善飛機(jī)俯仰安定性躺屁。

但是翼刀只能推遲飛機(jī)上仰發(fā)生的仰角母怜,但是不能消除上仰的發(fā)生。因此翼刀只能治標(biāo)干发,前緣翼縫才能治本。

03,翼刀

翼刀(wing fence)是機(jī)翼上一種用于控制附面層移動的簡易擋板結(jié)構(gòu)旗国。是由德國工程師沃爾夫?qū)?利貝發(fā)明的借浊。

由于機(jī)翼上表面的氣流會自動向翼梢流動,相應(yīng)的附面層也會逐漸向翼梢堆積,這些氣流最終會在翼梢分離视搏,從而降低飛機(jī)的升力筋遭,并且產(chǎn)生很大的滾轉(zhuǎn)力矩反肋,容易使飛機(jī)進(jìn)入尾旋。

解決翼尖失速問題棍厌,最簡單的方法就是在機(jī)翼上安裝幾片鋁合金片,用物理的方式阻擋附面層氣流流過去,這種方法簡單慌闭、可靠性強(qiáng)飒赃,成本低廉,翼刀等于在翼面上建了一堵墻睡扬,把有害的氣流向翼梢流動的趨勢擋住奄抽。但是裝了翼刀第晰,等于加裝了減速板,會影響飛機(jī)的機(jī)動性能品抽。

其實(shí)現(xiàn)在很多汽車也是加裝了翼刀的突倍,目的是改善汽車在高速運(yùn)動時(shí)飄的感覺炼团。

04,翼刀的缺口

學(xué)習(xí)了飛機(jī)的構(gòu)造,仔細(xì)研究了米格15比斯史飞,發(fā)現(xiàn)在左機(jī)翼內(nèi)測翼刀上確實(shí)有一個(gè)缺口。

原來是因?yàn)樵诿赘?5左側(cè)機(jī)翼上表面有起落架收放狀態(tài)指示桿抽诉,但是翼刀擋住了飛行員的視線。

怎么辦迹淌?簡單粗暴的老毛子機(jī)械師拎起錘子,咔擦一下唉窃,咂出個(gè)缺口就解決了問題纹笼。這就叫方法總比問題多(這段是我瞎編的)纹份。

我在學(xué)習(xí)飛行理論時(shí)還不忘那個(gè)小屁孩初長成的案子允乐,總算在不懈的努力下把那架米格15飛機(jī)模型為何左機(jī)翼上有一個(gè)很小的缺口弄清楚了,原來不是制作飛機(jī)模型摸具時(shí)的差錯牍疏,而是摸具開模做的十分精致,連那個(gè)小缺口都沒有放過鳞陨。

為此我必須向那位制作摸具的四川籍防化連老班長致以敬意,并且代表組織宣布推翻之前的一切不實(shí)之詞......

每個(gè)人一生中都會背負(fù)一些不白之冤厦滤。

(謝謝閱讀)

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