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  • 1 # 魑魅涅磐

    在我們大家的生活中,見到最多的飛行器就是民航客機了,而且這類客機在氣動外形上普遍採用下單翼設計,也就是機翼處於機身下部位置的氣動佈局設計。不過在看到中國運20、美國C-17、俄羅斯伊爾76這類大型軍用運輸機時,卻發現這類軍用運輸機在氣動佈局設計上普遍採用了上單翼設計,那麼為什麼客機普遍採用下單翼設計,而軍用運輸機普遍採用上單翼設計呢?首先從軍用運輸機使用上單翼設計來說,由於軍用運輸機要滿足在野戰環境下起降的能力,在起降階段發動機很可能吸進砂石等物體損壞發動機葉片,所以從這點來說,採用上單翼可以大幅度抬高發動機離地間隙,增加軍用運輸機在起降階段的安全性;其次軍用運輸機在定位上也要能夠滿足運輸大部分標準貨物和一些超常規超大型整裝型軍事武器裝備,所以在設計上除了設計有尺寸超大的貨艙門外,還特意將貨艙地板設計的離地間隙比較小,這樣可以讓裝載貨物不透過外部輔助裝置直接進出軍用運輸機的貨艙。假設還是設計為上單翼的話,由於機翼需要穿過運輸機機體下部,那麼這無疑會抬高貨艙地板的整體離地高度,不利於貨物進出貨艙。所以基於這兩點,軍用運輸機採用上單翼的優點就體現出來了,首先採用上單翼設計可以很好的避免外部雜物對發動機的損壞,而且有著機體結構簡單,飛機重心懸吊於機翼下,飛機穩定性佳等優點。還有就是採用上單翼的軍用運輸機在機翼設計上採用下反角增加飛行穩定性,以及這類軍用運輸機的機翼升阻比更大/離地間隙更大,在傘兵空降跳傘式 ,不會受到機翼的阻擋,可以從機身多處同時跳傘,增加空降規模。再一個以客機常見的下單翼設計來說,客機之所以採用下單翼主要是出於簡化結構強度設計和其他一些客觀因素出發,比如採用下單翼設計的客機發動機離地間隙很小,而且客機起降都在鋪裝跑道完成,幾乎不會發生軍用運輸機的起降危險性,同時發動機離地間隙較小也有利於發動機維護檢查工作;而且發動機吊掛在機翼下面,發動機傳入客艙的噪音也能被機翼很好的遮擋,所以不管是從客機便利的維護性出發還是基於客艙乘客環境舒適性而言,客機採用下單翼的優勢更為明顯。同時採用下單翼的客機,客機將主起落架設計在機身與機翼連線處的中央翼盒內,能夠避免出現空氣阻力更大的起落架艙。而且下單翼客機從機身結構設計來說,機翼是直接穿過機身的,等於是機身是坐在機翼上的,那麼在機翼結構設計可以大大簡化,除了能夠降低客機的空重/增加飛行距離外,飛機機翼必要時還可以用來作為緊急撤離時的通道,高效快速地撤離旅客。當然不管是上單翼還是下單翼,這兩種機翼氣動佈局也都存在各自不足之處,比如採用上單翼設計的軍用運輸機雖然優點很多,但是也存在著機身結構複雜等缺點,比如上單翼運輸機雖然貨艙離地間隙很小,但是由於機身是掛在機翼下飛行的,所以對於機翼的結構強度有很大的要求,這就造成軍用運輸機的整機空重更大或者為了減輕結構強度帶來的不足,大量採用複合材料替代從而造成整機制造成本上漲的不利因素。同時下單翼設計的客機也有很多不足,比如為了減少整機空氣阻力,採用下單翼設計的客機機翼基本都是橫穿過客機機身的,這就造成我們乘坐客機時,腳下的貨艙空間受限,只能裝載一些體積較小的標準貨艙,同時下單翼設計的客機在效能指標上恰好和採用上單翼的軍用運輸機相反,比如客機發動機離地間隙小,雖然有利於維護,但是卻更容易吸進砂石;而軍用運輸機雖然機翼可以設計不穿過機艙,但是卻增加了整機空氣阻力。所以總結來說,軍用運輸機之所以採用上單翼氣動佈局設計,最大的因素還是在於其對野戰環境下的起降要求和貨艙裝載需求而故意為之,畢竟對於軍用運輸機而言,能夠在任何環境下安全起降和能夠裝載本國更多的軍事武器裝備,一直是所有國家發展軍事運輸機的核心設計理念。

  • 2 # 軍菌醬

    軍用運輸機和民航客機外觀最大的區別就在於機翼的佈局。生活中常見的民航客機大多采用下單翼佈局,而軍用運輸機的氣動設計一般都採用上單翼佈局,典型的如美國的C17,前蘇聯的伊爾76,中國的運20以及歐洲的A400M均採用上單翼佈局。

    世界主流軍用運輸機均採用上單翼佈局

    軍用運輸機都採用上單翼設計的原因主要有三點:

    首先,軍用運輸機對起降效能有很高的要求,以200噸級的戰略運輸機為例,因為戰時前線不一定具備大型的民用機場,這就要求軍用運輸機要具有短距起降和野戰機場起降能力,前線野戰機場環境惡劣,而採用上單翼的氣動佈局,可以提高發動機離地距離,防止起降時沙石進入發動機,增加飛機起降的安全性。

    c17野戰機場降落

    我軍的運20也為典型的上單翼佈局

    其次,軍用運輸機的主要任務是運送物資和軍事裝備,對機艙噪音和可維護性要求相對較低,因此採用上單翼氣動佈局,機翼從貨倉頂部穿過,更有利於貨倉的佈置,同時增大貨倉空間,降低機艙地板高度,方便裝備和人員的進出。

    最後,採用上單翼佈局的軍用運輸機更有利於執行傘降任務和提高傘降效率,上單翼的設計,增加了飛機的穩定性,使得傘兵在執行跳傘作業時可以從側艙門和後艙門同時傘降,切不會受機翼的干擾,提高了傘降的安全性。

    伊爾76進行傘降作業

    與軍用運輸機不同,民航客機一般採用下單翼佈局,究其原因在於,民航客機通常在鋪裝跑道起降,危險性比較小,下單翼佈局更有利於發動機的日常維護,發動機置於翼下,遠離客艙,有利於提高客艙舒適度。同時,下單翼佈局可以使主起落架與機翼相連,避免機身額外鼓包,降低飛行阻力,提高燃油經濟性,減少航空公司運營成本。

    總之,不同的佈局方式是根據不同的需求設計的,軍用運輸機的核心是貨倉尺寸和起降效能,而民用運輸機追求舒適性與經濟性,這就造就了不同的氣動設計。

  • 3 # 赤焰噠噠噠

    現代飛機機翼的縱向位置基本上有三個選擇,分別是下單翼,中單翼和上單翼。一般來說,二戰時期的戰鬥機,現代客機,公務機,部分通航小飛機使用下單翼。採用下單翼時,機身在機翼之上,機身底部為飛機機械裝置和貨倉,人員客艙位於機身頂部。如果出事,客艙人員可以得到一定緩衝,一定程度上減少人員傷亡。同時,下單翼設計掛在機翼下方的發動機離地面非常近,便於地勤人員的維護和檢查。但同時,客艙離地太遠,上下人員要用雲梯車輔助,效率會受到一定影響。中單翼大多使用在第二代戰鬥機上,比如常見的米格-21戰鬥機,F-86戰鬥機等等都是典型的中單翼設計。不過,第三代戰鬥機開始,工程師們大範圍使用機身內部空間巨大,阻力較低的翼身融合設計,從此就沒有明顯的中單翼飛機了。

    上單翼則多使用在軍用運輸機和部分小型通航飛機上。特別是軍用運輸機,目前世界上絕大多數的運輸機都使用的上單翼設計。▼這是我們國家的運-20運輸機,從圖片就可以看出,它採用的就是典型的上單翼設計。那為什麼運輸機要使用上單翼設計呢?主要原因有3個。

    第一,上單翼設計貨倉位於機身下部,離地面非常近,可以設定尾艙門,非常便於裝貨卸貨。眾所周知,軍用運輸機大多時候需要運送一些重量較大的武器裝置,貨倉離地面比較近的話,尾艙門開啟以後,坦克,裝甲車和貨車等裝備可以直接開進貨倉。而一些不能移動的裝置則也可以使用叉車直接運送進貨倉內部,貨物的裝卸效率非常高。兵貴神速,運輸機的裝卸速度越快,部隊投送速度越快,戰鬥力也就更強。第二,上單翼設計掛在機翼下方的發動機離地面較遠,可以有效避免地面沙石飛濺損壞發動機。現代運輸機需要經常往返於前線和大後方基地,而前線機場條件都比較艱苦,根本沒有鋪裝的柏油跑道的。在這種跑道上滑跑時,發動機產生的強大氣流,會讓跑道黃沙漫天。這個時候,發動機距離地面越遠越安全,而上單翼設計就是發動機離地面最遠的設計。▼C-130運輸機在滑跑時,地面揚起的塵土直接覆蓋了整架飛機。C-130發動機確實可靠性強,否則這種時候其實掛得再高都沒用。第三,上單翼設計飛機的重心位於機翼之下,兩側機翼產生向上的升力,中心機身則受到向下的重力,穩定性比較好▼。穩定性好有什麼用呢?別忘了,軍用運輸機除了運裝置之外,還有一個任務,那就是運送空降兵進行跳傘。而空降兵在進行跳傘時,需要開啟尾艙門和側艙門。飛行穩定性好的話,艙門開啟,雖然氣動外形遭到破壞,但有了飛控系統的控制和穩定性出色的上單翼佈局配合,依然可以輕鬆保持穩定飛行,讓傘兵高效率進行傘降。

    上單翼設計並不是只有優點,也有兩個比較明顯的缺點。第一,上單翼設計發動機掛高了是可以一定程度避開沙石損傷,但是也帶來了保養困難的問題。發動機掛高,地勤人員要對發動機進行常規保養就得使用車輛和雲梯,效率較低。第二,上單翼設計的話,運輸機需要在底部格外設定放置起落架的空間。仔細觀察運輸機機身底部就可以發現,其機身底部兩側會有兩個鼓起,就是存放起落架的。總得來說,採用上單翼設計更適合戰爭,是利大於弊的,更有利於運輸機作戰。

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