飛機不僅要直線飛行,而且要改變飛行狀态,實現起飛、降落和機動飛行。為了實現飛行狀态的改變,飛機上安裝有各種用于操縱或增加升力的舵面(也稱操縱面),包括副翼、升降舵、方向舵、襟翼等,如圖1所示。
圖1操縱面
在介紹各個舵面的功用之前,這裡先簡單介紹一下飛機的三軸:俯仰軸(也稱橫軸)、滾轉軸(也稱縱軸)、偏航軸(也稱立軸),如圖2所示。
通常,采用沿這三軸的平動和繞這三軸的轉動來描述飛機在空中的運動。
圖2飛機三軸
副翼是用于飛機滾轉操縱的舵面,通常位于每個機翼後緣靠近翼尖的位置,兩側的運動方向相反。通過副翼的偏轉可以使飛機産生滾轉運動。
升降舵是用于飛機俯仰操縱的舵面,通常位于機身尾部水平尾翼的後緣。它們一同向上和向下偏轉。通過升降舵的偏轉可以使飛機産生俯仰運動。一些飛機為了提高俯仰操縱性,往往還使用全動平尾來取代升降舵,如圖3所示。
圖3 全動平尾
2.1.3.3 方向舵
方向舵是用于航向操縱的舵面,通常位于機身尾部垂直尾翼的後緣。
為了減少舵面的鉸鍊力矩,通常還在升降舵和方向舵的翼尖處向前緣伸出一段結構,稱為氣動補償片,如圖4所示。在舵面不偏轉時,氣動補償片就好比安定面的翼尖結構。
圖4 升降舵向前伸的氣動補償片
襟翼包括後緣襟翼和前緣襟翼,如圖2-20所示。一般情況下襟翼就是指後緣襟翼。前緣襟翼通常也稱為前緣縫翼。後緣襟翼通常安裝在機翼後緣靠近翼根的地方。前緣襟翼向下和向前下方偏移,後緣襟翼向下或後下方偏移,可以增加機翼的彎曲度,提高升力系數(表示升力大小的無量綱參數),使得機翼的升力增加,同時這也會使機翼的失速速度(低于該速度飛機升力迅速降低)降低;當然也會導緻阻力的急劇增加。
圖5 機翼上的前緣襟翼和後緣襟翼
襟翼一般在低速、高飛行迎角的情況下使用,如着陸前的下降過程中,既增加升力系數從而降低飛行速度,又增加阻力使得着陸滑跑距離減小。起飛時為了增加升力也會使用襟翼,但其偏移量較小,以減小阻力的增加。一些飛機上還設有襟副翼,兼有襟翼和副翼的雙重功能,在起飛和降落時起襟翼的作用,在巡航飛行時可代替副翼用作滾轉操縱,以彌補副翼在高速飛行時操縱效能的降低。
在飛機上,後緣襟翼有多種形式,通常分為簡單式襟翼、開裂式襟翼、開縫式襟翼和後退式襟翼,如圖6所示。
圖6常見的襟翼形式
後退式襟翼
民航客機常用後退式。後退式襟翼在下放前是機翼後緣的一部分,當其下放時,一邊向下偏轉一邊向後移動,既加大了機翼翼型的彎度,又增大了機翼面積,從而使升力增大,如圖7所示。這種襟翼的增升效果比前三種的增升效果都好,一般可使翼型的升力系數增加110%~140%,甚至更大。這種襟翼一般在起飛重量較大的客機和運輸機上使用,且襟翼由2~3片構件組成。
圖7 後退式襟翼
民航客機通常還在機翼後緣的上表面布置擾流片,如圖8所示,用于巡航飛行時的陣風減緩和姿态調整操縱,在降落時還可以用作減速闆。
圖8 擾流闆
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