《战机的翅膀》④机翼:“压力”好大,我太难了

2019-11-06 10:49来源: 科普中国-军事科技前沿

机翼是怎么保证强度的?它主要有三大承力件,一个是骨架,再一个是蒙皮,第三个是连接点。

监制:战钊/ 制片:金赫/策划:赵清建/ 军事顾问:傅前哨/ 摄像:张佳兴/剪辑:孙守玉

  大家好,欢迎收看科普中国《军事微课》,我是傅前哨,今天我们来讲讲机翼的强度。

  当飞机在空中做水平飞行时,机翼除了承受升力之外,还要承受阻力、重力等,当各种各样的力施加在机翼上,机翼就会发生变形。如果变形很严重,会影响气动特性,再严重一点甚至会发生断裂,强度不够的话,有可能会出现解体这种危险情况。因此,机翼的强度设计非常重要。

《战机的翅膀》④机翼:“压力”好大,我太难了

  机翼是怎么保证强度的?它主要有三大承力件,一个是骨架,再一个是蒙皮,第三个是连接点。

  骨架又分为纵向骨架和横向骨架,纵向骨架就是沿翼展方向的骨架。它主要由翼梁、桁条、纵墙等相关的部件组成。横向骨架主要是由翼肋组成,就像人的肋骨一样,只不过这个翼肋和机翼的翼型或者是翼剖面的形状非常类似。那么纵向骨架和横向骨架组合在一起,就形成了一个比较结实的框形结构。在外面再蒙上蒙皮,就保证了它的外形,同时由蒙皮承受的气动力最终传给骨架。

《战机的翅膀》④机翼:“压力”好大,我太难了

  连接点比较好理解,因为机翼制造的时候往往是和机身分开的。组装好机翼,这时候再和机身相连,它中间有接头,这个接头是要受力的。其实在空中飞行的时候,机翼受的力是非常复杂的,大致分成这么五类:拉力、挤力、弯曲力、剪切力以及扭转力。某种力如果超过极限都会有对飞机的结构造成破坏。

  在空中飞行时,除了要承受这些驱动力和各种各样的变形力以外,机翼上有时候还要配装一些载荷,比如炸弹、导弹等,它也会在某些部位进行加强,因此翼肋的某一些部分是加强翼肋,以用于承载外挂物或者是安装起落架。通过这样的一套设计,才能够保证机翼的强度,满足飞行和起降的要求。

《战机的翅膀》④机翼:“压力”好大,我太难了

  一般的机翼强度在设计上是怎么要求的呢?定常的水平飞行时,机翼上承受的升力应该和重力相当,或者是比重力还要大一点,因为它除了承受重力之外,还要承受水平尾翼所产生的负升力。如果飞机在做机动飞行, 升力仅仅等于重力就不够了, 往往是要大于重力,而且要大好几倍,像战斗机要大8到9倍。因此,飞机的设计不是按定常水平飞行所承载的重力这样一个结构来设计的,机翼的承载能力一定要大于机体重量的9倍甚至9倍以上,比如说10倍、11倍才能保证它的结构强度。因为飞行员能够承受的最大机动过载是9个g,飞行员往往做机动时候能够拉到9个G,但是机体结构强度一定要到10个g、11个g,甚至12个g以上才有可能保证它的结构不遭到破坏。

《战机的翅膀》④机翼:“压力”好大,我太难了

  谢谢收看科普中国《军事微课》,在下一期节目我们将介绍飞机的机翼面积对飞行性能的影响。如果大家想了解更多的相关知识,希望大家能够继续关注《军事微课》。

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