飛機結構漫談(二)

萊特兄弟之後的多翼飛機

在上期我們介紹了萊特兄弟的“飛行者”雙翼飛機,人們吸取橋樑建造方面的經驗,把上下機翼通過支柱和張線聯成一個桁架樑,增加結構受力剛度,以提高雙翼機機翼強度,減輕結構重量,這些優點使雙翼機成為早期飛機的主要型式。

在萊特兄弟之後很長一段時間裡,雙翼機都是飛機的標準設計,在這期間,單翼機的概念雖有萌芽,但是出於強度和耐用性的考慮,雙翼機甚至三翼機依然是設計飛機的主流思想。在一戰的空中戰場,就是多翼機角逐廝殺的陣地。

飛機結構漫談(二)

懸臂式機翼的萌芽

第一次世界大戰期間的兩大結構創新對後來的飛機設計產生了深遠的影響,分別是懸臂式機翼(cantilever wing)和硬殼式機身(monocoque fuselage)。懸臂式機翼是指不用撐捍或張線加強的機翼。它無支撐物地獨立架設在機身側面,基本架構仍是翼梁與翼肋,單憑主翼梁的強度就足以支撐機翼的飛行負載。

飛機結構漫談(二)

懸臂式機翼的主翼梁的強度足以支撐飛行負載

一戰時第一架實際生產的懸臂式機翼戰鬥機,是當時由荷蘭飛機設計師福克(Anthony Fokker)為德國空軍所製造的福克Dr-I三翼機,該機由福克僱用的德國技工R·普拉茨主持設計。

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安東尼·福克

1917年出廠的福克Dr-I木製機翼上大膽摒棄了繁雜的張線結構,三翼的翼尖由一根薄而流線的垂直支撐條貫穿,用來控制某些飛行狀況下飛機機翼的顫振,機翼的強度來自一根強壯的方型翼梁,大大減少了飛行阻力。由於普拉茨精通焊接,因此Dr-I的衍架式盒狀機身就以焊接鋼管取代了木條,但仍然保留交叉鋼線。

飛機結構漫談(二)

機身則是焊接鋼管和交叉鋼線結構

值得一提的是,這種戰鬥機同時又是第一次世界大戰時期世界頭號空戰王牌、個人戰果高達80架的裡希霍芬的最後座機--“紅色男爵號”的同型機。由於翼展相對較窄的三層機翼飛機具有極佳的機動飛行性能,最適宜於與敵機進行近距離格鬥,所以獲得了許多藝高膽大的尖子飛行員的青睞。

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Dr-I三翼機

飛機結構漫談(二)

萊因霍爾德·普拉茨

由普拉茨設計並於1918年服役的福克D.VII雙翼機,把Dr-I的無拉力鋼線、盒狀翼梁、高升力機翼、交叉鋼線金屬焊接機身更為發揚光大,這兩架飛機的特徵都是外覆帆布,有著盒狀翼梁的懸臂式機翼。而同年出現的被英國人稱為“飛行剃刀”的機身纖細D.VIII單翼機,則有著後來成為標準設計的厚翼根、外覆三合板的機翼。

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福克D.VII雙翼機現代復刻機

qinghangwang

(旋翼機、固定翼、直升機相關圖紙、資料)

文章源 | 網絡

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