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今天與大家一起講講人類最早期的固定翼飛機

所謂固定翼飛機是指飛機的機翼位置、後掠角等引數固定不變的飛機;相對現代一些超音速飛機,在以低速飛行時,為了得到較大的升力,機翼伸展較大(後掠角較小),在飛行中隨飛機速度增大,後掠角可以改變加大,這就不再是固定翼飛機了,典型的是直升機,和旋翼機,沒有固定的機翼;艦載飛機為了減少停放時佔地面積,將機翼摺疊;但飛行中機翼不能出現摺疊動作的,或改變角度的,仍屬於固定翼飛機。目前民航客機都屬於固定翼飛機。國內外市場上的固定翼飛機模型多為單翼、雙翼飛機。

1.簡介

固定翼飛機或定翼機(Fixed-wing aeroplane),常簡稱為飛機(英文:aeroplane),是指由動力裝置產生前進的推力或拉力,由機身的固定機翼產生升力,在大氣層內飛行的重於空氣的航空器。當今世界的飛機,主要是固定翼飛機。

除了極少數特殊形式的飛機之外,大多數飛機都是由下面五個主要部分組成,即:機翼、機身、尾翼、起落裝置和動力裝置。它們各有其獨特的功用。

2.變形

在固定翼飛機家族中,還有一種後掠翼飛機,即機翼後掠角在飛行中可以改變的飛機,這類飛機也是屬於固定翼飛機的一種。小展弦比大後掠機翼作為現代超音速飛機廣泛採用的方案,這樣的方法使得飛機在超音速飛行時受到的阻力較小,但劣勢在於在低速時氣動效率低,升力特性不好。用低速效能好的小後掠角的大展弦比機翼又會使超音速效能變壞。變後掠翼飛機通過機翼後掠角的變化可以解決高、低速效能要求的矛盾。飛機在起飛著陸和低速飛行時用較大的後掠角,這時機翼展弦比最大,因而具有較高的低速巡航效率和較大的起飛著陸升力。

3.特點

與其他交通工具相比,固定翼飛機具有許多優勢

速度快

目前一些固定翼飛機巡航時速可達到900千米/小時左右。

機動性高

固定翼機飛行不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔,而且可根據客、貨源數量隨時增加班次。

安全舒適

根據國際民航組織的統計資料,民航平均每億客公里的死亡人數為0.04人,是道路交通事故死亡人數的十分之一到百分之一,與鐵路運輸並列為最安全的交通方式。

然而,作為交通工具的固定翼飛機也有其自身的侷限性:

價格昂貴

無論是固定翼機本身還是固定翼機所消耗的油料相對其他交通運輸方式都高昂的多。

受天氣情況影響

雖然現在航空技術已經能適應絕大多數氣象條件,但是比較嚴重的風、雨、雪、霧等氣象條件仍然會影響飛機的起降安全。

起降場地有限制

大多數固定翼飛機需要機場升降機,起飛和降落需要有一定長度的跑道支援。對起飛和降落的條件要求更高。雖然乘坐飛機每億客公里的的死亡人數遠低於其他常見的交通工具,但由於飛行事故的存活率低,所以給公眾的心理感覺還是有一定危險的。

此外,雖然固定翼飛機不斷提高燃油效率,但在飛行過程中每公斤燃油消耗時,就會排除三公斤的二氧化碳,並且氣體直接排放到大氣層中,對全球變暖的影響是要大於地面排放的。

4.機體結構

飛機的機體結構通常包括機翼、機身、尾翼和起落架組成。如果飛機的發動機不在機身內,則發動機短艙也屬於機體結構的一部分。

機翼

機翼是飛機產生升力的部件,機翼的後緣具有可操縱的可移動面。靠外側的稱為副翼,用於控制飛機的滾動運動。內側的為襟翼,用於增加起飛著陸階段的升力。燃油箱通常安裝在機翼內部,輔助油箱和武器等附加裝置也可以安裝在機翼下方。一些飛機發動機和起落架也安裝在機翼下方。

機身

機身的主要功用是裝載人員、貨物、裝置、燃料和武器等,也是飛機其他結構部件的安裝基礎,將尾翼、機翼及發動機等連線成一個整體。但飛翼機是個例外,它的機身被隱藏在其機翼的內部。

尾翼

尾翼是用來平衡、穩定和操縱飛機飛行姿態的部件,通常包括垂直尾翼(垂尾)和水平尾翼(平尾)兩部分。垂直尾翼由固定的垂直安定面和安裝在其後部的方向舵組成,水平尾翼由固定的水平安定面和安裝在其後部的升降舵組成,一些型號的飛機升降舵由全動式水平尾翼代替。方向舵用於控制飛機的航向運動,升降舵用於控制飛機的俯仰運動。

起落架

起落架是用來支撐飛機停放、滑行、起飛和著陸滑跑的部件,由支柱、緩衝器、剎車裝置、機輪和收放機構組成。陸上飛機的起落裝置一般由減震支柱和機輪組成,此外還有專供水上飛機起降的帶有浮筒裝置的起落架和雪地起飛用的滑橇式起落架。

動力裝置

飛機的動力裝置的核心是航空發動機,其主要功能是用來產生拉力或推力,以克服空氣相對運動產生的阻力使飛機前進。次要功能是為飛機上的電氣裝置提供電力,諸如空調裝置等用氣裝置提供氣源等。除發動機外,飛機的動力裝置還包括一系列確保發動機正常運轉的系統,如發動機燃油系統 發動機控制系統等。

現代飛機的動力裝置一般為渦輪發動機(噴氣發動機)和活塞發動機兩種。應用較廣泛的配置方式有四種:

航空活塞式發動機加螺旋槳推進器

渦輪噴射發動機

渦輪螺旋槳發動機

渦輪風扇發動機

隨著航空技術的發展,火箭發動機、衝壓發動機、原子能航空發動機、脈衝爆震發動機等,也有可能會逐漸被採用。

5.操縱裝置

主條目:飛行操縱裝置

現代固定翼機駕駛艙內可供駕駛員使用的固定翼機操縱裝置(flight control system)通常包括:

操縱裝置:主駕駛杆或駕駛盤和方向舵腳蹬。在某些採用電傳操縱系統的固定翼機上,駕駛杆或駕駛盤已經被簡化成位於駕駛員側方的操縱桿(sidestick),也稱為“側杆”。

6.固定翼機

最大航速

最大航速是固定翼機最重要的效能之一。下列若干歷史上的最大航速紀錄:

1910年106千米/小時,飛行員:Leon Morane,法國,Bleriot XI

1913年204 千米/小時,飛行員:Maurice Prevost, 法國,Deperdussin

1923年417 千米/小時,飛行員:Harold J.Brow,美國,Curtiss R2C-1

1934年709 千米/小時,飛行員:Francesco Agello,義大利,Macchi MC.72(水上飛機,此項紀錄保持至今)

1939年755 千米/小時,飛行員:Fritz Wendel,德國,梅塞施米特Me 209V1

1941年1004 千米/小時,飛行員:Heinrich Dittmar, 德國,梅塞施米特Me 163(火箭式殲擊機)

1947年1127 千米/小時,飛行員:Charles "Chuck" Yeager, 美國,Bell X-1

1951年2028 千米/小時,飛行員:Bill Bridgeman, 美國,道格拉斯

1956年3058 千米/小時,飛行員:Frank Everest, 美國,Bell 52 X-2(火箭式)

1961年5798 千米/小時,飛行員:Robert White, 美國,北美航空,X-15(火箭式飛機)

1965年3750 千米/小時,飛行員:W.Daniel, 美國,洛克希德SR-71 黑鳥(噴氣式飛機)

1966年7214 千米/小時,飛行員:William Joseph Knight, 美國,北美航空(火箭式飛機)

2004年11,200 千米/小時,無人駕駛,美國,波音X-43A(噴氣式飛機)

最大航程

2004年6月28日,新加坡航空公司重新開通了新加坡和紐約紐瓦克機場之間的每日直飛航班,航班號為SQ21/SQ22,超過了之前的新加坡 - 洛杉磯航線。成為世界上最長的直飛商業航線。新加坡航空公司使用空中客車A340-500作為本條長途航班的客機。整個航程達到16600公里,飛行時間為18小時。

載重能力

目前載重能力最好的是由前蘇聯安東諾夫設計局製造的An-225夢想運輸機。離陸重量可超過600公噸,有效載荷重量為300公噸。

目前,可提供最多載客數的是2005年初發布的空中客車A380飛機,使用最高密度座椅時可同時裝載853人飛行。

環球飛行

1924年,道格拉斯公司的“世界巡航號”(World Cruisers)固定翼飛機首次分段環繞世界飛行,這次飛行活動共持續175天,達到42400公里。

1986年由伯特·魯坦設計的旅行者號由哥哥迪克·魯坦和女飛行員珍娜·耶格爾駕駛,人類首次實現不間斷、不空中加油的環球飛行。

1992年10月,一架“協和”號超音速客機,為了紀念哥倫布發現美洲新大陸500週年,用了32小時49分繞地球一週,創造了環球飛行的新紀錄。

靜音噴射機

2006年11月,麻省理工學院和英國劍橋大學的一個名為“靜音噴射倡議”的專案研究小組將徹底改變客機的概念設計:未來的客機不僅是更省油。而且可以十分安靜。這架“無聲噴氣式飛機”可搭載215名乘客,並可能在2030年前加入航空業。這架客機的噪音從機場外聽起來,大約像洗衣機或其他家電的噪音。

隨著技術的不斷改進、創新、發展,固定翼飛機勢必為大家帶來更優秀的駕乘體驗。

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(qinghangwang)

(旋翼機、固定翼、直升機相關圖紙、資料)

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