客機.機翼.襟翼.各部件解說&飛行升力原理

陳老大

先讓我們來認識一下機翼的構造。照片（1）




以上這張示意圖是一般的飛機機翼都會配備的零件，但是每一台飛機會根據她的設計理念或是使用上的需求做改變。


介紹一些主要會使用到的零件：

• 前緣縫翼 : (英文 : slat) ，安裝於機翼前端，形狀狹長，與機翼中間有一條縫隙可讓氣流通過。主要功能是避免飛機在起飛時因為迎角過大而失速，在降落時也可有效降低進場速度，提高降落的安全度。
• 副翼 : (英文 : aileron)，安裝於機翼後援，主要功能是控制飛機的滾轉運動，原理是使用透過擺動來造成兩翼的升力不平均，讓飛機有滾轉的動作。
• 襟翼 : (英文 : flap)，安裝於機翼後緣的多段式可活動翼面，為什麼粗體底線？因為襟翼的使用在飛機飛行時是很大量的，起飛時襟翼向後伸可以增加提供升力給機翼，減少跑道長度需求，降落時會向下伸出，與擾流板配合使用產生阻力，降低飛機的速度。
• 擾流板 : (英文 : spoiler)，也叫做減速板，安裝於機翼上的長型翼面，減速裝置。主要使用在降落前40分鐘的降低飛行高度，在落地後，開啟全擾流板配合襟翼全開可達到最高空氣阻力，快速且有效降低飛機的速度。
• 翼尖小翼 : (英文winglet或wingtip)，安裝於機翼的最尾端，通常是梯形或三角形，不可動。主要是用來消除因為機翼上下壓力差所產生的「翼尖氣漩」所裝設的，能讓機翼產生的升力達到最高。※PS:甚至連一些風力發電機的風扇都會裝翼尖小翼。
  

底下有一些圖片給各位看看各部件真實的樣子。




接下來進入理論的部分：


飛機在飛行時會受到主要四種力的影響

• 升力 - 機翼透過上下氣流變化而產生向上的升力。
• 重力 - 飛機本身重量以及乘客、行李等貨物的向下重力。
• 推力 - 由引擎、發動機，所產生的推進力。
• 阻力 - 由空氣阻力所產生的向後作用力，可利用此來讓飛機減速。
  

照片（6）
升力原理：

這可以使用伯努利定律以及牛頓第三運動定律(作用與反作用定律)來解釋，當平行於機翼的空氣經過機翼時，由於通常機翼的設計是不對稱且上下彎度不同，上表面較彎，下表面較平，根據伯努利定律可以知道機翼上表面的空氣流速比下表面還快，因而形成上下表面壓差，使機翼受到一股向上的力，也就是升力。

如果不懂的話，可以理解為水在河裡的流動，當相同流速的水經過窄度不一的河道時，經過較窄的河道時流速會變的湍急，但經過較寬的河道時水流會變的緩慢，空氣與機翼的關係就像水流跟河道，機翼上表面較彎就像較窄的河道，氣流加快，機翼下表面較平就像較寬的河道，氣流較慢。因上下不同速度的壓差而產生了一股向上的升力，讓飛機可以起飛。

最大起飛重量：

飛機在起飛時除了升力，還有一個很重要的依據，就是「起飛重量」。起飛重量就是包含機身、乘客、行李、、燃料、貨物等等所有東西的總重量。飛行員在起飛前會先計算飛機的起飛重量，來決定起飛滑行所需要的速度跟距離。但是飛機機翼能產生的升力是有極限的，所以每台飛機都有一個「最大起飛重量」，機長必須確保計算出來的數字低於該機種的最大起飛重量，不然飛機產生的升力是無法讓飛機正常起飛的。

１。最大起飛重量的其餘限制因素：

• 機身設計 - 飛機設計的重量還有空氣流線。
• 發動機效率 - 機翼產生的升力是取決於空氣多快流過機翼，推力越高的發動機可以 更快讓飛機加速(氣流變快)及提升巡航速度。
• 氣壓 -（上升氣流） 較高的氣壓.可以讓.機翼產生更大的.升力。
  

２。限制最大起飛重量的環境因素

• 機場海拔 - 機場海拔高低會影響空氣密度，影響發動機及機翼的效率。
• 氣溫 - 氣溫的高低會影響空氣密度(氣溫高會讓空氣密度變低)，進而影響發動機的效率。
• 跑道長度 - 若跑道過短，會讓飛機沒有足夠的時間達到起飛所需的速度。
• 跑道狀況 - 若有下雨，積雪，或凹凸不平，會降低飛機加速的效率。
• 障礙物 - 若起落航線上有障礙物，如：小山丘、建築物，則會更加受到限制，因為必須要確保飛機可以有足夠的上升速度來越過障礙物。
  

但以上的環境影響因素若太過嚴重，即產生一個「受限制的最大起飛重量」(Regulated Maximum Take-Off Weight 簡稱RTOW)。




小知識：
世界上目前「最大起飛重量」最重的民用飛機是...


An-225「夢想」運輸機  最大起飛重量達到（640噸）

知料來源：http://home.gamer.com.tw/creationDetail.php?sn=2551269

陳老大

照片（3）
最左邊為世界上最大的客機A380
中間為世界上最大的運輸機An-225
右邊為全世界最大的螺旋槳飛機An-22
(不知道為什麼[俄羅斯]很喜歡做「最大」的東西)

PS : 桃園國際機場的南跑道將預計在明年三月完工開放使用，世界上擁有最大A380機隊的[阿聯酋航空]表示將考慮用A380飛來台灣，
另外，大韓航空.也有意願想要搶台灣的A380頭香。
A-380.曾經在剛發表後飛來台灣測試及展出一次，後來便沒有再來過。桃園機場南跑道修建完成後便可供A380起降。 ((非常期待）

tengmy

超級有用的資訊，感謝分享~。

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大郭

..........

YU游

感謝陳老大.讓我長知識.