所谓固定翼飞机,是指机翼位置、后掠角等参数固定的飞机;与一些现代超音速飞机相比,低速飞行时,为了获得更大的升力,机翼伸展得更多(后掠角更小)。在飞行中,随着飞机速度的增加,可以改变和增加后掠角,不再是固定翼飞机,典型的是直升机和旋翼机,没有固定翼;为了减少停放时的占用面积,舰载机收起机翼;但如果在飞行中机翼不能折叠,或者改变了角度,仍然属于固定翼飞机。目前所有民航客机都属于固定翼飞机。国内外市场上的固定翼飞机机型多为单翼和双翼飞机。
1 .简介
固定翼飞机(Fixed wing aircraft)或固定翼飞机(Fixed wing plane),通常简称为飞机(英文:plane),是指比空气重,通过动力装置产生向前的推力或拉力,机身固定翼产生升力,在大气中飞行的飞机。当今世界上的飞机主要是固定翼飞机。
除少数特种飞机外,大多数飞机都由以下五个主要部分组成,即:机翼、机身、尾翼、起落架和动力装置。它们有自己独特的功能。
变形
在固定翼飞机家族中,还有一种后掠翼飞机,即在飞行中机翼后掠角可以改变的飞机,也是固定翼飞机的一种。现代超音速飞机广泛采用小展弦比大面积后掠翼。这种方法使飞机在超音速飞行时受到的阻力较小,但缺点是气动效率低,低速时升力特性差。使用低速性能好、后掠角小的大展弦比机翼会使超音速性能变差。可变后掠翼飞机可以通过改变机翼后掠角来解决高低速性能要求之间的矛盾。飞机在起降和低速飞行时采用大后掠角,此时机翼展弦比最大,所以低速巡航效率高,起降升力大。
3.特征
与其他交通工具相比,固定翼飞机具有许多优势;
快的
目前一些固定翼飞机的巡航速度可以达到900 km/h左右。
高机动性
固定翼飞机的飞行不受山川、河流、沙漠、海洋的阻挡,可以根据乘客和货物的数量随时增加飞行次数。
安全舒适
根据国际民航组织的统计,民航每1亿旅客公里平均死亡人数为0.04人,是道路交通事故死亡人数的1/10至1%,与铁路运输并列为最安全的交通方式。
然而,作为交通工具的固定翼飞机也有其自身的局限性:
十分昂贵的
无论是固定翼飞机本身还是固定翼飞机的耗油量都比其他交通方式多得多。
受天气条件影响
虽然现在航空技术已经能够适应大部分气象条件,但是风、雨、雪、雾等恶劣气象条件仍然会影响飞机的起降安全。
着陆点有限制。
固定翼飞机大多需要机场升降机,起降需要一定长度的跑道支撑。对起降的要求更高。虽然乘飞机每1亿客运公里死亡人数远低于其他常见交通工具,但由于飞行事故存活率低,给公众的心理感受仍然是危险的。
此外,虽然固定翼飞机不断提高燃油效率,但在飞行过程中每消耗一公斤燃油,就会消除三公斤二氧化碳,气体直接排放到大气中,对全球变暖的影响比地面排放更大。
4.身体结构
飞机的机体结构通常由机翼、机身、尾翼和起落架组成。如果飞机的发动机不在机身内,发动机短舱也是机身结构的一部分。
(飞机的)机翼
机翼是飞机产生升力的一部分,机翼后缘有可控的可动面。外面叫副翼,用来控制飞机的滚转运动。内侧的襟翼用于在起飞和着陆时增加升力。油箱通常安装在机翼内部,机翼下也可以安装副油箱、武器等附加设备。一些飞机发动机和起落架也安装在机翼下。
机身
机身的主要功能是装载人员、货物、设备、燃料和武器等。也是飞机其他结构部件的安装基础,将尾翼、机翼和发动机连接成一个整体。但是飞翼飞机是个例外,它的机身隐藏在机翼里面。
尾部
尾翼是用来平衡、稳定和操纵飞机飞行姿态的部件,通常包括垂尾(垂直尾翼)和平尾(水平尾翼)两部分。垂直尾翼由一个固定的垂直安定面和一个安装在尾部的方向舵组成。水平尾翼由一个固定的水平安定面和一个安装在其后部的升降舵组成。一些飞机升降舵被全动水平尾翼取代。方向舵用来控制飞机的航向运动,升降舵用来控制飞机的俯仰运动。
着陆装置
起落架是用来支持飞机停放、滑行、起飞和着陆的部件,由支柱、缓冲器、刹车装置、机轮和收放机构组成。陆地飞机的起落架一般由减震支柱和机轮组成。此外,还有带浮标装置的起落架和滑橇式起落架,用于雪地起飞。
动力装置
飞机的动力装置的核心是航空发动机,其主要作用是产生拉力或推力,以克服空气相对运动产生的阻力,使飞机前进。次要功能是为飞机上的用电设备供电,如空调设备等用气设备提供气源。飞机的动力装置除了发动机外,还包括一系列保证发动机正常工作的系统,如发动机燃油系统、发动机控制系统等。
现代飞机的动力装置一般是涡轮发动机(喷气发动机)和活塞发动机。有四种广泛使用的配置方法:
航空活塞发动机加螺旋桨推进器
涡轮喷气发动机
/p>涡轮螺旋桨发动机
涡轮风扇发动机
随着航空技术的发展,火箭发动机、冲压发动机、原子能航空发动机、脉冲爆震发动机等,也有可能会逐渐被采用。
5.操纵装置
主条目:飞行操纵装置
现代固定翼机驾驶舱内可供驾驶员使用的固定翼机操纵装置(flightcontrolsystem)通常包括:
操纵装置:主驾驶杆或驾驶盘和方向舵脚蹬。在某些采用电传操纵系统的固定翼机上,驾驶杆或驾驶盘已经被简化成位于驾驶员侧方的操纵杆(sidestick),也称为“侧杆”。
辅助操纵装置:襟翼手柄、配平按钮、减速板手柄等。
6.固定翼机
最大航速
最大航速是固定翼机最重要的性能之一。下列若干历史上的最大航速纪录:
1910年106千米/小时,飞行员:LeonMorane,法国,BleriotXI
1913年204千米/小时,飞行员:MauricePrevost,法国,Deperdussin
1923年417千米/小时,飞行员:HaroldJ.Brow,美国,CurtissR2C-1
1934年709千米/小时,飞行员:FrancescoAgello,意大利,MacchiMC.72(水上飞机,此项纪录保持至今)
1939年755千米/小时,飞行员:FritzWendel,德国,梅塞施米特Me209V1
1941年1004千米/小时,飞行员:HeinrichDittmar,德国,梅塞施米特Me163(火箭式歼击机)
1947年1127千米/小时,飞行员:Charles"Chuck"Yeager,美国,BellX-1
1951年2028千米/小时,飞行员:BillBridgeman,美国,道格拉斯
1956年3058千米/小时,飞行员:FrankEverest,美国,Bell52X-2(火箭式)
1961年5798千米/小时,飞行员:RobertWhite,美国,北美航空,X-15(火箭式飞机)
1965年3750千米/小时,飞行员:W.Daniel,美国,洛克希德SR-71黑鸟(喷气式飞机)
1966年7214千米/小时,飞行员:WilliamJosephKnight,美国,北美航空(火箭式飞机)
2004年11,200千米/小时,无人驾驶,美国,波音X-43A(喷气式飞机)
最大航程
2004年6月28日,新加坡航空公司重新开通了新加坡和纽约纽瓦克机场之间的每日直飞航班,航班号为SQ21/SQ22,超过了之前的新加坡-洛杉矶航线。成为世界上最长的直飞商业航线。新加坡航空公司使用空中客车A340-500作为本条长途航班的客机。整个航程达到16600公里,飞行时间为18小时。
载重能力
目前载重能力最好的是由前苏联安东诺夫设计局制造的An-225梦想运输机。离陆重量可超过600公吨,有效载荷重量为300公吨。
目前,可提供最多载客数的是2005年初发布的空中客车A380飞机,使用最高密度座椅时可同时装载853人飞行。
环球飞行
1924年,道格拉斯公司的“世界巡航号”(WorldCruisers)固定翼飞机首次分段环绕世界飞行,这次飞行活动共持续175天,达到42400公里。
1986年由伯特·鲁坦设计的旅行者号由哥哥迪克·鲁坦和女飞行员珍娜·耶格尔驾驶,人类首次实现不间断、不空中加油的环球飞行。
1992年10月,一架“协和”号超音速客机,为了纪念哥伦布发现美洲新大陆500周年,用了32小时49分绕地球一周,创造了环球飞行的新纪录。
静音喷射机
2006年11月,麻省理工学院和英国剑桥大学的一个名为“静音喷射倡议”的项目研究小组将彻底改变客机的概念设计:未来的客机不仅是更省油。而且可以十分安静。这架“无声喷气式飞机”可搭载215名乘客,并可能在2030年前加入航空业。这架客机的噪音从机场外听起来,大约像洗衣机或其他家电的噪音。
随着技术的不断改进、创新、发展,固定翼飞机势必为大家带来更优秀的驾乘体验。
来源:环球低空
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