航空飞机机翼

摘要：机翼整体结构复合壁板一次数控加工成型技术是当今世界航空制造业中的先进高技术之一，机翼整体结构复合壁板一次数控加工成型涉及到计算机辅助产品三维造型技术，计算机模拟及仿真加工技术。在国内首次并成功地将开发的机翼整体结构复合壁板一次数控加工成型技术用于某新机机翼整体结构复合壁板加工。从加工后的机翼整体结构复合壁板测量数据分析，加工精度已达到国际先进水平，从加工过程来看，加工效率已接近国际先进水平。

随着飞机性能的不断提高，对飞机机翼的气动和结构要求越来越高，而且随着市场多元化的发展，进一步的降低制造成本，使产品更加有竞争力，使许多飞机制造商面临的主要问题。

在国内发展的一种新型飞机上，为了进一步的降低飞机的结构重量，减少装配工作量，采用了更新的飞机机翼整体壁板的设计思想。它集变厚度蒙皮、长珩、梳状接头、口盖、横向加强肋与一起，形成新型的飞机机翼整体壁板。

机翼整体结构复合壁板正面全图

机翼整体结构复合壁板理论外形面全图

新型飞机机翼整体壁板结构特点

?零件加工完成后的尺寸为10880mm×640mm×64mm，宽度方向的弧形弓高为13mm，毛料重量：1.898吨，零件重量：221kg。因此其零件尺寸和加工前后重量的变化对加工控制的要求就是一个难点。

?零件的协调要求高是一个难点。要求相邻的壁板两端面和15个加强肋的位置偏移不能超过0.5mm。理论外形面对装配型架的间隙不超过0.5mm。

?零件加工过程中的变形控制要求在0.5mm以内。

?由于T型筋与加强肋的纵横交错成网格状，使零件内部形成了底面为弧形、四周为变化角度的立筋、T型筋的凹槽和槽底面上设计的360多个台阶和下陷。

?由于零件的材料利用率仅有11.6%，切削余量很大。

根据上述分析地零件结构特点，我们制定下面的加工方案：

?1、根据毛料长11.8米×0.76米×80毫米；毛料1.898吨，零件结构复杂并带有机翼理论外形的复合型整体机翼壁板的加工任务，选择合适的五座标龙门数控设备。

? 2、在编程过程中，采用对零件的理论外形面和内槽进行分层粗加工和法向精加工的方法，减少了零件的加工变形，使零件对装配型架的间隙小于0.5毫米。

? 3、利用五坐标数控机床的摆角，一次将零件理论外形底面和法向T型立筋加工出来，减少了以前零件理论外形面需要喷丸成型或冷成型加工方法，简化了零件加工工艺过程，从而大幅度提高了生产效率，减少了加工费用。

? 4、利用T型铣刀的特点，完成了零件法向T形立筋和圆弧底面和斜向加强肋的复合结构的编程及加工。

? 5、在该零件的加工过程中进行了不同刀具的加工效果对比，取得了许多的加工经验，如：高转速（9000转/分钟）与高走速（15000毫米/分钟）的切削参数。

因为零件尺寸的限制，只能选择我们公司相应尺寸规格的机床进行加工。为了提高加工效率，在实际生产中正面我们采用五座标功能加工零件行腔。粗、精加工一次装夹完成。为了减少加工过程的零件变形，我们采用了高速分层加工方式；槽腔加工采用对称、分散的加工方式，尽可能的减少加工过程造成的零件变形。

由于该零件的材料利用率较低，切削过程会产生大量的切屑，在加工中选择合适的刀具，以及相适应切削参数对加工效率和零件表面质量以及控制零件变形有着重要的意义。

加工的刀具要考虑较多的因素。首先，采用的铣刀刀盘几何形状要适应曲面加工，要具有良

好的切削性能及排屑和断屑性能，主要要适应壁板内型面的加工要求，这对于刀具干涉是很重要的因素。在选用刀具时，不仅要根据机床主轴的功率、转速，零件材料及刀具和刀片的有关切削参数作计算，而且更进一步要根据后述的仿真加工将其刀片及刀杆和机床主轴进行仿真和干涉检查计算，以进行综合考虑。如果刀具干涉，必须修改刀具方案及加工方法等，也就是最后确定的刀具必须在仿真和干涉检查验证没有问题后才能确定。在机床功率、铣头转速范围和机床刚性足够的条件下，在仿真加工采用不同直径刀具进行计算，尽量采用大直径刀具以提高加工效率。因为此零件需要进行较大的余量去除，所以选择的切削速度较高。高速切削刀具不仅在耐用度和可靠性方面比常规加工有更高的要求，在刀具系统的安全性方面也有特殊的要求。所以我们和山特维克公司合作，在加工T型筋区域时定

飞行基础知识：机翼形状与飞行速度的关系

飞机能上天，就是机翼产生升力的结果。但是飞机上天后，机翼也产生阻力，影响飞机前进，所以机翼的形状、大小关系到飞机的速度。随着气动理论的完善、制造工艺的提高以及新材料的不断应用，机翼的性能经过多次改进，已今非昔比。早期的飞机机翼都是平直的。最初是矩形机翼，很容易制作。但由于其翼端宽，会给飞机带来阻力，严重地影响了飞机的飞行速度。为此，人们曾设计了一种椭圆形机翼。这种新机翼的翼端虽然窄了，但其制作工艺却十分复杂，很难制作。后来，人们又设计出了梯形机翼。梯形机翼兼具矩形和椭圆形机翼之长，制作也比较方便，尽管仍有一个小小的翼尖，但阻力还不算大。因此，20世纪30年代至40年代末，梯形平直机翼几乎一统天下。二战中出名的飞机如美国的P－51、苏联的杜－2、日本的零式战斗机等都是梯形平直机翼。 1945年，英国研制了两架飞机，安装了当时最先进的喷气发动机，飞机平飞的最大速度达到974千米／小时。若从12000米高度俯冲到9000米高度时，速度甚至达到1120千米／小时，接近音速。但机翼上出现了“激波”，使机翼表面的空气压力发生变化，空气作用力的总作用点后移，飞机会自动俯冲。当时飞机的操纵系统和舵面的大小等，都没有考虑这种情况，所以不可能把俯冲状态中的飞机拉起来平飞。大角度的俯冲，使飞机增速更快，最后，超出它本身能承受的强度，所以飞机就散架解体了。机翼上产生激波后，飞机的阻力会急剧增加，比低空飞行大十倍甚至几十倍，所以即使用喷气式发动机，也很难使飞机超音速。当时把这种困难叫做“音障”。德国人发现，把飞机的机翼做成后掠的形式，像燕子的翅膀，可以延迟“激波”的产生，减少阻力，也可以缓和飞机接近音速时自动俯冲的不稳定现象。1948年，美国在F－86战斗机上应用后掠机翼。原苏联在上个世纪40年代末期，也研制出带后掠机翼的喷气式歼击机米格－15。进入20世纪50年代，世界上超音速飞机的翅膀几乎全都是后掠机翼的。 20世纪五六十年代，人们设计飞机的指导思想是越高越快就越好。为了达此目的，机翼的后掠角越来越大。而为了保证飞机的安全，又要加重钢梁，加厚蒙皮。但飞机重量增加了，又直接影响飞机的速度和高度。怎么办？人们把后掠机翼的前缘和平直机翼的后缘结合起来，设计制作出了三角机翼。从俯视角度看，三角机翼飞机的两只机翼连接起来是一个等腰三角形，刚度明显增强。1963年8月试飞的美国SR－71飞机就是三角机翼，其大部分用钛合金制成，最大飞行速度相当于音速的3.5倍，飞行高度可达2.4万米。法国“幻影”系列飞机也采用了三角机翼。20世纪60年代三角机翼又风靡一时。飞机机翼采取向后掠的形式后，又出现了新问题，它比不向后斜的普通机翼，在同样的条件下产生的升力小。飞机起飞时，要滑跑到很大速度，才能使升力等于重量，然后飞机才能离去，跑道要很长，着陆的情况也一样。因此，现代歼击机起飞跑道多在1000米以上，重型轰炸机起飞跑道大于2000米。所以现代大型机场跑道的长度都要超过3000米，战时很容易被敌人破坏。在空中巡航时，后掠翼飞机比普通机翼飞机耗费油料多，航程也会受影响。于是，有人研究出一个方案，就是使机翼能改变后掠角。起飞、着陆和巡航时，机翼在平直位置；要飞大速度时，机翼向后斜。要想让一架普通飞机改变它的机翼后掠角，首先要解决飞机的平衡问题。原来机翼在平直位置平衡好的飞机，当机翼向后转，加大后掠角时，升力作用点向后移，飞机会低头俯冲，不能飞行。经过多次试验，1964年，世界上第一架变后掠翼飞机F－111终于研制成功。这种飞机在起飞、着陆和低速飞行时，其两翼尽量伸直，后掠角只有16度，从而具备了平直机翼升力大的特点；而在高速飞行时，它的两翼又尽量后掠，后掠角可达72.5度，变得像三角机翼一样，因此能够轻易突破“音障”。其后苏联也相继推出了变后掠翼飞机米格－23、苏－20和苏－24等。要改变机翼的后掠角，其实是很难的。机翼前后转动，要用很大的轴承和坚固的结构，这样，变后掠翼飞机的重量要增大。不过，随着气动力学的发展，人们发现边条机翼可以为其后方的基本机翼提供升力。所谓边条机翼就是在基本机翼根部前缘加装一条后掠角大于70度的

机翼的分类和构造

机翼的分类和构造机翼是飞机的重要部件之一，安装在机身上。其最主要作用是产生升力，同时也可以在机翼内布置弹药仓和油箱，在飞行中可以收藏起落架。另外，在机翼上还安装有改善起飞和着陆性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼，有的还在机翼前缘装有缝翼等增加升力的装置。由于飞机是在空中飞行的，因此和一般的运输工具和机械相比，就有很大的不同。飞机的各个组成部分要求在能够满足结构强度和刚度的情况下尽可能轻，机翼自然也不例外，加之机翼是产生升力的主要部件，而且许多飞机的发动机也安装在机翼上或机翼下，因此所承受的载荷就更大，这就需要机翼有很好的结构强度以承受这巨大的载荷，同时也要有很大的刚度保证机翼在巨大载荷的作用下不会过分变形。机翼的分类机翼的分类方法有很多种，常用的分类方法有： *按机翼的数量分类：可分为单翼机、双翼机、多翼机等； *按机翼的平面形状分类：可分为平直翼、后掠翼、前掠翼、三角翼等等； *按机翼的构造形式分类：可分为构架式、梁式、壁板式、整体式等等。此外，机翼的剖面形状也是多种多样，随着生产技术以及流体力学的发展，从早期的平直矩形机翼剖面到后来的流线形剖面、菱形剖面，机翼的升力性能越来越好，相反受到的空气阻力越来越小，也就是说机翼的升力系数越来越大，相同面积的机翼所产生的升力就越来越大。机翼的构造机翼的基本受力构件包括纵向骨架、横向骨架、蒙皮和接头。其中接头的作用是将机翼上的载荷传递到机身上，而有些飞机整个就是一个大的飞翼（如美国的B－2隐形轰炸机），则根本就没有接头。以下是典型的梁式机翼的结构。一、纵向骨架：机翼的纵向骨架由翼梁、纵樯和桁条等组成，所谓纵向是指沿翼展方向，它们都是沿翼展方向布置的。 *翼梁是最主要的纵向构件，它承受全部或大部分弯矩和剪力。翼梁一般由凸缘、腹板和支柱构成（如图所示）。凸缘通常由锻造铝合金或高强度合金钢制成，腹板用硬铝合金板材制成，与上下凸缘用螺钉或铆钉相连接。凸缘和腹板组成工字型梁，承受由外载荷转化而成的弯矩和剪力。

机翼分析

B－2隐形战略轰炸机一、飞机简介： B－2隐形战略轰炸机是冷战时期的产物，由美国诺思罗普公司为美国空军研制。1979年，美国空军根据战略上的考虑，要求研制一种高空突防隐形战略轰炸机来对付苏联90年代可能部署的防空系统。1981年开始制造原型机，1989年原型机试飞。后来对计划作了修改，使B－2轰炸机兼有高低空突防能力，能执行核及常规轰炸的双重任务。二、飞机整体结构：飞机三视图和飞机内部结构剖析（图下）

三、飞机机翼结构分析： B－2轰炸机采用翼身融合、无尾翼的飞翼构形，其机体扁平，采用翼身融合的无尾（无垂直尾翼）的飞翼构型，机翼前缘为直线，交接于机头处，机翼后掠33度，飞机头部到翼尖成锐角，机翼后缘成双“W”形（锯齿形）有8个操纵面（6个升降副翼，2个阻流方向舵），巨大的锯齿状后缘由10条直的边缘组成，翼展尺寸为52.43米机翼前缘交接于机头处，机翼后缘呈锯齿形。机身机翼大量采用石墨/碳纤维复合材料、蜂窝状结构，表面有吸波涂层，发动机的喷口置于机翼上方。这种独特的外形设计和材料，能有效地躲避雷达的探测，达到良好的隐形效果。形尾翼原始设计是专门为高空飞行设计的，能够满足高空阵风载荷的需求，但不适应于低空阵风载荷的需求。飞机主翼的设计进行了重大改动，因为空军不仅要求飞机能从高空突入，而且还要能超低空突防，从而带来了提高飞机升力、增强

机械结构强度、进一步降低其雷达反射截面积等一系列问题，使飞机的设计历经数年才得以定型。B-2飞机的结构设计是基于满足阵风载荷(又称突风载荷)标准进行设计的，航空历史上仅有几种型号的飞机是按阵风载荷需求设计的，大部分军用飞机是根据机动载荷(又称惯性载荷)需求而设计。机翼结构为单块式。从构造上看，单块式机翼的长桁较多且较强；蒙皮较厚；长桁、蒙皮组成可受轴向力的壁板。当有梁时，一般梁缘条的剖面面积与长桁的剖面面积接近或略大，有时就只布置纵墙。为了充分发挥单块式机翼的受力特点，左、右机翼一般连成整体贯穿机身。但有时为了使用、维护方便，在展向布置有设计分离面。分离面处采用沿翼箱周缘分散连接的形式将机翼连为一体。单块式机翼的上、下壁板成为主要受力构件。这种机翼比梁式机翼的刚度特性好(这点对后掠机翼很重要)。同时由于结构分散受力，能更好地利用剖面结构高度，因而在某些情况下(如飞机速度较大时)材料利用率较高，重量可能较轻。此外单块式机翼比梁式机翼生存力强。它的缺点是不便于开口（Boeing）波音747 SP 一、飞机名称：波音747 SP 波音747，又称为“珍宝客机”（Jumbo Jet），是一种双层客舱四发动机飞机，是世界上最易识别的客机之一，亦是全世界首款生产的宽体民航客机，由美国波音民用飞机集团制造。波音747原型大小是1960年代被广泛使用的波音707的两倍。1965年8月开始研制，自1970年投入服务后，一直是全球最大的民航机，垄断着民用大型运输机的市场，到A380投入服务之前，波音747保持全世界载客量最高飞机的纪录长达37年。二、飞机整体结构：

机翼组成详细说明

关于飞机机翼机翼各翼面的位置图图片说明：上图为机翼各翼面的位置图，民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。机翼上各操纵面是左右对称分布，部分由于图片受限未标出机翼的基本概念机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行；同时也起一定的稳定和操纵作用。是飞机必不可少的部件，在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面：副翼，还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。另外，机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备，机翼的主要内部空间经密封后，作为存储燃油的油箱之用。相关名词解释：翼型：飞机机翼具有独特的剖面，其横断面（横向剖面）的形状称为翼型。前缘：翼型最前面的一点。后缘：翼型最后面的一点。翼弦：前缘与后缘的连线。弦长：前后缘的距离称为弦长。如果机翼平面形状不是长方形，一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长迎角(Angleofattack)：机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身轴线不同)的夹角叫迎角，也称为攻角，它是确定机翼在气流中姿态的基准。

翼展：飞机机翼左右翼尖间的直线距离。展弦比：机翼的翼展与弦长之比值。用以表现机翼相对的展张程度。上（下）反角：机翼装在机身上的角度，即机翼与水平面所成的角度。从机头沿飞机纵轴向后看，两侧机翼翼尖向上翘的角度。同理，向下垂时的角度就叫下反角。上（中、下）单翼：目前大型民航飞机都是单翼机，根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上（中、下）单翼飞机也有称作高、中、低单翼。机翼安装在机身上部（背部）为上单翼；机翼安装在机身中部的为中单翼，机翼安装在机身下部（腹部）为下单翼。上单翼的飞机一般为运输机与水上飞机，由于高度问题，此时起落架等装置一般就不安装在机翼上，而改在机身上，使用上单翼的飞机一般采用下反角的安装。中单翼因翼梁与机身难以协调，几乎只存在理论上；下单翼的飞机是目前民航飞机常见的类型，由于离地面近，便于安装起落架，进行维护工作，使用下单翼的飞机一般采用上反角的安装。机翼在使飞机升空飞行中的重要作用飞机在飞行过程中受到四种作用力：升力----由机翼产生的向上作用力重力----与升力相反的向下作用力，由飞机及其运载的人员、货物、设备的重量产生推力----由发动机产生的向前作用力阻力----由空气阻力产生的向后作用力，能使飞机减速。由此可见，机翼的主要功用就是产生升力，以支持飞机在空中飞行。它为什么能产生升力呢？首先要从飞机机翼具有独特的剖面说起，前面名词解释已提到，机翼横断面（横向剖面）的形状称为翼型，机翼剖面的集合特性与机翼的空气动力有密切的关系。从侧面看，机翼顶部弯曲，而底部相对较平。机翼在空气中穿过将气流分隔开来。一部分空气从机翼上方流过，另一部分从下方流过。

机翼原理

飞机机翼原理机翼各翼面的位置图图片说明：上图为机翼各翼面的位置图，民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。机翼上各操纵面是左右对称分布，部分由于图片受限未标出机翼的基本概念机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行；同时也起一定的稳定和操纵作用。是飞机必不可少的部件，在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面：副翼，还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。另外，机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备，机翼的主要内部空间经密封后，作为存储燃油的油箱之用。相关名词解释：翼型：飞机机翼具有独特的剖面，其横断面（横向剖面）的形状称为翼型，称为翼型前缘：翼型最前面的一点。后缘：翼型最后面的一点。翼弦：前缘与后缘的连线。弦长：前后缘的距离称为弦长。如果机翼平面形状不是长方形，一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长迎角(Angle of attack) ：机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身

轴线不同)的夹角叫迎角，也称为攻角，它是确定机翼在气流中姿态的基准。翼展：飞机机翼左右翼尖间的直线距离。展弦比：机翼的翼展与弦长之比值。用以表现机翼相对的展张程度。上（下）反角：机翼装在机身上的角度，即机翼与水平面所成的角度。从机头沿飞机纵轴向后看，两侧机翼翼尖向上翘的角度。同理，向下垂时的角度就叫下反角。上（中、下）单翼：目前大型民航飞机都是单翼机，根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上（中、下）单翼飞机也有称作高、中、低单翼。机翼安装在机身上部（背部）为上单翼；机翼安装在机身中部的为中单翼，机翼安装在机身下部（腹部）为下单翼。上单翼的飞机一般为运输机与水上飞机，由于高度问题，此时起落架等装置一般就不安装在机翼上，而改在机身上，使用上单翼的飞机一般采用下反角的安装。中单翼因翼梁与机身难以协调，几乎只存在理论上；下单翼的飞机是目前民航飞机常见的类型，由于离地面近，便于安装起落架，进行维护工作，使用下单翼的飞机一般采用上反角的安装。机翼在使飞机升空飞行中的重要作用飞机在飞行过程中受到四种作用力：升力----由机翼产生的向上作用力重力----与升力相反的向下作用力，由飞机及其运载的人员、货物、设备的重量产生推力----由发动机产生的向前作用力阻力----由空气阻力产生的向后作用力，能使飞机减速。由此可见，机翼的主要功用就是产生升力，以支持飞机在空中飞行。它为什么能产生升力呢？首先要从飞机机翼具有独特的剖面说起，前面名词解释已提到，机翼横断面（横向剖面）的形状称为翼型，机翼剖面的集合特性与机翼的空气动力有密切的关系。从侧面看，机翼顶部弯曲，而底部相对较平。机翼在空气中穿过将气流分隔开来。一部分空气从机翼上方流过，另一部分从下方流过。

飞机基本结构123

飞机基本结构飞机结构一般由五个主要部分组成：机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置(主要介绍机翼和机身)。机翼薄蒙皮梁式主要的构造特点是蒙皮很薄，常用轻质铝合金制作，纵向翼梁很强(有单梁、双梁或多梁等布置)．纵向长桁较少且弱，梁缘条的剖面与长桁相比要大得多，当布置有一根纵梁时同时还要布置有一根以上的纵墙。该型式的机翼通常不作为一个整体，而是分成左、右两个机翼，用几个梁、墙根部传集中载荷的对接接头与机身连接。薄蒙皮梁式翼面结构常用于早期的低速飞机或现代农用飞机、运动飞机中，这些飞机的翼面结构高度较大，梁作为惟一传递总体弯矩的构件，在截面高度较大处布置较强的梁。多梁单块式从构造上看，蒙皮较厚，与长桁、翼梁缘条组成可受轴力的壁板承受总体弯矩；纵向长桁布置较密，长桁截面积与梁的横截面比较接近或略小；梁或墙与壁板形成封闭的盒段，增强了翼面结构的抗扭刚度，为充分发挥多梁单块式机翼的受力特性，左、右机翼最好连成整体贯穿机身。有时为使用、维修的方便，可在展向布置有设计分离面，分离面处采用沿翼盒周缘分散连接的形式将全机翼连成一体，然后整个机翼另通过几个接头与机身相连。多墙厚蒙皮式(有时称多梁厚蒙皮式，以下统简称为多墙式) 这类机翼布置了较多的纵墙(一般多于5个)；蒙皮厚(可从几毫米到十几毫米)；无长桁；有少肋、多肋两种。但结合受集中力的需要，至少每侧机翼上要布置3—5个加强翼肋。当左、右机翼连成整体时，与机身的连接与多梁单块式类似。但有的与薄蒙皮梁式类似，分成左右机翼，在机身侧边与之相连，此时往往由多墙式过渡到多梁式，用少于墙数量的几个梁的根部集中对接接头在根部与机身相连。蒙皮

飞机机翼各部分图解及专业术语

机翼各翼面的位置图图片说明：上图为机翼各翼面的位置图，民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。机翼上各操纵面是左右对称分布，部分由于图片受限未标出机翼的基本概念机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行；同时也起一定的稳定和操纵作用。是飞机必不可少的部件，在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面：副翼，还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。另外，机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备，机翼的主要内部空间经密封后，作为存储燃油的油箱之用。相关名词解释： 1 翼型：飞机机翼具有独特的剖面，其横断面（横向剖面）的形状称为翼型，称为翼型 2 前缘：翼型最前面的一点。 3 后缘：翼型最后面的一点。 4 翼弦：前缘与后缘的连线。 5 弦长：前后缘的距离称为弦长。如果机翼平面形状不是长方形，一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长 6 迎角(Angle of attack) ：机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身轴线不同)的夹角叫迎角，也称为攻角，它是确定机翼在气流中姿态的基准。 7 翼展：飞机机翼左右翼尖间的直线距离。 8 展弦比：机翼的翼展与弦长之比值。用以表现机翼相对的展张程度。 9上（下）反角：机翼装在机身上的角度，即机翼与水平面所成的角度。从机头沿飞机纵轴向后看，两侧机翼翼尖向上翘的角度。同理，向下垂时的角度就叫下反角。 10 上（中、下）单翼：目前大型民航飞机都是单翼机，根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上（中、下）单翼飞机也有称作高、中、低单翼。 11 机翼安装在机身上部（背部）为上单翼；机翼安装在机身中部的为中单翼，机翼安装在机身下部（腹部）为下单翼。上单翼的飞机一般为运输机与水上飞机，由于高度问题，此时起落架等装置一般就不安装在机翼上，而改在机身上，使用上单翼的飞机一般采用下反角的安装。中单翼因翼梁与机身难以协调，几乎只存在理论上；下单翼的飞机是目前民航飞机常见的类型，由于离地面近，便于安装起落架，进行维护工作，使用下单翼的飞机一般采用上反角的安装。机翼在使飞机升空飞行中的重要作用飞机在飞行过程中受到四种作用力：升力----由机翼产生的向上作用力重力----与升力相反的向下作用力，由飞机及其运载的人员、货物、设备的重量产生推力----由发动机产生的向前作用力阻力----由空气阻力产生的向后作用力，能使飞机减速。

机翼外形发展史

机翼外形发展史 1903年12月17日，这是一个载入史册的日子，莱特兄弟制造出的第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机"飞行者"1号试飞成功。它采用了一副前翼和一副主机翼，并且都是双翼结构，用麻布蒙皮和木支柱联结而成。一台汽油活塞发动机被固定在主机翼下面的一个翼面之上，机翼后面安装着左右各一副双叶螺旋桨，机尾是一个双翼结构的方向舵，用来操纵飞机的方向，而飞机上下运动则由前翼来操纵。飞机没有起落架和机轮.只有滑橇。起飞时飞机装在滑轨上，用带轮子的小车拉动辅助弹射起飞。驾驶员俯伏在主机翼的下机翼中间拉动操纵绳索的手柄操纵飞机。这次飞行的留空时间只有短短的12秒，飞行距离只有微不足道的36米，但它却是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定和可操纵的重于空气飞行器的首次成功升空并飞行，从此，人类的航空事业揭开了崭新的一页。 100多年来，飞机的发展取得了丰硕的成果，运输机、侦察机、战斗机等各种各样的飞机应运而生，同时随着飞机种类的不同及功能需求的不同，机翼的外形也发生了翻天覆地的变化。在飞机诞生之初，机翼的形状千奇百怪，有的像鸟的翅膀，有的像蝙蝠的黑翼，有的像昆虫的翅膀;有的是单机翼，有的是双机翼。聪明的古人观察出鸟类所以会飞，完全因为那对奇妙的翅膀。于是，好奇的人们开始制造各式各样的翅膀，因此最初飞机的机翼大多数与鸟类的翅膀相似。随后，随着时代的进步，人们的目光不仅仅局限于鸟类，人们吸取桥梁建造方面的经验，把上下机翼通过支柱和张线联成一个桁架梁，增加结构受力高度，以提高机翼刚度，减轻结构重量。这些优点使双翼机成为早期飞机的主要型式。随着飞机速度的不断提高，双机翼支柱和张线的阻力越来越大，成为提高速度的主要障碍。高强度铝合金问世后，人们已有可能制造出结构重量不太大而又能承受大载荷的薄机翼。从20世纪30年代起，双机翼逐渐被单机翼取代。在现代的飞机中，除对载重量和低速性能有特殊要求的小型飞机外，双机翼已不多见。到第二次世界大战时，虽然绝大多数飞机"统一"到单机翼上来，但单机翼的位置又有上单机翼、中单机翼和下单机翼之分，其形状有平直机翼、后掠机翼、三角机翼、梯形机翼、变后掠角机翼、前掠角机翼之别。 1945年，英国研制了两架飞机，安装了当时先进的喷气发动机，速度达到音速。但过了不多久，这两架飞机先后在空中解体坠毁。后来人们通过研究才发现原来飞机接近音速时，机翼上出现"激波"，使机翼表面的空气压力发生变化空气作用力的总作用点后移，飞机会突然自动俯冲，又使飞机增速更快，最后超过它本身能承受的强度，所以飞机散架了。后来，用其他飞机做试验飞行时，还发现一个严重的问题，就是机翼上产生激波后，飞机的阻力会急剧增加，比低速飞行时大10倍甚至几十倍，所以即使用喷气式发动机，也很难使飞机超音速。当时把这种困难叫做"音障"。为了解决机翼影响飞行速度的问题，许多国家都在研制新型机翼。德国人发现把飞机的机翼做成向后斜的形式，像燕子的翅膀，可以延迟"激波"的产生，减小由于激波引起的阻力，也可以缓和飞机接近音速时自动俯冲的不稳定现象。这种形状的机翼被称为后掠翼，后掠翼是机翼设计的一种型态，特指机翼沿着翼展方向的轴线与机身具有一个向后的角度，即掠角为锐角。机翼的后掠程度由后掠角大小来进行表示。后掠翼是平直机翼发展而来的，适用于较高的飞行速度，气动特点为可增大机翼的临界速度，并减小超音速飞行时的阻力。1948年，美国把后掠机翼应用在F-86战斗机上，苏联也于40年代末期，研制出带后掠翼的喷气式米格-15歼击机。但是，后来进一步研究表明，为了超音速飞行，后掠翼并不是

飞机机翼图设计

伯恩思坦多项式与Bezier曲线一、引言 1971年法国雷诺汽车公司的工程师Bezier提出了一种新的参数曲线表示法。这种方法能方便地控制输入参数(控制点)以改变曲线的形状。被称为Bezier曲线，数学原理使用了伯恩思坦多项式。设f(x)是定义在[0，1]上的连续函数，称表达式 ∑= -- ≈ n k k n k k n t t C n k f x f ) 1( ) / ( ) ( 右端为函数的伯恩思坦逼近多项式。下面是函数) sin( ) (x x fπ =的伯恩思坦多项式逼近实验程序 n=input('input n='); x=[0:n]/n; f=sin(x*pi); for i=1:n+1 y=f;t=x(i); for k=n:-1:1 for j=1:k y(j)=t*y(j)+(1-t)*y(j+1); end end p(i)=y(1); end max(abs(f-p)) plot(x,f,'b',x,p,'o',x,p,'r') 下面两图分别是取不同点数的伯恩思坦多项式逼近。 n=10逼近n=20逼近二、Bezier曲线 Bezier曲线的形状是通过一组多边折线(控制多边形)的各顶点P0，P1，…，P m所定义出来的。在多边折线的各顶点中，只有第一点P0和最后一点P m在曲线上，其余的点则用以定义曲线的阶次。给定控制多边形顶点P0，P1，…，P m的坐标 (x0，y0)，(x1，y1)，……，(x m，y m) 曲线参数方程为 ∑= -- = m k k k m k k m x t t C t x ) 1( ) (，∑ = -- = m k k k m k k m y t t C t y ) 1( ) (

飞机机翼各部分图解及专业术语讲课教案

飞机机翼各部分图解及专业术语

机纵轴向后看，两侧机翼翼尖向上翘的角度。同理，向下垂时的角度就叫下反角。 10 上（中、下）单翼：目前大型民航飞机都是单翼机，根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上（中、下）单翼飞机也有称作高、中、低单翼。 11 机翼安装在机身上部（背部）为上单翼；机翼安装在机身中部的为中单翼，机翼安装在机身下部（腹部）为下单翼。上单翼的飞机一般为运输机与水上飞机，由于高度问题，此时起落架等装置一般就不安装在机翼上，而改在机身上，使用上单翼的飞机一般采用下反角的安装。中单翼因翼梁与机身难以协调，几乎只存在理论上；下单翼的飞机是目前民航飞机常见的类型，由于离地面近，便于安装起落架，进行维护工作，使用下单翼的飞机一般采用上反角的安装。机翼在使飞机升空飞行中的重要作用飞机在飞行过程中受到四种作用力：升力----由机翼产生的向上作用力重力----与升力相反的向下作用力，由飞机及其运载的人员、货物、设备的重量产生推力----由发动机产生的向前作用力阻力----由空气阻力产生的向后作用力，能使飞机减速。由此可见，机翼的主要功用就是产生升力，以支持飞机在空中飞行。它为什么能产生升力呢？首先要从飞机机翼具有独特的剖面说起，前面名词解释已提到，机翼横断面（横向剖面）的形状称为翼型，机翼剖面的集合特性与机翼的空气动力有密切的关系。从侧面看，机翼顶部弯曲，而底部相对较平。机翼在空气中穿过将气流分隔开来。一部分空气从机翼上方流过，另一部分从下方流过。空气的流动在日常生活中是看不见的，但低速气流的流动却与水流有较大的相似性。日常的生活经验告诉我们，当水流以一个相对稳定的流量流过河床时，在河面较宽的地方流速慢，在河面较窄的地方流速快。流过机翼的气流与河床中的流水类似，由于机翼一般是不对称的，上表面比较凸，而下表面比较平，流过机翼上表面的气流就类似于较窄地方的流水，流速较快，而流过机翼下表面的气流正好相反，类似于较宽地方的流水，流速较上表面的气流慢。根据流体力学的基本原理，流动慢的大气压强较大，而流动快的大气压强较小，这样机翼下表面的压强就比上表面的压强高，换一句话说，就是大气施加与机翼下表面的压力(方向向上)比施加于机翼上表面的压力(方向向下)大，二者的压力差便形成了飞机的升力。简单来说，飞机向前飞行得越快，机翼产生的气动升力也就越大。当升力大于重力时，飞机就可以向上爬升；当升力小于重力时，飞机就可以降低高度。

飞机机翼作用

产生升力用的, 此外还有水平尾翼,控制飞机俯仰方向运动, 垂直尾翼,和副翼配合控制飞机转向副翼,在机翼后缘,用来控制飞机的左右倾斜和滚转. 襟翼,飞机起落时打开用来增加升力. 前缘缝翼,同襟翼配合可以改变机翼弯度,用来改善飞机的机动性.回机翼机翼是飞机的重要部件之一，安装在机身上。其最主要作用是产生升力，同时也可以在机翼内布置弹药仓和油箱，在飞行中可以收藏起落架。另外，在机翼上还安装有改善起飞和着陆性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼，有的还在机翼前缘装有缝翼等增加升力的装置。由于飞机是在空中飞行的，因此和一般的运输工具和机械相比，就有很大的不同。飞机的各个组成部分要求在能够满足结构强度和刚度的情况下尽可能轻，机翼自然也不例外，加之机翼是产生升力的主要部件，而且许多飞机的发动机也安装在机翼上或机翼下，因此所承受的载荷就更大，这就需要机翼有很好的结构强度以承受这巨大的载荷，同时也要有很大的刚度保证机翼在巨大载荷的作用下不会过分变形。机翼的基本受力构件包括纵向骨架、横向骨架、蒙皮和接头。其中接头的作用是将机翼上的载荷传递到机身上，而有些飞机整个就是一个大的飞翼（如美国的B －2隐形轰炸机），则根本就没有接头。以下是典型的梁式机翼的结构。一、纵向骨架机翼的纵向骨架由翼梁、纵樯和桁条等组成，所谓纵向是指沿翼展方向，它们都是沿翼展方向布置的。 * 翼梁是最主要的纵向构件，它承受全部或大部分弯矩和剪力。翼梁一般由凸缘、腹板和支柱构成（如图所示）。凸缘通常由锻造铝合金或高强度合金钢制成，腹板用硬铝合金板材制成，与上下凸缘用螺钉或铆钉相连接。凸缘和腹板组成工字型梁，承受由外载荷转化而成的弯矩和剪力。 * 纵樯与翼梁十分相像，二者的区别在于纵樯的凸缘很弱并且不与机身相连，其长度有时仅为翼展的一部分。纵樯通常布置在机翼的前后缘部分，与上下蒙皮相连，形成封闭盒段，承受扭矩。靠后缘的纵樯还可以悬挂襟翼和副翼。 * 桁条是用铝合金挤压或板材弯制而成，铆接在蒙皮内表面，支持蒙皮以提高其承载能力，并共同将气动力分布载荷传给翼肋。

飞机机翼浅析

飞机机翼结构浅析摘要飞机发明人美国人莱特兄弟说“每只鸟都是一名特级飞行员，谁要飞行，谁就得模仿鸟”的论述，对鸟的飞行动作，作了更仔细的观察研究，于1903年成功地发明了世界上有动力、可操纵的飞机，成为世界公认的飞机发明人。飞机机翼结构和升力产生的机理与鸟翼的结构及产生升力的原理基本上是一致的。飞机在发动机驱动下向前飞行时，流过上下翼面气流的流速不一致，上翼面流速快于下翼面，造成上翼面空气压力低于下翼面，从而使机翼产生升力，当升力大于飞机的重力时飞机就能升空飞行了。由此可见机翼的作用非同寻常，下面我们来看一下究竟。本文主要介绍机翼的功用、机翼的设计标准以及对机翼典型零件的分析来对机翼的构造和翼型原理有一个更清楚的认识。关键词：机翼功用、机翼设计、副翼、机翼元件 Abstract: The Wright brothers invented the airplane who said Americans "Each bird is a super pilot, who will fly, who have to imitate the birds," the exposition of the birds flying, made a more detailed observational study, in 1903 successfully invented the world have power, maneuverability of aircraft, aircraft, the world recognized inventor. Aircraft wing structure and mechanism of lift generated by the structure of bird wings and produce lift are basically the same principle. Engine-driven aircraft in forward flight, the flow velocity of the upper and lower wing surface flow is inconsistent, on the wing faster than under the wing surface flow, causing surface air pressure below the wing under the wing surface, so that the wings produce lift, when greater than the gravity lift aircraft flying off the aircraft will be able to. This shows an unusual wing, let's look at what had happened. This paper describes the function of the wing, the wing's design standards and analysis of typical parts of the wing to the wing structure and airfoil theory have a better understanding. Key words: Function of the wing, wing design, flaps, wing components.

飞机各个系统的组成及原理

一、外部机身机翼结构系统二、液压系统三、起落架系统四、飞机飞行操纵系统五、座舱环境控制系统六、飞机燃油系统七、飞机防火系统一、外部机身机翼结构系统 1、外部机身机翼结构系统组成：机身机翼尾翼 2、它们各自的特点和工作原理 1)机身机身主要用来装载人员、货物、燃油、武器和机载设备，并通过它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。在轻型飞机和歼击机、强击机上，还常将发动机装在机身内。 2)机翼机翼是飞机上用来产生升力的主要部件，一般分为左右两个面。机翼通常有平直翼、后掠翼、三角翼等。机翼前后缘都保持基本平直的称平直翼，机翼前缘和后缘都向后掠称后掠翼，机翼平面形状成三角形的称三角翼，前一种适用于低速飞机，后两种适用于高速飞机。近来先进飞机还采用了边条机翼、前掠机翼等平面形状。

左右机翼后缘各设一个副翼，飞行员利用副翼进行滚转操纵。即飞行员向左压杆时，左机翼上的副翼向上偏转，左机翼升力下降；右机翼上的副翼下偏，右机翼升力增加，在两个机翼升力差作用下飞机向左滚转。为了降低起飞离地速度和着陆接地速度，缩短起飞和着陆滑跑距离，左右机翼后缘还装有襟翼。襟翼平时处于收上位置，起飞着陆时放下。 3)尾翼尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分。 1.垂直尾翼垂直尾翼垂直安装在机身尾部，主要功能为保持飞机的方向平衡和操纵。通常垂直尾翼后缘设有方向舵。飞行员利用方向舵进行方向操纵。当飞行员右蹬舵时，方向舵右偏，相对气流吹在垂尾上，使垂尾产生一个向左的侧力，此侧力相对于飞机重心产生一个使飞机机头右偏的力矩，从而使机头右偏。同样，蹬左舵时，方向舵左偏，机头左偏。某些高速飞机，没有独立的方向舵，整个垂尾跟着脚蹬操纵而偏转，称为全动垂尾。 2.水平尾翼水平尾翼水平安装在机身尾部，主要功能为保持俯仰平衡和俯仰操纵。低速飞机水平尾翼前段为水平安定面，是不可操纵的，其后缘设有升降舵，飞行员利用升降舵进行俯仰操纵。即飞行员拉杆时，升降舵上偏，相对气流吹向水平尾翼时，水平尾翼产生

飞机结构与工艺及历史发展浅述

https://www.360docs.net/doc/d115081203.html, 飞机结构与工艺及历史发展浅述机翼 1.机翼的基本结构元件及受力机翼的基本结构元件是由纵向骨架、横向骨架以及蒙皮和接头等组成，现将各个结构元件的作用及受力分述如下： 1.纵向骨架——沿翼展方向安置的构件，包括梁、纵樯和桁条。（1）梁——最强有力的纵向构件。它承受着全部或大部分的弯矩和剪力。梁的椽条承受由弯矩而产生的正应力；腹板承受剪力。梁的数量一般为一根或两根，也有两根以上的。机翼结构只有一根梁者称为单梁机翼；有两根者称为双梁机翼；两根以上者称为多梁机翼；没有翼梁称为单块式机翼。翼梁的位置：在双翼及有支撑的机翼上，根据统计，前梁在12～18%翼弦处；后梁在55～70%翼弦处。在悬臂式单翼机上，单梁机翼的梁位于25～40%翼弦处。双梁机翼的前梁在20～30%翼弦处；后梁在50～70%翼弦处。（2）纵樯——承受由弯矩和扭转而产生的剪力。与梁的区别是椽条较弱，椽条不与机身相连。其长度与翼展相等或仅为翼展的一部分。纵樯通常放置在机翼的前缘或后缘，与机翼上下蒙皮相连，形成一封闭的盒段以承受扭矩。（3）桁条——承受局部空气力载荷；支持和加强蒙皮；并将翼肋互相连系起来。而且还可以承受由弯曲而产生的正应力。有的机翼为了更加强蒙皮，桁条需要很密，因而导致使用波纹板来代替桁条，或者把桁条与蒙皮作成一体，形成整体壁钣。 2.横向骨架——沿翼弦方向安置的构件。主要包括普通翼肋和加强翼

肋。（1）普通翼肋——将纵向骨架和蒙皮连成一个整体；把由蒙皮传来的空气动力载荷传给翼梁；并保证翼剖面之形状。参与一部分机翼结构的受力。（2）加强翼肋——除了起普通翼肋作用外，还承受集中载荷。 3.蒙皮——它固定在横向和纵向骨架上而形成光滑的表面。布质蒙皮主要是承受局部空气动力载荷，并把它传给骨架。硬质蒙皮除了上述作用外，还参与结构整体受力。视具体结构的不同，蒙皮可能承受剪应力，也可能还承受正应力。 4.接头——把载荷从一个构件传到另一个构件上去的构件。如机翼与机身的连接、副翼与机翼连接等，均需用接头。机翼接头的形式很多，常见的有耳片式接头，套管式接头、对孔式接头，垫板式和角条式接头等多种。机翼构造的发展在机翼构造的发展过程中，最主要的变化就是维形件和受力件的逐渐合并。在飞机发展的初期，为了减小重量，完全根据受力件和维形件分开，并且分段地承受载荷的原理来安排机翼的构造。这种构造形式的受力骨架是一个由翼梁、张线及横支柱（或翼肋）所组成的空间桁架系统。它承受所有的弯矩、扭矩和剪力。机翼的表面和机翼的形状是用亚麻的蒙皮和翼肋形成的。所以这种机翼可以叫作构架式机翼。随着飞机速度的增大，翼载荷的增大，出现了蒙皮承受剪力和部分正应力的梁式机翼。这种机翼构造型式的特点是有强有力的梁，以及光滑的硬质蒙皮，这种机翼的蒙皮是金属铆接结构，为现在飞机所广泛采用。它的翼梁腹板承受剪力，蒙皮和腹板组成的盒段承受扭矩，蒙皮也参与翼梁椽条的承受弯矩的作用。但是梁式机翼的蒙皮较薄，桁条也较少，有的机翼的桁条还是分段断开的，有的甚至没有桁条。因此梁式机翼蒙皮承受由弯矩引起的拉压作用不大。飞机场速度进一步增大，为保持机翼有足够的局部刚度和抗扭刚度，需要加厚蒙皮和增多桁条。这样，由厚蒙皮和桁条组成的壁钣已经能够承担大部分弯矩，因而梁的椽条可以减弱，直至变为纵樯，于是就发展成为

飞机机翼原理

飞机机翼原理与功能图文详解机翼各翼面的位置图图片说明：上图为机翼各翼面的位置图，民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。机翼上各操纵面是左右对称分布，部分由于图片受限未标出机翼的基本概念机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行；同时也起一定的稳定和操纵作用。是飞机必不可少的部件，在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面：副翼，还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。另外，机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备，机翼的主要内部空间经密封后，作为存储燃油的油箱之用。相关名词解释：翼型：飞机机翼具有独特的剖面，其横断面（横向剖面）的形状称为翼型，称为翼型前缘：翼型最前面的一点。后缘：翼型最后面的一点。翼弦：前缘与后缘的连线。弦长：前后缘的距离称为弦长。如果机翼平面形状不是长方形，一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长迎角(Angle of attack) ：机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身

波音777飞机的机翼结构分析

波音777飞机的机翼结构分析机翼设计波音777飞机的机翼是在改进757和767设计的基础上，将777增加了机翼的长度及厚度。这种先进的机翼提高了飞机的巡航速度，增加了飞机的爬升能力和飞行高度，并且能在许多高海拔和炎热地区满载乘客和货物起降。加仑(117335升)，777-200LR环球飞机的载油量为53440加仑(202287升)。在航空公司的协助下，波音把777的翼展加大到了199英尺11英寸(60.9 米)，优化了机翼的性能。

777-200LR和777-300ER的机翼加装了6.5英尺长的斜削式翼尖，提高了机翼的整体气动性能。斜削式翼尖有助于缩短起飞滑行距离、提高爬升性能并降低油耗。材料 777的几款机型采用了重量轻、成本低的新型结构材料。例如，在机翼上部蒙皮和桁条采用经过改进的7055铝合金，这种材料比其它合金具有更大的抗压强度，能减轻重量，抗腐蚀性和疲劳强度也有所提高。在 777飞机上，重量更轻的先进复合材料开发和生产取得了明显进展。在垂直和水平尾翼上采用了碳纤维增强型树脂材料。客舱的地板横梁也是由这些先进复合材料制成的。复合材料还被用于整流罩等辅助结构上。复合材料(包括树脂和粘结剂)占777飞机结构重量的9%，而在其它波音喷气机上约为3%。波音公司的方案是采用71.30米的加长型机翼，新机翼的翼展将比波音747-8飞机的宽3.05米。另一项新工艺是将原来的金属机翼改为碳纤维增强复合材料机翼。较大的翼展将提高波音777-8X/-9X的升力，复合材料机翼在增加强度的同时也降低了新机型的空重。波音公司初步估计，在航程小于14800千米/时，波音777-9X飞机的最大起飞重量至少能达到753000磅（约342吨）。这将有效地稳固该系列飞机的市场竞争力，并在上述航程区间内保持对现有机型的载运能力的领先优势。波音777X项目将采用新型碳纤维复合材料制造的机翼，这也包含3中方案：翼展71.1米加后掠式小翼（raked wingtip）、65米翼展加融合式翼梢小翼（blended winglets）、68.6米翼展架融合式翼梢小翼。碳纤维复合材料机翼可以使机翼面积较波音777-300ER及-200LR增加约10%，从而降低进近时的速度并减少噪音。如果采用71.1米的翼展，那么波音777对应的机场飞行区等级将由E提高到F，也就是波音747-8及空中客车A380的使用等级。 777飞机的机翼是迄今为止亚音速民用飞机中气动效率最高的。在改进757