简单飞机机翼结构如何修改机翼强度

16毕业设计-飞机机翼翼梁的结构分析和修理
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16毕业设计-飞机机翼翼梁的结构分析和修理
目录;2引言.....................;2.1翼梁的结构组成..............;2.1.1翼梁缘条...............;2.1.2翼梁腹板...............;2.2翼梁的受载特点..............;2.3翼梁的布置................;3故障诊断...................;3.
录 12 引言........................................................................................................................................... 3 飞机翼梁的结构分析 ............................................................................................................... 32.1 翼梁的结构组成 ........................................................................................................... 32.1.1 翼梁缘条 ........................................................................................................... 42.1.2 翼梁腹板 ........................................................................................................... 42.2 翼梁的受载特点 ........................................................................................................... 52.3 翼梁的布置 ................................................................................................................... 63 故障诊断 ................................................................................................................................... 63.1 超声波探伤 ................................................................................................................... 63.1.1 超声波探伤设备 ............................................................................................... 73.1.2超声波探伤的工作原理 .......................................................................................... 74 故障修理 ................................................................................................................................... 84.1 翼梁缘条的修理 ........................................................................................................... 84.1.1 缺口的修理 ....................................................................................................... 84.1.2 裂纹的修理 ....................................................................................................... 94.1.3 断裂的修理 ..................................................................................................... 104.2 翼梁腹板的修理 ......................................................................................................... 134.2.1 裂纹的修理 ..................................................................................................... 134.2.2 破孔的修理 ..................................................................................................... 144.2.3 切割的修理 ..................................................................................................... 155 校核强度 ................................................................................................................................. 165.1 梁缘条修理时的强度计算 ......................................................................................... 165.2
腹板修理时的强度计算 ................................................................................................ 19结束语..................................................................................................................................... 20参考文献......................................................................................................................................... 21
飞机机翼翼梁的结构分析和修理 【摘要】本论文主要阐述了飞机翼梁的组成结构及修理方法,其中还包括翼梁的受载特点、翼梁的布置,超声波无损探伤所需设备与工作原理以及校核强度。从而在翼梁出现故障后,能按照适当的修理方法,准确无误地对结构进行修理,以保证翼梁能在飞机上发挥其应有的独特性能。 关键词
超声波 铆接【Abstract】This paper describes the main beam of the structure of the aircraft wing and repair methods, which also includes wing loaded beam characteristics, spar layout, ultrasonic nondestructive testing equipment and the necessary works, as well as checking intensity. Thus spar failure after the repair methods in accordance with appropriate, accurate structural repairs to ensure that the aircraft wing beams can play a unique performance of its due.Keywords
Maintenance
Ultrasound
1 引言与漫长的人类文明史相比,200余年的航空发展史只能算是历史长河中短暂的一瞬。人类实现了飞行的愿望,是20世纪最伟大的科技成就之一,而且只有很少几项科学技术成果能与之媲美。飞机是一个庞大而复杂的,驶离地面的飞行器系统,是人类制造的最复杂的产品之一。飞行自诞生以来,结构形式在不断变化,但到目前为止,除了极少数特殊形式的飞机之外,大多数飞机都是由机翼、尾翼、机身、起落架、操纵系统、动力装置和机载设备等几个部分组成。机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行,它还起一定的稳定和操纵作用。通常在机翼上还装有副翼、襟翼、起落架、武器及副油箱等。机翼构件包括蒙皮,骨架(包括翼梁、桁条、纵墙、普通翼肋和加强翼肋)及与机身相连接的接头。在飞机机翼中,翼梁是最主要的受力构件之一,一般由缘条和腹板等组成。主要功用是承受弯矩和剪力。梁的上下缘条承受由弯矩引起的轴向力。剪力则主要由腹板承受。 2 飞机翼梁的结构分析2.1 翼梁的结构组成翼梁一般由梁的腹板和缘条(或称凸缘)组成。翼梁是单纯的受力件,主要承受剪力和弯矩。在有的结构形式中,它是机翼主要的纵向受力件,承受机翼的全部或大部分弯矩,翼梁大多根部与机身固接。翼梁的构造形式主要有组合式(图1-a)、构架式(图1-b)和整体锻造式(图1-c)。其中,组合式翼梁和整体锻造式翼梁统称为腹板式翼梁。现代飞机上普遍采用的是腹板式翼梁。它构造简单,受力特性好,同时还可以作为整体油箱的一块隔板来使用。构架式翼梁则构件多,制造复杂,没有或只有很少的超静定度,安全性低,又不能构成整体油箱,现已很少采用。本文仅就腹板式翼梁作以较为详细的阐述。 (a)腹板(组合)式翼梁 (b)构架式翼梁 (c)整体式翼梁图1
翼梁的构造形式(a)腹板(组合)式翼梁:1―上缘条;2―腹板;3―下缘条;4―支柱(b)构架式翼梁:1―上缘条;2―下缘条;3―斜支柱;4―直支柱(c)整体式翼梁:1―机翼与机身接头的耳片;2―锉修垫板;3―固定座 2.1.1 翼梁缘条翼梁的缘条由高强度钢或铝合金制造,经常采用开剖面、厚壁、挤压型材。在选择缘条截面形状时,要遵照制造简便、便于沿翼展长度保持翼型、便于蒙皮与腹板固定的原则。按宽度方向伸展的缘条截面形状,不仅有助于增大翼梁的惯性矩,而且还可降低用于承受轴向力的缘条所需面积,从而减小翼梁的质量。又由于存在缘条上的弯边,所以蒙皮与腹板和缘条的固接得到了简化,从而使孔造成的截面损失较小。2.1.2 翼梁腹板翼梁腹板由板材制成。薄腹板有时用角形截面的型材加强支持,以便把腹板分成单个的壁板,从而提高相对厚度。起支持作用的角形截面型材和翼肋腹板弯边,用来把翼肋固定在翼梁腹板上。腹板可以制成波纹板或三层板的形式。在翼梁结构中可能是一块,也有可能是两块腹板,两块腹板能够保证更大的生存性(如果其中每一块都保证承受通过翼梁腹板的载荷),此外,分置的腹板与缘条在形成闭室的同时,也使翼梁产生抗扭刚度。2.2 翼梁的受载特点当空气动力载荷传递到机翼上后,蒙皮受载并把此载荷传递到翼肋和桁条上,桁条受蒙皮加载并把此载荷传递到翼肋上,翼肋由蒙皮和桁条加载并将此载荷分配到翼梁腹板上,由翼翼梁长度的阶梯式累积剪力。图2(a)所示为前(第1)梁腹板的受载情况,后(第'2)梁也是如此。梁腹板接受从翼肋传来的剪力q1i???q1i??Q1iH1i和'q2i???q2i??Q2iH2i,该力和翼梁与机身隔框固定接头上的反力平衡。如图2(a~c)所示为腹板的受载和宽度为?z的一个小单元翼梁腹板的受力平衡状况。沿这个单元的右边缘作用一个从翼梢到翼根方向累积的剪流?q1'i,左边缘上将作用有同样的剪流?q1'i(因为?Z值很小),但方向相反。腹板单元在这两个剪流的作用下不能平衡。为了让其平衡,连接上下缘条的铆钉应向腹板提供剪流qf。由腹板单元的平衡条件可知qf=?q1i,并且,在这些载荷作用下翼梁腹板受剪,翼梁缘条上的铆钉受水平方向的剪切。通过连接缘条和腹板的铆钉,使缘条内产生轴向力sf,它沿机翼向根部累积,在翼根剖面处与前后梁固定接头的支反力s1和s2平衡,如图2(d、e)。翼梁腹板传递到缘条上的剪流在向机翼根部累积的过程中,使壁板受到轴向载荷,壁板也以此形式承受弯矩。此时轴向载荷在纵向构件(翼梁缘条和壁板)之间按抗弯刚度分配。包含各类专业文献、中学教育、行业资料、各类资格考试、文学作品欣赏、应用写作文书、高等教育、生活休闲娱乐、16毕业设计-飞机机翼翼梁的结构分析和修理等内容。 
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飞机机翼结构三维几何模型快速建模方法研究
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&&& 飞机结构设计的任务是在总体设计的基础上,设计出满足各项具体要求的结构。机翼结构设计是指根据指定的原始依据,合理地选择各结构的受力形式,确定结构元件的数量及尺寸,布置主要受力构件,其具体流程分为打样设计和详细设计2&个阶段[1]。在打样设计阶段,首先对元件进行二维布局设计,然后建立三维几何模型,通过对三维模型进行有限元分析来评估结构主要性能,根据分析结果再对二维布局进行修改,直到满足要求为止。因此,打样设计是一个反复修改和逐步优化的过程,此外打样设计确定的各零部件三维几何模型也是详细设计的基础。由于打样设计的迭代性和循环性,从二维布局设计、修改到建立三维几何模型通常要耗费结构设计人员大量的时间,影响了飞机的设计效率。因此实现打样设计的快速设计流程,是提高设计效率的有效措施之一。
&&&&在快速建模领域中,已有面向船体结构快速建模的研究[2]。针对飞机机翼结构设计,罗明强等提出基于ACIS&和HOOPS&平台开发的工具集OpenCADS&[3],实现机翼结构和整体油箱的快速设计及参数化调整。但是OpenCADS&与通用CAD&软件集成时,需要进行数据交换,会产生几何数据的缺陷[4],需要耗费大量的时间对有缺陷的几何数据进行处理。针对目前航空企业普遍采用
CATIA&软件进行设计的现状,本课题对机翼结构几何模型的快速建模技术进行了研究,结合参数化建模方法,在CATIA&软件平台开发了机翼结构快速建模系统,以机翼的外形曲面为输入,根据二维布局,快速生成机翼结构的三维几何模型,实现快速打样设计,为后续结构布局的优化设计、有限元分析和详细设计打下基础。
机翼结构参数化定义
&&&&机翼是飞机的升力面,用来产生气动升力,保证飞机在技术要求所规定的所有飞行状态下的飞行性能和机动性能。机翼结构是由骨架和蒙皮组成的薄壁加筋壳体,其骨架主要由展向的翼梁、长桁和弦向的翼肋等元件组成[4]。快速建模的关键就是要提取结构元件的几何特征和物理特性,定义相关设计参数,实现三维模型参数化描述和快速生成。
&&&(1)翼梁:由缘条和腹板组成,具有贯穿上下翼面的几何特征。翼梁在弦平面上通常布置为直线,考虑到油箱容积及活动面的布置等因素,也可适当弯折,同时具体实现流程要考虑斜梁的情况。按照截面不同,缘条有多种形式可供选择,根据所选缘条设定截面各参数,此外腹板厚度和材料属性也作为建模参数。如图1所示,翼梁采用T&型缘条,通过赋予参数不同的数值,可以得到不同几何尺寸的翼梁结构。
&&&(2)长桁:作为机翼纵向元件,长桁和翼肋一起对蒙皮起支撑作用,外形和翼梁的缘条相似,但各参数值相对缘条要小。
&&&(3)翼肋:翼肋构造上的功用是为了维持机翼剖面所需的形状。描述参数包括翼肋缘条厚度、翼肋腹板厚度和材料属性。通常为了减轻机翼重量,翼肋腹板上开有许多减轻孔,因此要考虑减轻孔的位置和形状等参数。
机翼结构快速建模
1&主要受力构件布置
&&&&结构件布置以机翼弦平面为基础,主要操作对象为翼梁、翼肋和长桁,为了保持翼形,在机翼前缘和后缘处布置构造线作为虚元。翼梁通常布置在机翼结构高度较大的位置,&在系统中以直
线或折线进行处理;翼肋包括顺气流布置和正交布置2&种情况;长桁包括聚交式布置和平行布置2&种情况。如图2&所示,此机翼结构布置包括前梁和后梁2根直梁,翼肋在翼根附近采用平行布置,逐渐过渡到顺气流布置。
2&求交运算
&&&&真实机翼结构中的翼肋通常被翼梁隔断,长桁穿过翼肋和翼肋共同支撑蒙皮,同时翼梁和翼肋将蒙皮分组分块,因此系统需要进行各结构件之间大量的几何求交计算,解决建模流程中的几何算法问题是实现成功建模的关键。由于在二维平面上求交比三维空间求交简单,所以本课题采用在弦平面上求交,再投影到三维空间的方法对各元件进行求交运算。具体流程如下:(1)根据输入时的顺序,为各结构元件线段创建起点和终点;(2)求出结构元件上所有交点,以起点为基准排序,判断是否存在重合交点,移除重合交点;(3)判断多边形封闭区域,方法是从某点出发,以顺时针方向判断另外三条线段和当前线段的夹角,当夹角是锐角时存入列表,依次进行下去,等回到原点时即形成封闭区域,并输出验证结果。如图3&所示,此时有一个四边形封闭区域,PtNum&和EdgeNum&分别表示围成四边形的点集和边集。
3&几何特征参数库
&&&&通过CATIA&的&智能模板\&用户特征&模块分别创建翼梁缘条截面和长桁截面特征参数库,即使用&用户特征&功能对截面(草图)特征进行归类并重复使用。实际建模工作中,只需选择1&个点和1&个平面作为输入参数,即可自动化地生成翼梁缘条截面或长桁截面,减少设计人员在建模流程中的重复输入工作,大大提高了建模效率。
4&快速建模流程
&&&&根据不同结构元件的外形特点,采用灵活的建模方法,将各结构元件从二维线段过渡到三维曲线曲面模型,最后生成三维实体几何模型,其流程如图4&所示。
&&(1)机翼结构的几何建模数据准备。根据机翼结构元件的布局形式,通过投影的方式沿翼展方向向上下翼面求出翼梁和长桁曲线,沿弦向方向向上下翼面求出翼肋曲线,根据翼梁曲线、长桁曲线、翼肋曲线对蒙皮进行分块。
&&(2)机翼结构的参数。机翼结构的参数包括翼梁缘条和长桁的截面形式、翼梁腹板厚度、翼肋腹板厚度、翼梁缘条材料、翼梁腹板材料、翼肋材料、长桁材料、蒙皮厚度、蒙皮材料等。
&&(3)机翼结构的几何建模。翼梁的建模流程:根据指定的上下缘条的截面形式,按照翼梁在上下翼面上的曲线扫掠生成缘条,然后根据缘条位置,生成腹板。长桁的建模流程:根据指定的截面形式,按照长桁在上下翼面上的曲线扫掠生成长桁。翼肋的建模流程:按照翼肋的布局位置,根据翼肋在弦平面上的位置,向上下翼面方向进行拉伸生成曲面,并对翼肋曲面进行分割处理,然后生成加厚实体模型,再根据翼肋腹板厚度对加厚实体进行抽壳处理,生成翼肋。
&&&&基于上述提出的设计思想,编程实现设计的全过程。本课题借助于CATIA&CAA&二次开发技术在CATIA平台下实现了机翼结构三维几何模型的快速生成,实现流程如下:
&&&(1)读取机翼外形
&&&&曲面并选择弦平面作为打样设计的草图平面,对各元件进行二维布局,其中不同颜色的线段表示不同的元件,这些元件的设计流程中充分利用了CATIA&草图模块中的几何约束和尺寸约束,实现布局设计的精确定位。
&&&(2)通过整合CATIA&创成式外形设计&模块中的相关命令,将机翼结构二维布局线段转化为三维空间的线段,并使用翼梁曲线、翼肋曲线和长桁曲线对蒙皮进行分块操作(图5);根据机翼结构参数化几何特征库,选择翼梁缘条和长桁的截面形式,通过扫描、拉伸和分割等几何操作生成机翼各结构部件的三维曲面模型。
&&&(3)针对各结构部件的特点,整合CATIA&实体建模&模块的相关命令,将三维曲面模型转换为三维几何模型,至此机翼结构的几何模型创建结束(图6)。
&&&&本课题对飞机机翼结构三维几何模型的快速生成技术进行了研究,重点阐述了翼梁、长桁和翼肋的参数化描述方法及三维几何模型的实现流程,开发了快速建模工具&&机翼结构快速建模系统。本系统以CATIA&CAA&二次开发作为技术手段,将快速建模工具无缝集成到了CATIA&软件环境中,能够实现机翼结构从二维布局向三维几何模型的快速转化,从而提高打样设计的工作效率,为后续的详细设计打下基础。
参&考&文&献
[1]&王志瑾,&姚卫星.&飞机结构设计.&北京:国防工业出版社,2007.
[2]&战翌婷,纪卓尚,陈明,等.&船体结构快速建模系统研究.&武汉理工大学学报,&):37-40.
[3]&罗明强,冯昊成,刘虎,等.&民用飞机机翼结构快速设计及自动化调整.&北京航空航天大学学报,):468-479.
[4]&高曙明,何发智.&异构CAD系统集成技术综述.&计算机辅助设计与图形学学报,&)&:561-图5&生成机翼结构三维曲面模型568.&
(责编&良辰)
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安世亚太2008冬季刊
LMS NEWS 2008年第9期
哈斯《数控加工》2008年第8期
山高,航空航天行业刀具及解决...
LMSNEWS 2008年第4期
客户服务:&
网站投稿信箱 amte@&&&&为什么有的民航客机机翼是平展的,有的两头却有翘起?
这些设计和飞机的大小有关吗?是不是翘起可以增加升力?
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可能题主说的是翼梢小翼(Winglet),类似于机翼翼面的小机翼,近似垂直于机翼翼面,由美国国家航空航天局(NASA)艾姆斯研究中心的R.T.惠特科姆(R.T.Whitcomb)于上世纪80年代发明。翼梢小翼的安装有直立或斜置等几种方式,有上单小翼、上下双小翼等布局形式。上单小翼上下双小翼在飞行中,机翼下翼面的高压区气流会绕过翼梢流向上翼面,形成强烈的旋涡气流,并从机翼向后沿伸很长一段距离,它们带走了能量,增加了诱导阻力。翼梢小翼就是用来消弱这种阻力的。翼梢小翼优点:1、端板作用:阻挡机翼下表面绕到上表面的绕流,消弱翼尖涡强度,从而有效增大机翼有效展弦比。2、耗散翼尖涡:因为翼梢小翼本身也是个小机翼,也能产生翼尖涡,方向与主翼翼尖涡相反,且与其距离很近。在黏性耗散的作用下,两股涡相互缠绕,互相对抗抵消,同样达到减少诱导阻力的目的。3、增加机翼升力及向前推力:上翼梢小翼可利用三元畸变流场产生小翼升力和推力分量。4、推迟机翼翼尖气流的过早分离,提高失速迎角:一般来说,后掠机翼翼尖是三元效应区,流管收缩,气流流过时先是急剧加速,压力降低,后是剧烈的压力恢复,进入很陡的逆压梯度区,过早引起翼尖边界层分离,造成世失速。然而安装在翼尖处的翼梢小翼可用其顺压场去对应翼尖逆压场,使压力分布不在陡,减小逆压梯度。如果设计得当就可延迟机翼翼尖处的气流分离,提高飞机失速迎角及抖振升力系数。缺点尽管翼梢小翼可以增加燃油里程,但是安装翼梢小翼也会引起结构方面的问题。翼梢小翼减少阻力的方式会导致机翼外段弯距和剪切载荷增加。若翼梢小翼偏离垂直位置向外倾斜,此类载荷还会增加,如果载荷没有增加,那么翼梢小翼则不可能带来好处。尽管翼梢小翼的好处十分明显,然而制造商仍在研究其它多种降低翼尖涡流和诱导阻力的方法。===================如有错望提出,我好修正。
简单来说,翼梢小翼可以减少机翼的向下压强,提升燃油效率。如图所示:飞机飞行时,机翼下表面压强高,上表面压强低,因此下表面气流就会在翼尖处流向上表面,这样在翼尖处就不断形成旋涡,从而产生“诱导阻力”,阻碍飞机前行。翼梢小翼可以部分阻断机翼翼尖处的上绕气流,使旋涡减弱,从而减小阻力,进而提高飞机燃油效率,提高航程。以空中客车公司新款A320neo系列飞机为例,鲨鳍小翼可以显著降低飞机燃油消耗,减少排放达4%。美学上也是一种享受:美学上也是一种享受:利益相关:空客前员工
若没有这个小翼,则机翼边缘会有涡流,导致一部分翼展长度是无效的。加上小翼,可以有效减少翼展,这个对节省机场的空间很有好处。这部纪录片里有详细说明,实验直观的一米,哈哈,灵感的来源乃是大鸟。话说根据这个机翼的端部型式,我们可以判断是空客家还是波音家的飞机 (这个是我自己脑补的,也不知道是真是假,可能是专利问题)。
其实翼尖小翼带来的效果不如加长机翼(同减阻效果所需长度比大约是3:2的关系)但是翼尖小翼往往是已经定型的飞机加的,一个是需要修改的设计少;另一个是(比较重要)该级别飞机的最大翼展是有限制的,不能无限增长。如果翼展限制宽裕又是新飞机那么增加翼展和用翼尖小翼的选择之间就需要权衡了,比如787的机翼,就没有明显的翼尖小翼结构,其翼尖结构类似两种方式的结合体客机的引擎为什么不能像战机一样装在尾部,而要装在机翼两侧?
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觉得有必要回答这个问题哈。先抛开战斗机不谈(放最后),对于民用主流客机基本都是挂在机翼下面的Engine Pylons Under Wing。比如居家旅行必备的客机如A320,A330,A340,A380和波音737,747,777,787了。大家登机时看到的发动机都是这样挂在翅膀下面的。。原因:首先,这样可以抵消由于升力对机翼产生向上的力矩,从而达到力矩平衡。飞机之所以能起飞是由于快速前进的机翼受到空气对其向上的升力,而宽体机的机翼又很长(十几米到几十米),这就像一个巨大的杠杆,翅根表示压力很大,悬挂的发动机无疑可以抵消掉一部分的力矩。其次,我认为这样的重量分布也可以让飞机更加稳定。想想现代战斗机发动机大都是在机身内部,这样飞机可以各种打滚机动性能更好,反过来想,客机把发动机挂在两边,牺牲了机动性,但增加了稳定性。第三,发动机尾置的设计变的少见可能和一起紧急迫降后的原因调查有关-。1991年,Scandinavian Airlines 751航班,当时的飞机是麦道MD-81. 由于机翼结的冰脱落后被吸入发动机导致两台发动机同时失效,飞行员不得不凭借高超的技术紧急迫降,所幸无重大伤亡。下图是出事前的飞机。第四,客机航油储存在机翼里,方便供油。第五,发动机进气少受机翼和机身的干扰,从而有助达到发动机理想的效率。而且实际中发动机安装位置会靠前一点,防止发动机进气受到机翼前缘leading edge附近向上的气流影响。第六,机翼本身可以帮忙阻挡一部分发动机的噪音到cabin。第七,发动机在机翼下方更容易维护。感谢 。但是!!并不是所有的飞机都适合把发动机挂在鸡翅下面的!因为显而易见,它要求飞机的机翼高度相对于短舱直径要足够高,才能保证发动机和地面之间有足够的空间。以避免以下悲剧的发生。。。再比如,国内航班最常见的波音737,因为个子比较矮,CFM给提供的发动机又太大,为了让发动机不至于蹭到地面,于是短舱被设计如下馒头的形状。。再比如,国内航班最常见的波音737,因为个子比较矮,CFM给提供的发动机又太大,为了让发动机不至于蹭到地面,于是短舱被设计如下馒头的形状。。于是,对于很多窄体飞机,当机翼高度不够时,就只能把发动机安装在尾部。其实发动机安装在机身尾部也是有好处的,可以减少地面外来物体对发动机的损害,而且当只有单发动机工作时,提供比较对称的推力减少偏航。当发动机部件失效,比如风扇叶片断裂,涡轮盘破裂飞出发生时不是正对着客舱,不容易伤到乘客。。发动机放在尾部的不乏高帅富的代表商务机的典范,湾流Gulf Stream。最后回到战斗机。最后回到战斗机。由于战斗机Fighter 发动机使用低函道比的涡扇发动机(比较瘦的涡扇发动机),大部分战斗机的发动机其实不能说是装在尾部,可以理解为是安装在机身内部的。你能看到的只是前面的进气道和最后的尾喷管。这样做的好处很多,减少空气阻力,隐身,机动性好,帅气。。。比如Top Gun中的Tomcat F-14,发动机是夹在翅膀根部的。F-16, F-22, F-35.。F-16, F-22, F-35.。当然没忘也有攻击机A-10这货的存在,当然没忘也有攻击机A-10这货的存在,贴一张2011年在Royal Air Force
Air Tatoo航展时拍到的A-10。贴一张2011年在Royal Air Force
Air Tatoo航展时拍到的A-10。以上基本回答完毕。请指正。参考:1. 2. 3. 4.
1.战斗机使用的性能优先的小涵道比涡扇或者涡喷发动机,算上进气道长度后,常常就有战斗机机身2/3长了,只能放到尾部。喷气式战斗机机翼下吊装发动机是在二战结束前后。2.客机使用的是大涵道比涡扇发动机(省油),比较粗短,理论上可以放到翼根,翼下,放到尾部也可以(比如麦道和图波列夫的一些飞机),挂在机翼下有以下几个好处:1.离客舱远一些,所以客舱的噪音会小。2.(这个是非常关键的一点)对于大型宽体客机而言(比如A380)飞机重量主要在机身,但升力则是产生在机翼上,如果发动机沿着机身布置的话,那么翼身结合部就会受到非常大的扭力,对机械强度的要求很高,因此发动机吊装在机翼下可以对重量起到分散作用。3.对于采用机翼内置油箱的客机而言,机翼吊装发动机有利于燃油供给。
我再就客机的发动机布局补充点东西吧如上图这种发动机放在机翼下面的结构一般叫做“翼吊”,客机一般是下单翼翼吊如上图这种发动机放在机翼下面的结构一般叫做“翼吊”,客机一般是下单翼翼吊而军用运输机一般是上单翼翼吊而军用运输机一般是上单翼翼吊而这种装在机翼后面的叫做“尾撑”而这种装在机翼后面的叫做“尾撑”当然了,还有英国在刚进入喷气时代时比较喜欢使用的翼根发动机结构(哈维兰彗星)当然了,还有英国在刚进入喷气时代时比较喜欢使用的翼根发动机结构(哈维兰彗星)客机主流的发动机布局就是这几种吧,我根据我的认识谈一下优劣如果你观察的仔细的话会发现现在的大中型客机基本上都采用的是下单翼翼吊结构,这说明在一定程度上下单翼翼吊结构是一种比较适合大中型客机的结构。其原因 大牛说了很多,我再补充一下:一、便于维护。由于发动机是挂载在下单翼的下方,离地面较近,并且是单独的短舱,所以对发动机的维护操作会变得比较便利,而且在起动和停车时比较容易观察到发动机的运转状态,如果采用尾撑方式,发动机离地面较远,日常的维护就比较麻烦。二、重量平衡。对于客机来说,发动机的重量是机体结构中的大头,发动机的位置对飞机的重量分布影响很大,翼吊结构由于把发动机直接放在了提供升力的主翼上,而主翼的位置一般也是机身的中心附近,所以会提供较好的重量平衡,而尾撑把沉重的发动机放在了机身尾部,很容易把飞机“压蹶”,就是沉重的发动机把机头压得翘起来,当年某种俄制的尾撑飞机(似乎是Tu154,不确定)为了解决这个问题在地面空载时要在机头的水舱里加注压载水才能保持平衡,也有的尾撑飞机采用过机尾的支撑杆之类的方法。另外还可以给机翼卸载,就是机翼的升力可以直接加在机翼下的发动机上,而不用通过机翼根部传递给机身了,这样可以简化机体结构。三、乘坐舒适性。这个是承上条的,由于尾撑结构需要前舱重量产生足够的力矩配平发动机重量,所以前机身要有一定的长度,这就造成了机身细长,机舱狭窄,乘坐舒适性不佳;另一方面由于发动机几乎是紧贴着尾舱,尾舱的震动和噪音也会比较巨大,而翼吊结构则没有这些问题。英国的翼根结构也存在突出的噪音和振动问题,而且由于发动机紧贴机身,发动机的射流会影响到后机体,似的整个后舱的舒适性都较差。另一方面在机翼和机身之间加一个发动机舱会影响连接部的强度,英国的哈维兰彗星似乎因为这个有过解体的事故。四、起落架可以采用短设计。这个是给下单翼说的,下单翼由于离地面较近,所以起落架可以设计的短粗,有利于提高起落架强度和降低成本。另外相比上单翼而言下单翼的发动机仓更接近地面,更好维护些但是下单翼翼吊也不是没有缺点,正如上面的大神们提到的,发动机离地太近了,所以有时需要机翼上反或者改变发动机舱形状来避免与地面的磕碰,另外发动机离地太低也会比较容易吸入异物甚至是地勤人员,所以会在条件恶劣的野战机场起降的军用运输机一般是上单翼翼吊,而客机一般都会在条件比较好的空港起降,所以可以用下单翼翼吊。而小型的商务机因为太小了,翼下空间不够所以一般是尾撑。另外可以看一下大概就是这些吧,有不妥的地方请指正
关于这个问题,我想“空军之翼“网站()站长晨枫的一篇文章,解释的要比我目前看到的答案都全面和严谨。故转贴链接及内容如下:民航喷气式客机的发动机布局1 / 2 页显示全部发布时间:
点击数: 11558  喷气式客机的发动机可以布置在机翼、翼根或机尾,当然也可以在这几种形式之间混合。  第一架喷气式客机“彗星”式采用的是现在已经罕见的翼根发动机布局,也就是发动机安装在翼根紧靠机身的发动机舱里。这种布局的引风阻力最小,发动机里机身中轴线最近,一旦一侧发动机故障后,推力不平衡比较小。发动机离机体的重心也最近,飞行控制比较简单,因此在早期的喷气式客机中应用较多。除了英国的“彗星”式,苏联的图-104(包括基本相同的轰炸机图-16,在中国称轰-6)也是采用翼根发动机布局。但这种布局也有其严重的局限。发动机紧靠机身,噪音很大,炽热喷气流对机身的冲刷较严重。另一个问题是机翼穿过发动机舱和机身连接,在结构上很别扭。更大的问题在于发动机舱是为特定的发动机专门设计的,很难改装其他发动机,所以发动机技术进步了,也难以容易地应用最新成果,除非重新设计发动机舱。这牵扯的面就大了。在第一代喷气式客机之后,这种布局基本上绝迹了。英国 de Havilland 的“彗星”是第一架喷气式客机,这是英国的骄傲,也是英国海外航空公司(BOAC,现在并入英航BA)的旗舰发动机融合在机翼结构中,迎风面积最小,离机身轴线最近,在喷气发动机推力和可靠性都不足的早期,这种布局是合理的以“彗星”为基础的 Nimrod 反潜机至今仍然是英国皇家空军空中反潜的主力苏联的图-104 也是翼根发动机,不过从彗星的四发改成了双发和图-104 在本质上同型的轰-6 轰炸机至今仍然是中国空军的主力轰炸机  自从波音 707 采用翼下吊挂发动机布局以后,翼下吊挂发动机成为大型喷气式客机的主要形式。飞机靠机翼产生向上的升力,但飞机的重量大部分集中在机身,所以向下的重力集中在机身。这样,在机翼和机身的连接,升力和重力形成强烈的扭力,翼根成为结构上最吃重的地方,需要特别加强。翼下吊挂沉重的发动机可以把一部分重量分散到机翼上去,这样翼根的扭力就部分地被平衡掉了,对翼根结构的加强可以减少,重量就较轻,这就是所谓的翼下发动机的“卸载”作用。机翼内的大型油箱也有类似的作用。翼下发动机的吊挂点越靠外,卸载作用越明显;但发动机越靠外,一旦一侧发动机故障的话,不平衡推力也就越明显。所以卸载和飞行安全之间要平衡考虑,只有在确保飞行安全的情况下,才能考虑充分卸载的问题。另一个问题是发动机吊舱的设计。发动机吊舱的前缘需要领先于机翼前缘,以保证发动机在干净的气流场中,不和机翼发生不利的交互作用。发动机的吊架造成迎风阻力,所以不宜太长,但这还不是最大的问题。客机基本上采用下单翼,这样翼下的起落架长度可以缩短。但吊挂的发动机不能离地过近,否则容易吸入地面杂物,损坏发动机,造成危险。但发动机和机翼前缘没有足够高度差的话,发动机会对机翼前缘造成遮挡,极大地影响升力,需要增大翼展和翼面积,这增加了重量和阻力。发动机吊舱的设计是和机翼的上反、起落架一并综合考虑后,才能决定的,对飞行阻力。翼下吊挂发动机布局的最大优点是对机翼的卸载作用,当然,在空间容许的情况下,翼下发动机舱可以比较容易地在不同发动机之间更换,为飞机不断利用最新科技成果创造了条件。这对大型飞机尤其重要。这容许航空公司在不同的发动机公司之间选择,也使同一基本型号的飞机加长或缩短时可以和最合适的发动机相匹配。对于客机来说,翼下吊挂发动机的另一个优点是噪音较低,因为发动机远离机身,又有机翼遮挡。翼下吊挂发动机的离地高度较低,维修也比较容易。翼下吊挂发动机的增减也比较灵活,翼下双发、四发、六发、八发甚至更多,都能够容易地做到。除了少数例外。波音 707 首创在翼下吊挂发动机,这以后成为大型飞机的基本布局DC-8 是和波音 707 同时代的,发动机吊架同样地比较长,通常和机翼的间距在发动机半径以上,以确保发动机处于干净气流中波音 737 是波音将 707 截短并“裁减”掉两个发动机后产生的波音 737 机身较短,起落架较短也不会发生起飞时机尾拖地的问题,但这样一来,发动机的离地净空就很局促,只好尽量缩短吊架长度,早期型号光缩短发动机吊架就大体可以保证发动机离地的净空后期型号的发动机增大,需要压扁发动机短舱前缘的下端,因为离地净空实在是不够,前缘是圆的话就容易蹭地活吸入地面杂物了,同时发动机前缘上端几乎和机翼平行相比之下,波音 707 的机身较长,为了避免起飞时机尾拖地,起落架比较高大,所以发动机吊架稍长一点也问题不大只要有需要,发动机数目再增加也没有问题,这是 6 发的安-225这是另一种 6 发的吊挂法,内侧发动机两两一组,外侧发动机单独吊挂。注意外侧发动机的位置很靠外,这是为了更好地利用卸载的效果。由于有内侧发动机顶着,外侧发动机即使故障,推力不平衡的问题也不是太大8 发的 B-52 尽管是两两一组,但要是分别吊挂,也没有什么不可以,阻力大一点就是了翼下吊挂发动机维修很方便,在地面上就可以进行但归根结底,翼下吊挂发动机最大的好处不是可以任意增减发动机数目,而是为机翼卸载。A380 停在地面时,可以看到机翼下垂的情况。飞起来后,机翼就在升力的作用下“飞升”,这时发动机的重量就可以平衡掉集中在翼根的很多扭力。显然,越多的重量集中在产生升力的机翼上,翼根的扭力越小,在结构上越轻捷。这就是为什么飞机工程师一直对飞翼情有独钟的道理,因为飞翼取消了机身,升力和重力都在一个地方,只要本身不散架,就没有特别必要加强的地方  翼下吊挂发动机是最常见的,但也有将发动机布置在翼上的。翼上发动机不受翼下离地高度的限制,也具有和翼下发动机同样的卸载作用,但机翼对翼上发动机的噪音没有遮挡,发动机维修也比较困难。最大的问题是,上翼面的气流速度较快(这是机翼产生升力的基本原因),发动机支架对气流的遮挡所造成的升力和阻力损失比在翼下更严重。采用翼上发动机的飞机比较罕见,只有中型的德国多尼尔 VFW-614 和本田的“本田喷气机”采用这种独特的布局。西德 Dornier 的 VFW-614 采用少见的翼上发动机布局这样起落架的长度可以最短,节约起落架的重量,也方便乘客上下飞机本田汽车公司也涉足航空领域,设计了这个“本田喷气机”(Honda Jet)除了起落架特别短外,没有看出有什么额外的好处不过有一点特别的地方:通常发动机短舱都是尽量前伸,以保证发动机处在干净的气流中,不和机翼发生气动交互作用;本田喷气机的发动机短舱向后退,不知道是否对利用机翼上表面气流交互作用有特别的考虑翼上发动机的一个比较特别的情况是安-72(还有实验性的波音 YC-14),发动机的喷流直接吹拂过机翼的上表面,加速机翼上表面气流,增加升力,可以实现短距起落但这样一来,巡航时不需要增升时,喷气流也在机翼上表面流过,既增加摩擦带来的喷气损失,也增加机翼表面的烧蚀和结构的热疲劳  机尾发动机的出现其实最晚,法国的“快帆”和英国的 VC-10 是这个布局的先驱,后来的美国麦道 DC-9/MD80/MD90 系列、英国 BAe111、“三叉戟”、苏联的图-134、-154、雅克-40 都是这个布局。这个布局在 60 年代的欧洲很流行,现代的支线客机也大多采用这个布局,如加拿大 Bombardier 的 CRJ 系列、巴西 Embraer 的 EMJ 系列和中国的 ARJ21。机尾发动机将发动机短舱悬吊在机尾两侧,这样既远离乘客乘坐的机舱,又紧靠机身,在一侧发动机故障时不致引起严重的不平衡推力。这个布局最大的优点是机翼很干净,不用考虑发动机吊舱对升力和阻力的影响。但发动机为机翼卸载的作用也没有了,翼根需要加强。另一个问题是机尾发动机占去了平尾的地方,一般要求采用高平尾,这样重量较大的平尾高高在上,垂尾的结构需要加强;平尾的控制机构需要通过垂尾结构,复杂性和重量都增加。最大的问题依然是发动机短舱,不容易更换发动机,也不容易增减发动机的数目。法国南方飞机公司(Sud Aviation,后并入法国宇航 Aerospatiale)的“快帆”式客机是第一个采用机尾发动机布局的MD-90 是 DC-9 系列的末代子孙,这也是机尾发动机布局英国 Hawker 的 VC-10 是少见的机尾四发的飞机由于发动机远离机舱,舱内十分安静,据说曾经是英国女王出访时的最爱苏联的伊尔-62 是仅有的另一种机尾四发客机,当年赫鲁晓夫出访时坐过它,江泽民早期出访时,依然坐的是它  机尾发动机有一个独特的优势,可以做成三发。三发中的两发一般在机尾两侧,剩下的一个发动机既可以安排在机尾机身内,有垂尾根部的 S 形进气道供气;或者安排在垂尾翼根,向垂尾上的翼根发动机一样。这两种做法各有各的好处。机身内空间较大,发动机的重量不增加垂尾的负担,垂尾设计相对简单,但进气道占用体积大,进气损失也大。垂尾翼根发动机的特点正好相反。  机翼和机尾发动机布局也可以混合,翼下吊挂双发,垂尾翼根或机尾机身内再安排第三台发动机。混合布局的特点介于翼下和机尾布局之间,具有翼下发动机容易维修和为机翼卸载的优点,也具有机尾发动机不宜更换和机尾结构复杂的缺点,但平尾可以移下来,到结构简单的低平尾位置了。中国人熟悉的三叉戟是典型的机尾三发,这是林彪自我爆炸时的座机而美国人熟悉的机尾三发就是波音 727 了洛克希德的最后的客机 L1011 采用翼下和机尾混合的三发尾发动机埋在后机身里,由 S 形进气道供气DC-10 及其后继者 MD-11 也是翼下加机尾混合三发,但尾发动机布置在垂尾翼根,气动损失小,但结构重量和复杂性增加。注意尾发动机略微向下倾斜,所以还提供一点直接升力,降低对机翼的升力要求  中小型飞机的重量小,机翼卸载的要求不高,机尾发动机布局可以简化和优化机翼设计,并容许起落架长度最短,用飞机自带的小阶梯就可以方便地上下飞机,所以一般采用机尾发动机布局。大型飞机的重量大,机翼卸载具有明显的好处,一般采用翼下发动机布局。Bombardier 和 Embraer 的支线客机越造越大,已经开始进入 A320 和波音 737 的低端。无独有偶,他们不约而同地从传统而又拿手的机尾发动机布局转到翼下发动机布局了。轻型的商务飞机如 Bombardier的Challenger 基本上都采用机尾发动机布局美国的 Gulfstream 也是一样短途的支线客机几乎没有例外,都采用机尾发动机布局,这时加拿大 Bombardier 的 CRJ700巴西 Embraer 的 ERJ145 照此办理中国的 ARJ21 也不例外但升级到较大的 ERJ190 时,就改翼下发动机了更大的飞机基本上没有例外,都是翼下发动机布局,这是 A330完。
英国“闪电”超音速战斗机不是所有人都愿意坐在两个喷火的二踢脚正上方的。
对于常见的歼击机(战斗机)来说,好的机动性能需要尾喷口适当靠后,于是发动机位置较为靠后比较合理。此外,为了获得更高的速度,从风阻考虑,发动机内置于机身也比较合理。
客机为了获得更好的运载能力,往往需要双发或者四发,并且机身空间会尽量用于载客,所以置于机翼下方是比较适合的方案,当然也有少数机型会将发动机置于尾翼附近。
为什么没人认为战斗机把发动机放后面是为了机翼和机身可以挂枪炮,导弹之类的呢?
通常战机的尾置发动机是在机舱内侧的而不是如MD-11在垂直翼下方。战斗机将引擎置于机舱内能使得外部得到更好的流线,可以更容易形成举升体(lifting body),提高机动性,更容易达到超音速等外部效应,对于引擎,能得到更长的进气道,从而使得气流更好的进入压缩叶片。进气道在超音速飞行时能与sonic cone 更好的配合达到压气的效果。以上所有的效果在亚音速民航中都不重要比如更大的机翼和举升体相比能得到同样的升力,从而牺牲了机动性,但是民航的机动性要求并不高。更重要的是,将引擎置于机舱内部能严重牺牲了机舱载客载货量(这也是非隐性轰炸机例如B-52为外置发动机的原因)综上所述,引擎在机翼下方能达到更好的效果。
好吧。最近都在忙着复习基础执照考试,刚好看完飞机结构,我也来露个脸卜。喷气式发动机在飞机上安装机翼短舱吊挂、机尾安装和后机身短舱吊挂三种方式。相对于后两种安装方式,机翼短舱吊挂具有以下优点:相对于后两种安装方式,机翼短舱吊挂具有以下优点:1、发动机重力通过短舱挂架作用在机翼上,在飞行中可以减小机翼承受的弯矩,改善机翼受力情况;2、翼下吊挂的发动机供油管路可以做到最短,避免在机舱内设置燃油管路,提高供油安全性;3、发动机离地面距离相对较小,便于检查和维护;4、当发动机出现火警时,对飞机其他部位影响较小。缺点也说说吧:1、由于发动机距离飞机中轴线距离较远,当飞行中单发停车时,其余发动机的推力会导致飞机出现转弯趋势,应采取方向配平措施(去年听说某航一飞机就是空中单发停车,安全着陆,中国飞飞们对于突发事件的处置做的相当好);2、发动机离地面较近,发动机在地面工作时,容易吸入异物,造成发动机损坏,同时对周围人员(没错。就是俺们苦逼的机务,大家上班多多小心)也具有一定危险性。机尾安装和后机身短舱吊挂的发动机距离飞机轴线较近,当单发空中时,不会造成较大的推力偏离;同时由于发动机离地较高,发动机在地面工作时吸入异物的可能性相对较小,对维修人员的危险性也较低。但是这两种方式均存在较大缺点:首先,发动机的重力作为集中载荷施加在了机身上,导致飞行中机身、机翼 均承受较大的弯矩,不利于机构受力;其次,发动机距离地面较高,为检查和维护工作带来不便,尤其是机尾内部安装的发动机,接近、检查和发动机拆换的难度均较大;再次,发动机供油管路必须穿过机舱才能到达发动机,增加飞机的火灾隐患。基本上就是这些,当然,就像前面的大师们说的一些优点肯定也有,像噪音啊这些。我只是在书本上的一部分打出来,作为他们的补充一下。
麦道系列、波音727、图154……这些不都是引擎在尾部的嘛!!
引擎放两翼下方,便于地面机务人员的日常观察和维护~!
客机是大涵道比发动机 ,涵道比大于8,机身内装不下,而且吊装在机翼上可以减轻发动机颤振和噪音对机舱的影响。另外在发生叶片断裂时距离机身远,在包容机匣的保护下轻易不会击穿机身。而战斗机的发动机是小涵道比的涡扇发动机,低压涡轮后还有加力燃烧室,长度较长 另外战斗机要考虑雷达反射面积和红外隐身性,跨音速飞行,进气道的激波也需要消除和整理。进气道也比较长,如此以来发动机外加进气道长度差不多就是飞机的长度一半多了。挂在外面毫无可能性。换个角度说,战斗机是跨音速飞机。而民航飞机是亚音速飞机,亚音速飞机进气道无需考虑激波损失。放在外面吸气就可以了,而超音速时候进气道入口的斜激波和正激波会造成很大的总压损失,严重时可以导致发动机喘振。造成灾难性的后果
只有一个回答,不需要理论验证。因为他要多多的装货。
民航机有效载荷主要是内装式,战斗机的有效载荷主要是外挂式,我想这也算一个区别吧。其实严格意义说,战斗机属于发动机为主,然后附加飞控设备和外挂。民航机是机体为主,然后附加发动机,有一点可以说明问题,民航机的无动力滑行能力一定会比战斗机高,现代战斗机,尤其是高速战斗机,基本上无动力就直接掉了,很难滑行。
不要无视当初麦道的客机和湾流的商务机
1,客机的机身要用来装客人,楞往里面塞两个发动机,空间运用不合理。四个就更没法放了。进气道怎么安排?最多是挂在机尾旁边。2,飞机的油箱大部分都在机翼里面,就近放在机翼那边可以减少供油管路的长度和机身结构复杂程度。3,发动机震动和噪音很大,结合在机身上更大,放在机翼那里可以减少噪音和振动的影响。4,有很多放在尾部的机型,也有好处,就是单发飞行的时候偏转力矩基本没有,影响不大。5,像其他答案说的,战机要留地方挂武器,这样也方便检修,都对。6,战斗机不用装客人,空间随便安排,机身内部空着也是空着,正好装发动机啊。条款乱列的,简单说说
客机才是真正的飞机好吗?两个翅膀装上发动机,飞啊飞的多顺溜。战斗机?那就是一飞行员骑着一发动机,类似女巫骑扫把一样。
方便维护。在航线,一大推人,各种车围着飞机,装货,加油,保洁,加油等等,如果发动机在尾部,一般客机的话,发动机位置肯定会比较高,就要借助高的梯子,这样的话,与地面的一些设备就会冲突,甚至刮蹭。现在这种布置在翼下,一般人站在地面,就能检查发动机,比如进气道,叶片等,只需要三四级的梯子(人字梯,小巧方便)就能开盖板,加滑油等(380这种大型四发除外)。此外还有很多好处,为机翼卸载等等
原因主要有几点,战斗机因为要超音速。所以需要复杂的进气道,而客机不超音速,所以可以直接把发动机叶片简单粗暴的用皮特管插进空气里。其实早期的客机尾置发动机是主流,主要是因为一个发动机实效以后,偏转力矩小,现在飞控软件先进了。平衡偏转力矩已经不是问题了,挂机翼下有几个好处,容易维护,平衡机根受力。对座舱的震动和噪音相对比较低,做过麦道尾部就知道,噪音简直无法忍受
因为客机中间装的是人,不是战斗机中间的发动机跟通气桶。}

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