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第三 飞机机体（第1页）

第三节飞机机体

飞机的外形差异很大，但无论什么外形、什么用途的飞机，就其组成来说，都可以分成机身、机翼、尾翼、起落架、动力装置和仪表设备六大部分。其中机翼、机身、尾翼和起落架合称为飞机机体，动力装置和仪表设备将在别的章节单独介绍，本节只讲解机体部分。

一、机翼

前面讲过飞机必须要产生足够的升力才能飞离地面，升力主要靠机翼产生。机翼之所以能产生升力，取决于它的形状；飞机在飞行中要想改变升力的大小和方向，还需要通过机翼上的附属设施来实现。

（一）机翼的外形

机翼的外形分为机翼的平面形状和剖面形状（翼型），翼型在前面的章节已经作了介绍，这里就只介绍机翼的平面形状（见图2-42）。

图2-42机翼的平面形状

图中所示的矩形翼、椭圆翼、梯形翼，它们的机翼轴线与机身轴线垂直，统称为平直翼，平直翼飞机低速性能较好，为大多数低速飞机采用。

后掠翼飞机在高速飞行时有很好的性能，故高速飞机大多采用后掠翼。目前民航使用的航线飞机几乎都是后掠翼。

三角翼、双三角翼、与边条翼配合的后掠翼在高速和大迎角下有较好的气动性能，很多战斗机钟爱这样的机翼。前掠翼在高速飞行时有后掠翼的所有优点，还能从根本上解决后掠翼存在的缺陷，是目前空气动力学理论认为最佳的机翼布局，但由于工艺和材料等问题，还不能取得广泛应用，现在世界上设计制造成功的前掠翼飞机只有俄罗斯苏霍伊设计局设计制造的苏—47“金雕”战斗机（见图2-43），但由于其他原因，还未能量产。

机翼最外侧叫做翼尖，与机身的接合部叫做翼根，机翼两翼尖之间的直线距离叫飞机的翼展（见图2-44）。机翼产生的巨大升力需要通过翼根传递到机身，因此翼根处是飞机受力最大的部位。

图2-43“金雕”战斗机

图2-44翼展

（二）机翼的安装

图2-45双翼机和三翼机

早期的飞机由于速度小，要获得足够的升力，在设计制造时只能加大机翼面积，在当时的工艺条件下，没有能力制造大面积机翼，只能给飞机设计两副乃至三副机翼（见图2-45）。现代飞机速度很大，不需要很大的机翼面积就能获取足够的升力，制造技术的进步又使设计制造大机翼变成了现实，因此，现代飞机已经完全摒弃了双翼结构，都只安装一副机翼，称为单翼机。

根据机翼安装在机身上的位置不同，单翼机可分为上单翼、中单翼和下单翼（见图2-46）。

飞行中，中单翼飞机在机翼和机身的接合处产生的干扰阻力最小，有较好的飞行性能。但中单翼飞机的翼梁要从机身中部穿过，不便于布置客舱和货舱，故所有运输机都不采用中单翼，这种机翼安装方式只为战斗机采用。

上单翼和下单翼飞机尽管干扰阻力较大，但机翼的翼梁从机身上部或下方经过，不影响机舱布局，常被运输机采用，单从干扰阻力来看，上单翼的干扰阻力要小于下单翼。

上单翼飞机机翼离地较高，如果发动机吊装在机翼上，离地面距离较远，给机务维护带来不便，也给起落架的安装造成一定影响；如果起落架安装在机翼上，其长度势必过长，将会带来强度下降和收放困难等麻烦；如果起落架安装在机身上，主起落架之间的距离就会太近，飞机滑跑的稳定性下降。但上单翼飞机的机身离地很近，机舱位置低，大型货物装卸方便，因此，上单翼的结构被军用运输机广泛采用（见图2-47）。

图2-46上单翼、中单翼和下单翼

图2-47上单翼运输机

下单翼飞机机翼位置较低，吊装在机翼上的发动机位置也低，便于机务维护，但同时也易吸进杂物，对发动机的使用安全造成一定影响。下单翼飞机的起落架可以安装在机翼上，长度很短，便于收放，强度也较大，主起落架之间的距离较大，滑跑稳定性较高，追求乘坐舒适性的民用航线飞机大多采用下单翼。另外，下单翼结构造成飞机机身离地较远，机舱位置较高，装卸不便，如果作为客机使用，乘客可以通过较高的活动登机桥来克服这一缺陷。

飞机的机翼往往不是和机身平行安装在机身上的，机翼翼弦与机身轴线会有一定的夹角，这个角度叫做机翼安装角（见图2-48）。机翼有一定安装角的目的是为了使飞机在巡航飞行中，机身呈水平的状态下，机翼有一定的迎角，在巡航飞行时，机身轴线与相对气流方向基本平行，产生的阻力较小。现代航线飞机的机翼安装角约为4°。

机翼在机体轴系yoz平面的投影与z轴的夹角叫上（下）反角，机翼投影线指向z轴上方叫做上反角，机翼投影线指向z轴下方叫做下反角（见图2-49）。现代采用下单翼结构的民用飞机，普遍有一定的上反角，大多数采用后掠翼、上单翼结构的军用飞机都有一定的下反角。

图2-48机翼安装角

图2-49上反角与下反角

（三）机翼上的控制设备

为了有效操控飞机，充分发挥飞机的性能，在机翼的前缘和后缘安装了很多改善或控制飞机的装置，包括副翼、襟翼、缝翼和扰流板等（见图2-50）。