【問題】關於機翼


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在這裡想要問問關於飛機機翼的問題,希望本區各位高手能不吝分享。

有些機翼是像V字向上延展,如747。有些則是像U字向下反V字(n字形)向下,如AC-130。請問這些各有什麼優勢。較大的升力?或是...

另外,前、後掠翼,三角翼,鴨式又有什麼影響。

版主:因發文者要求,幫忙修改文章內容。

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這是個好問題~其實連我自己都不是很瞭解 = =..

我只能大概先點個方向..所謂的V字向上延展指的就是所謂的上反角吧?

那個跟維持飛行的穩定(防止飛機的側滾)有關,至於為什麼?留給大家思考吧...

後掠翼我知道主要的作法是提高空速,多用在戰鬥機的設計上,三角翼也差不多(協和號是個例子...)

至於有沒有其他作用,還要請教其他高手了...

稍微提了一點點方向...希望能夠拋磚引玉的把版上其他高手引出來:)

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好想哭T_T...

因為現在是大半夜所以用矽膠鍵盤敲半天

結果忘了先複製下來...cookie不知道怎樣消失掉T_T

以下是強力簡化版...orz"

雖然我不是高手

但還是提一下我所知道的部分

有錯誤還請板上高手修正

V型上揚的機翼就是有上反(角)的機翼

主要功能有三項

1.轉彎。請往前爬討論飛機如何轉彎的討論串

2.修正飛行姿態 。

當飛機受到側風或其他因素而造成一邊機翼掉下去時

通過較低的那一邊機翼的氣流相對於另一邊的攻角較高

因此較低的那一邊機翼的升力大於另一邊

所以產生一個回復力矩把飛行姿態修正回來

3.增加穩定性。

有上反角就相當於壓力中心(升力的合力點)的位置提高

當壓力中心在重心上方時,兩點距離越遠,修正飛行姿態的力矩越大

因此有助於飛行時姿態的穩定

下反翼的目的我不清楚

但我猜可以增加滾轉方向的敏捷性

戰機和特技機會比較可能出現的配置

前掠翼我不知道有啥作用

現代有前掠的飛機大概又是su47和x29吧

雖然我手邊正在做一架前掠的飛翼機到時候可以測試

但距離完成還有一段時間

所以請板上高手們賜教吧XD

後掠翼允許在低弦展比的情況下降低翼面負載

降低翼荷可以有更小的迴轉半徑和起降滑行距離

(低弦展比的特性是升力較小,阻力也比較小,因此可以達到版主說的增加空速的目的)

除此之外對戰機來說後掠也是為了不檔到飛行員的視線

這在近距離空戰中相當重要

(因此前掠機都是前翼機的配置)

三角翼的目的我不是很清楚

但三角翼除了和後掠翼有差不多的功能外

還可以直接利用副翼來扮演升降舵的角色

這可以減少機內的機械裝備、空間以及重量

至於鴨式我就不知道是啥玩意兒了

上面用了一堆航空的專有名詞

對於剛剛入門的版友如果看不懂的話我也只能說聲抱歉(死)

入門教學用文我是有意願敲

但最近剛從台灣渡假回來就開始上課了,大事小事忙不完

所以還要再等一陣子吧......orz"

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憑學長這篇文就可以收精華了XD

很精彩的分享~期待更多高手出現啊....:p

等到有一套比較完整的討論出來,我會一起把這篇收入精華區:)

對了請問學長所謂你在"做"的飛機是指...?

手擲機?模型機? or else...?

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真是高手

抱歉標題有點錯了,希望版主能幫忙改一下。

"U 字 " 請幫忙改為"反V" 或是"n"。這樣應該比較容易理解。

鴨式布局是指前面有小翼的

Su-30MKI.gif

如此

或是像 eurofighter 或 JAS 39 這類的,應該都可稱為鴨式布局吧。

版主:已修改,請看看是否合適:) 另外..原來這叫鴨式啊XD

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前掠翼我不知道有啥作用

現代有前掠的飛機大概又是su47和x29吧

雖然我手邊正在做一架前掠的飛翼機到時候可以測試

但距離完成還有一段時間

所以請板上高手們賜教吧XD

後掠翼允許在低弦展比的情況下降低翼面負載

降低翼荷可以有更小的迴轉半徑和起降滑行距離

(低弦展比的特性是升力較小,阻力也比較小,因此可以達到版主說的增加空速的目的)

除此之外對戰機來說後掠也是為了不檔到飛行員的視線

這在近距離空戰中相當重要

(因此前掠機都是前翼機的配置)

有些需要修正的地方。

前掠和後掠翼的設計著眼點都相同,那就是降低接近音速時,機翼表面臨界馬赫數來臨的時間。這是因為機翼表面的速度是和垂直方向的相對氣流速度有關係,當機翼的弦線與相對氣流有一個夾角時,依據三角定理,實際上垂直於弦線的相對速率會比實際速率要小,也就表示機翼表面的相對氣流速率會比較低,延緩到達臨界馬赫數時發生的問題,包括震動和控制。

後掠翼可不可以降低翼負荷?答案是不行。因為翼負荷的計算是根據機翼面積和重量之間的比例,任何機翼的設計,如果翼面積相同,同重量下,翼負荷是相同的。但是,同樣角度的前掠翼會比後掠翼的翼負荷大,因為可用翼面積較小。

後掠翼的數學模型由德國在1935年於義大利的一次學術眼討會上發表,當時美國四位在高速空氣動力學上居於領導地位的學者,有三位前往聆聽。隔一年之後,德國將這些研究成果列為國家機密,這三位學者回到美國之後則是將論文丟在抽屜裡就忘記了。所以,美國雖然再大戰期間也有後掠翼的研究,著眼點卻是在飛機的控制上。

即使是德國,第一架服役,使用後掠翼設計的Me 262,從最早的直線機翼到後來服役的後掠翼的變化上,也不是高速,而是因為換了BMW的噴射發動機,重心的位置發生變化,為了恢復與原先設計時氣動力中心的相對位置,而將發動機外側的機翼向後掠。

三角翼的目的我不是很清楚

但三角翼除了和後掠翼有差不多的功能外

還可以直接利用副翼來扮演升降舵的角色

這可以減少機內的機械裝備、空間以及重量

三角翼也是德國人開始進數學模式上的研究,不過發揚光大的還是美國人,他和後掠翼的原理是相似的,也就是為了解決高速飛行時的問題。三角翼有兩個好處,一個是展弦比低,所以結構強度較高,機翼在高速下扭曲的情況比早期的後掠翼要小,也就減少控制方面的問題,尤其像是副翼反效這一類的現象。

另外一個就是雖然展弦比低,可是他的翼面積大,所以翼負荷低,同時較大的翼面積就可以攜帶較多的燃料或者是提供其他需要的使用空間,所以在60年代以前被很多國家拿來使用。

由於早期控制系統設計以及三角翼的特點,大部分的飛機都是將滾轉和俯仰的控制集中在一起,雖然簡化了控制面的設計,但是也造成飛機在控制系統上產生的其他複雜性與控制問題。

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有些需要修正的地方。

前掠和後掠翼的設計著眼點都相同,那就是降低接近音速時,機翼表面臨界馬赫數來臨的時間。這是因為機翼表面的速度是和垂直方向的相對氣流速度有關係,當機翼的弦線與相對氣流有一個夾角時,依據三角定理,實際上垂直於弦線的相對速率會比實際速率要小,也就表示機翼表面的相對氣流速率會比較低,延緩到達臨界馬赫數時發生的問題,包括震動和控制。

高手出現啦XD

感謝賜教先

本來這部分我也是有看沒有懂

再讀過你提供的網站後終於豁然通達

(這兩個網站都超讚啊!!

K完之後功力應該可以大增XDDDD

實在太感謝了)

(忽然想到如果馬赫數越來越高

而主翼太寬的話也是會被衝擊波破壞掉...|||)

後掠翼可不可以降低翼負荷?答案是不行。因為翼負荷的計算是根據機翼面積和重量之間的比例,任何機翼的設計,如果翼面積相同,同重量下,翼負荷是相同的。但是,同樣角度的前掠翼會比後掠翼的翼負荷大,因為可用翼面積較小。

其實這部分我的意思是可以增加翼根的寬度

在不改變弦展比的情況下增加翼面積

(不過仔細一想...沒有sweep的機翼也可以這麼啊orz")

對了請問學長所謂你在"做"的飛機是指...?

手擲機?模型機? or else...?

是遙控飛機(汗)

目前還在設計和計算的階段

基本的外觀大致如←圖有點大...= =a

本來打算用V尾混控就不做副翼了

但是現在開始擔心會太遲鈍或甚至無法操作

所以一切都還是未定的...:P

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前掠翼的好處在於氣流效率高與高攻角操縱靈敏.

直翼在高攻角中當開始失速時氣流會平均的自上翼面剝離

後掠翼在高攻角中開始失速時氣流會由翼尖開始自翼面剝離,而翼尖多是副翼所在的位置,因此當開始失速時側滾能力就會逐漸失去.

而前掠翼剛好相反,在高攻角開始失速時氣流會由翼根開始自翼面剝離,因此可以比後掠翼保有更多的副翼控制能力.

但是問題來了,為何這種好物沒人採用?

因為前掠翼是一種正回授的不穩定系統,以後掠翼來說,例如當正攻角增加時翼尖受到的應力會把機翼往下彎,此時會抵銷正攻角的產生,負攻角飛行時亦然.

而前掠翼當正攻角增加時翼尖受到的應力會把機翼往上彎,導致正攻角繼續增加,然後更加的曲折機翼,直到捲曲折斷為止,負攻角飛行時亦然.

就是這種要命的特性讓前掠翼沒人敢用,在兩種廣為人知的前掠翼機中:

X-29是利用複合材料限制機翼的彎曲方向,讓機翼在受力時反向彎曲來解除折斷問題,造成X-29那對機翼昂貴的程度驚人,機翼上每一處的應力狀況都是經過計算,手工貼上相對應方向性的複合材料片然後加熱黏合,可說是手工打造的機翼.

而俄羅斯的Su-47金鷹則是利用重型機翼結構來抵抗這個特性,但是也因此幾乎全抵銷掉前掠翼的高效率與敏捷特性...

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是遙控飛機(汗)

目前還在設計和計算的階段

基本的外觀大致如←圖有點大...= =a

本來打算用V尾混控就不做副翼了

但是現在開始擔心會太遲鈍或甚至無法操作

所以一切都還是未定的...:P

有圖的話我也想看看

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前掠翼的好處在於氣流效率高與高攻角操縱靈敏.

直翼在高攻角中當開始失速時氣流會平均的自上翼面剝離

後掠翼在高攻角中開始失速時氣流會由翼尖開始自翼面剝離,而翼尖多是副翼所在的位置,因此當開始失速時側滾能力就會逐漸失去.

而前掠翼剛好相反,在高攻角開始失速時氣流會由翼根開始自翼面剝離,因此可以比後掠翼保有更多的副翼控制能力.

但是問題來了,為何這種好物沒人採用?

因為前掠翼是一種正回授的不穩定系統,以後掠翼來說,例如當正攻角增加時翼尖受到的應力會把機翼往下彎,此時會抵銷正攻角的產生,負攻角飛行時亦然.

而前掠翼當正攻角增加時翼尖受到的應力會把機翼往上彎,導致正攻角繼續增加,然後更加的曲折機翼,直到捲曲折斷為止,負攻角飛行時亦然.

就是這種要命的特性讓前掠翼沒人敢用,在兩種廣為人知的前掠翼機中:

X-29是利用複合材料限制機翼的彎曲方向,讓機翼在受力時反向彎曲來解除折斷問題,造成X-29那對機翼昂貴的程度驚人,機翼上每一處的應力狀況都是經過計算,手工貼上相對應方向性的複合材料片然後加熱黏合,可說是手工打造的機翼.

而俄羅斯的Su-47金鷹則是利用重型機翼結構來抵抗這個特性,但是也因此幾乎全抵銷掉前掠翼的高效率與敏捷特性...

這也很詳細

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前掠翼以前有家公司作小型客機的時候有採用過,他們使用的角度很小,印象中是10度左右,算是特例。

前掠翼除了翼負荷會較大之外,機翼掛東西會變得很複雜也是個問題。

德國漢堡一家飛機公司推出過前掠翼的小客機HFB-300.

但就如同最早的前掠翼機Ju-287一樣,這兩架飛機採用前掠翼都不是因為性能因素.

Ju-287是利用前掠翼來改善彈艙重心問題

漢堡那架HFB-300小客機則是著眼於前掠翼可以提供客艙比較好的視野

下面是Ju-287

F2006110808400000020.jpg

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我發現絕大多數的回覆內容似乎都沒提到鴨式氣動佈局的部分= ="那我就究我知道的內容說吧

鴨式氣動其實從外觀上可以看到他有一對小翅膀長在前方.......稱隻為鴨式前翼

及最主要的功能其實與水平尾翼大同小異,但他比水平尾翼更加敏感,以藉此增加機動性,但由於鴨式前翼極為敏感,再高空飛行時易造成失速,所以絕大多數使用鴨式氣動佈局的飛機都是使用三角全主翼以增加生力,若有水平尾翼大概也是穩定的功能

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我發現絕大多數的回覆內容似乎都沒提到鴨式氣動佈局的部分= ="那我就究我知道的內容說吧

鴨式氣動其實從外觀上可以看到他有一對小翅膀長在前方.......稱隻為鴨式前翼

及最主要的功能其實與水平尾翼大同小異,但他比水平尾翼更加敏感,以藉此增加機動性,但由於鴨式前翼極為敏感,再高空飛行時易造成失速,所以絕大多數使用鴨式氣動佈局的飛機都是使用三角全主翼以增加生力,若有水平尾翼大概也是穩定的功能

等你來補充阿:D

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我發現絕大多數的回覆內容似乎都沒提到鴨式氣動佈局的部分= ="那我就究我知道的內容說吧

鴨式氣動其實從外觀上可以看到他有一對小翅膀長在前方.......稱隻為鴨式前翼

及最主要的功能其實與水平尾翼大同小異,但他比水平尾翼更加敏感,以藉此增加機動性,但由於鴨式前翼極為敏感,再高空飛行時易造成失速,所以絕大多數使用鴨式氣動佈局的飛機都是使用三角全主翼以增加生力,若有水平尾翼大概也是穩定的功能

前翼因為展弦比低,翼端渦流強度高,這個氣流反而可以協助機翼維持表面氣流的能量,提高機翼的效能,以失速來解釋可能有不妥的地方。但是,近偶合的前翼設計也因為氣流的強度的關係會干擾的機翼本身的氣流,必須要以較為複雜的翼剖面或者是扭曲等等去設計。

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