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第一章－飞机结构 根据美国联邦法规全书14 款第一部分的定义和缩写，飞行器(Aircraft)是一种用于或者 可用于飞行的设备。根据飞行员认证的飞行器分类有飞机(Airplane)，直升机，气球类，动 力升力类，以及滑翔机。还定义了飞机(Airplane)是由发动机驱动的，比空气重的固定翼 飞行器，在飞行中由作用于机翼上的动态空气反作用力支持。本章简单介绍飞机和它的主要 组成部分。 主要组成部分 尽管飞机可以设计用于很多不同的目的，大多数还是有相同的主要结构。它的总体特性大部 分由最初的设计目标确定。大部分飞机结构包含机身，机翼，尾翼，起落架和发动机。如图 1－1， 飞行员航空知识手册 第18 页 机身 机身包含驾驶舱和/或客舱，其中有供乘客使用的坐位和飞机的控制装置。另外，机身可能 也提供货舱和其它主要飞机部件的挂载点。一些飞行器使用开放的桁架结构。桁架型机身用 钢或者铝质管子构造。通过把这些管子焊接成一系列三角形来获得强度和刚性，成为桁架结 构。图1-2 就是华伦桁架。 华伦桁架结构中有纵梁，斜管子和竖直的管子单元。为降低重量，小飞机一般使用铝合金管 子，可能是用螺钉或者铆钉通过连接件铆成一个整体。 随着技术进步，飞行器设计人员开始把桁架单元弄成流线型的飞机以改进性能。在最初使用 布料织物来实现的，最终让位于轻金属比如铝。在某些情况下，外壳可以支持所有或者一主 要部分的飞行载荷。大多数现代飞机使用称为单体横造或者半单体构造的加强型外壳结构。 飞行员航空知识手册 第19 页 单体横造设计使用加强的外壳来支持几乎全部的载荷。这种结构非常结识，但是表面不能有 凹痕或者变形。这种特性可以很容易的通过一个铝的饮料罐来演示。你可以对饮料罐的两头 施加相当的力量管子不受什么损坏。然而，如果罐壁上只有一点凹痕，那么这个罐子就很容 易的被扭曲变形。实际的单体造型结构主要由外壳，隔框，防水壁组成。隔框和防水壁形成 机身的外形。如图1－3 由于没有支柱，外壳必须足够的坚固以保持机身的刚性。这样，单体造型结构有一个重要的 问题，在保持重量在允许的范围内同时要维持足够的力量。由于单体设计的限制，今天的大 多数飞机使用半单体造型结构。 半单体造型结构使用飞机外壳可以贴上去的亚结构，亚结构由隔框和不同尺寸的隔壁以及桁 条组成，通过来自机身的弯曲应力来加固加强的外壳。机身的主要部分也包括机翼挂载点和 防火隔板。如图1－4 在单发动机飞机上，发动机一般附加在机身的前端。在发动机后面和驾驶舱或客舱之间有防 火部分以保护飞行员或乘客受到发动机火焰的伤害。这部分称为防火隔壁，一般由阻热材料 如不锈钢制成。 飞行员航空知识手册 第20 页 机翼 机翼是连接到机身两边的翅膀，也是支持飞机飞行的主要升力表面。很多飞机制造商设计了 多种不同的机翼样式，尺寸和外形。每一种都是为了满足特定的需要，这些需要由具体飞机 的目标性能决定。下面的章节将解释机翼是如何获得升力的。 机翼可以安装在机身的上，中 或较低部分，分别称为高翼，中翼，低翼设计。机翼的数量 也可以不同。有一组机翼的飞机称为单翼机，有两组机翼的飞机称为双翼飞机或者复翼飞机。 如图1－5 许多高翼飞机有外部支柱，或者机翼支杆，它可以通过支杆把飞行和着陆负荷传递到主机身 结构。由于支杆一般安装在机翼突出机身的一半位置上，所以这种类型的机翼结构也叫半悬 臂机翼。少数高翼飞机和多数低翼飞机用全悬臂机翼不用外部支杆来承载负荷。机翼的主要 结构部件有翼梁，翼肋，桁条。如图1－6 飞行员航空知识手册 第21 页 这些都通过支杆，工字型梁，管子，或其它设备包括外壳而加固。翼肋决定了机翼的外形和 厚度。在大多数现代飞机上，油箱也是机翼的一个集成部件。或者由灵活的安装在机翼里的 容器组成。 安装在机翼后面的或者尾部和边缘的是两种类型的控制面，称为副翼和襟翼。副翼大约从机 翼的一半处向外伸出，以利于创造使得飞机侧滚的反方向移动和倾斜的空气动力。襟翼从靠 近机翼中点处向外伸出。襟翼在巡航飞行时通常是和机翼表面齐平的。当向外伸出时，襟翼 同时向下延伸以在起飞或者着陆时增加机翼的升力。 尾翼 飞机尾巴部分的正确名字叫尾翼。尾翼包括整个的尾巴部分，由固定翼面如垂直尾翼和水平 尾翼组成。可活动的表面包括方向舵，升降舵，一个或者多个配平片(补翼)。如图1－7 飞行员航空知识手册 第22 页 第二种尾翼的设计不需要升降舵。相反，在中央的铰链点安装一片水平尾翼，铰链轴是水平 的。这种类型的设计叫全动式水平尾翼，使用控制轮移动，就像使用升降舵一样。例如，当 你向后拉控制轮时，水平尾翼转动，拖尾边缘向上运动。水平尾翼还有一个沿尾部边缘的防 沉降片。如图1－8 防沉降片的运动方向和水平尾翼尾部边缘的运动方向一样。防沉降片也作为减轻控制压力的 配平片，帮助维持水平尾翼在需要的位置。 飞行员航空知识手册 第23 页 垂直方向舵安装在垂直尾翼的后部。飞行时，它用于使得飞机头部向左或者向右运动。在飞 行转弯时，垂直方向舵需要和副翼配合使用。升降舵安装在水平尾翼的后面，用于控制在飞 行中飞机的头部向上或者向下运动。 配平片是位于控制面的尾部边缘可活动的一小部分。这些可活动的配平片，从驾驶舱控制， 降低控制压力。配平片也可以安装在副翼，方向舵和/或升降舵。 起落架 起落架是飞机停放，滑行，起飞或者着陆时的主要支撑部分。大多数普通类型的起落架由轮 子组成，但是飞机也可以装备浮筒以便在水上运作，或者用于雪上着陆的雪橇。如图1－9 起落架由三个轮子组成，两个主轮子，以及一个可以在飞机后面或者前面的第三个轮子。使 用后面安装第三个轮子的起落架称为传统起落架。传统起落架的飞机有时候是指后三点式飞 机。当第三个轮子位于飞机头部位置时称为前三点式飞机，相应的这种设计叫前三点式起落 架。可操控的前轮或者尾轮允许在地面上对飞机的全部控制。 发动机 发动机一般包括引擎和螺旋推进器。发动机的主要作用是为螺旋推进器提供转动的动力。它 也产生电力，为一些仪表提供真空源，在大多数单发动机飞机上，发动机为飞行员和乘客提 供热量的来源。发动机飞机发动机罩盖住，或者在某些飞机上，它被飞机发动机机舱包围。 发动机罩或者发动机机舱的作用是使得发动机周围的空气流动变得流线型，用管子引导气缸 的空气来帮助冷却发动机。 安装在发动机前面的推进器把发动机的转动力量转化为称为反冲力的前向作用力，帮助飞机 在空气中移动。如图1－10 飞行员航空知识手册 第24 页 第二章－飞行原理 本章讨论飞行中支配作用于飞机上力的基本物理定律，以及这些自然定律和力对飞机性能特 性的影响。为了胜任的控制飞机，飞行员必须理解涉及的原理，学会利用和抵制这些自然力。 现代通用航空飞机可能有相当高的性能特性。因此，飞行员充分领会和理解飞行艺术所依赖 的原理是越来越必要的。 飞行员航空知识手册 第25 页 大气结构 飞行所处的大气是环绕地球并贴近其表面的一层空气包层。它是地球的相当重要的一个组成 部分，就像海洋或者陆地一样。然而，空气不同于陆地和水是因为它是多种气体的混合物。 它具有质量，也有重量，和不确定的形状。 空气象其它任何流体一样，由于分子内聚力的缺乏，当受到非常微小的压力时就会流动和改 变它的形状。例如，气体会充满任何装它的容器，膨胀和传播直到其外形达到容器的限制。 大气的组成是由78％的氮气，21％的氧气以及1％的其它气体，如氩气和氦气。由于部分 元素比其它的重，较重的气体如氧气有个天然的趋势，会占据地球的表面。而较轻的气体会 升到较高的区域。这就解释了为什么大多数氧气包含在35000 英尺高度以下。 因为空气有质量也有重量，它是一个物体，作为一个物体，科学定律会向其它物体一样对气 体起作用。气体驻留于地球表面之上，它有重量，在海平面上产生的平均压力为每平方英寸 14.7 磅，或者29.92 英寸水银柱高度。由于其浓度是有限的，在更高的高度上，那里的空 气就更加稀薄。由于这个原因，18000 英尺高度的大气重量仅仅是海平面时的一半。如图 2－1 | 
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发表于 2009-1-16 13:59:00
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