起飛著陸性能的要求,往往需要采用一些專門的措施。瑞典的Saab-37 是采用近距耦合鴨式
布局改善起飛著陸性能的,“協和”號超音速旅客機在著陸時將機頭下折以改善視界,有的飛
機將前起落架支柱做成可以伸縮的,起飛時將起落架伸長以增大起飛滑跑時的迎角等等,都
是改善飛機起落性能的具體措施。當然,這也要在增加結構質量等方面付出一定的代價。
圖3.18 幾種不同形狀的三角翼
二、機翼在機身上的安裝位置
機翼的前后位置,決定于飛機縱向靜穩定性和操縱性,通常要等到飛機質心定位階段才
能確定。機翼在機身上的上下位置通常有三種:中單翼、上單翼和下單翼。這三種型式,各
有優缺點,在現代飛機上都有應用。究竟選取哪一種為好,則需要從氣動干擾、平尾的配置、
起落架的安裝以及對結構質量的影響等方面進行分析比較后,才能得出結論。
機翼與機身之間的氣動干擾問題,是在選型時,首先要考慮的問題。圖3.19 給出了一組
同樣都是圓形截面機身和相同機翼的飛機,而機翼的上下位置不同的亞音速極曲線。
圖3.19 翼身組合體的極曲線 圖3.20 機翼上下位置對的影響 β
xm
· 38 ·
從圖3.19 可以看出,在三種不同的型式中,以中單翼的氣動干擾阻力最小,下單翼的氣
動干擾阻力最大,但在翼身的接合部位進行整流后,可以使其干擾阻力明顯下降,超音速時
的情況比較復雜,但中單翼的型式有利于翼身融合,并有利于采用能降低波阻的面積律。
機翼在機身上的上下位置,還對飛機的橫滾力矩特性有明顯的影響。圖3.20 是對側滑時
的影響曲線。 β
xm
由圖中可以看出,中單翼對的影響不大,上單翼使值增大,其效應就相當于機翼
有較大上反角的情況,下單翼的影響相反,相當了機翼的下反。
βx
m β
xm
從結構布置的情況來看,上單翼和下單翼的中翼段都比較容易布置,中單翼則比較困難,
如果穿過機身,勢必影響機身的內部安排,不穿過機身,機翼的主要承力構件中斷,連接機
翼的加強框還要付出增加質量的代價。因此,對于旅客機和貨機不宜采用中單翼,只有大型
的直徑超過5 米的寬機身客機,在能保證中翼的上翼面至機身上半部頂端的距離不小于3.5
米的情況下,才有可能采用中單翼。
上單翼布局型式的優點是可以減小機身距地面的高度,對于運輸機,這一點則更重要,
它能使貨橋和舷梯布置容易,各種裝載裝卸方便。但上單翼也有明顯的缺點,由于機翼離地
太高,無法安裝起落架,或使起落架過長和過重,不得已只能安裝在機身上;對于小型飛機,
起落架的輪距不易保證;在應急著陸時,機翼不能對機身起保護作用,反而可能將機身壓壞;
在水上迫降時,機身在水平面下,應急疏散旅客困難。
采用下單翼的布局型式,能避免上單翼所產生的缺點。下單翼布局的缺點是機翼距地面
較近,在機翼下面吊裝噴氣發動機或在機翼上安裝渦輪螺旋槳發動機都比較困難。
此外,在選定機翼的上下位置時,還必須考慮機翼對正常式布局型式飛機水平尾翼的氣
動干擾,以及在鴨式布局的飛機上與前翼的相互影響。這方面的影響與機翼的上下位置、尾
翼或前翼的上下位置及機翼與尾翼或鴨翼之間的前后距離都有關系,是比較復雜的專門問題,
最后需要通過進行風洞試驗才能解決。在初步方案設計階段,通常是盡量將機翼和尾翼的位
置錯開,避免機翼的下洗氣流直接打在尾翼上。當然,在具體布置過程中,要使在各種飛行
狀態下都能做到這一點是很困難的。
概括地說,輕型飛機的主要矛盾是減重問題,下單翼型式值得考慮,重型飛機一般多采
用上單翼型式,其它一般情況以采用中單翼較多。
§3.4 發動機的數目、安裝型式及進氣道的布置
發動機的數目,應視可供選擇的發動機的推力與飛機所需要的推力而確定。當然,也要
考慮單發、雙發及多發情況時操縱的難易、附加設備重量的輕重、進氣道效率的高低、生存
力大小及成本高低等因素。單發和雙發各有優缺點,單發的優點是操縱簡單,附加設備重量
較輕,成本低。雙發的優點是戰斗生存力較強,如采用兩側進氣,則進氣道的效率較高。
發動機的安裝位置,單發一般安裝于機身尾段。雙發及多發的安裝型式比較多,有在機
身尾段的,有在機翼下部或機翼及垂直尾翼根部的,還有以短艙型式裝在機身兩側及機翼上、
下部等位置的。
進氣道的布局型式多種多樣,各種可能的方案如圖3.21 所示。
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