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有問有答:看外形知飛機用途性能?

2016-07-13
《十萬個為甚麼(新視野版)航空與太空I》《十萬個為甚麼(新視野版)航空與太空I》

機翼和尾翼如何放置關係到飛機的飛行特徵及性能,從而影響飛機的用途。飛機大都由機身、機翼和尾翼構成。根據飛機的外形,就可以知道它的大體用途和性能。這是為什麼呢?

因為飛機的機翼和尾翼如何放置,關係到飛機的飛行特徵及性能,與飛機所受到的空氣動力密切相關,這被稱為飛機的「氣動佈局」。下面我們就來看看各種不同氣動佈局飛機的用途和性能。

常規佈局:機身機尾各有翼

人們最常見的民用客機採用的是常規佈局:一對大大的機翼在機身的兩側,尾部有一個到兩個垂直尾翼和一個水平尾翼。垂直尾翼主要用來控制飛機的航向,水平尾翼主要用來控制飛機的俯仰。

這種佈局是飛機發明以來採用最多的佈局,故稱為常規佈局,也是人們常見的飛機外形。大型的運輸機和民用飛機大都採用常規佈局。

鴨式佈局:增戰鬥機機動性

有些戰鬥機為了提高操縱效率和機動能力,會將水平尾翼移到主機翼之前,佈置在機頭兩側,稱為前翼佈局。早期採用這種前翼佈局的飛機形似鴨子,稱為鴨式佈局。現代很多戰鬥機使用鴨式佈局,如中國殲-10、法國陣風戰鬥機等。

三翼面佈局就是在常規佈局的飛機主翼前面再增加一對鴨翼。這種佈局的好處是飛機在跨音速和超音速飛行時的機動性都比較好,但其缺點是阻力和重量增大,操縱系統也會複雜一些。

無尾佈局:減載荷加強升力

無尾佈局指的是飛機上既沒有水平尾翼也沒有鴨翼,只有一對機翼。這種佈局飛機的俯仰是靠機翼後緣的副翼來完成的。取消平尾後機身載荷減小,結構質量減小,降低了成本。缺點是配平阻力明顯增大,起降性能較差。

為了改善無尾佈局的控制性能,無尾飛機通常採用很大的三角形機翼,使後緣距離飛機重心較遠,獲得更大的配平力矩,可以降低配平阻力。

同時機翼面積增大,可以獲得較大的升力,克服了起降能力差的弱點,也可提高盤旋能力,增強了機動性。採用無尾佈局的往往是對機動性要求較高的戰鬥機,比如法國的幻影2000戰鬥機、瑞典的薩伯35「龍」戰鬥機等就採用了無尾的三角翼佈局。■資料提供:香港教育圖書公司

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