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军用运输机为什么大都采用上单翼设计?
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发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
军用运输机为什么大都采用上单翼设计?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
军用运输机和民航客机外观最大的区别就在于机翼的布局。生活中常见的民航客机大多采用下单翼布局,而军用运输机的气动设计一般都采用上单翼布局,典型的如美国的C17,前苏联的伊尔76,我国的运20以及欧洲的A400M均采用上单翼布局。
世界主流军用运输机均采用上单翼布局
军用运输机都采用上单翼设计的原因主要有三点:
首先,军用运输机对起降性能有很高的要求,以200吨级的战略运输机为例,因为战时前线不一定具备大型的民用机场,这就要求军用运输机要具有短距起降和野战机场起降能力,前线野战机场环境恶劣,而采用上单翼的气动布局,可以提高发动机离地距离,防止起降时沙石进入发动机,增加飞机起降的安全性。
c17野战机场降落
我军的运20也为典型的上单翼布局
其次,军用运输机的主要任务是运送物资和军事装备,对机舱噪音和可维护性要求相对较低,因此采用上单翼气动布局,机翼从货仓顶部穿过,更有利于货仓的布置,同时增大货仓空间,降低机舱地板高度,方便装备和人员的进出。
最后,采用上单翼布局的军用运输机更有利于执行伞降任务和提高伞降效率,上单翼的设计,增加了飞机的稳定性,使得伞兵在执行跳伞作业时可以从侧舱门和后舱门同时伞降,切不会受机翼的干扰,提高了伞降的安全性。
伊尔76进行伞降作业
与军用运输机不同,民航客机一般采用下单翼布局,究其原因在于,民航客机通常在铺装跑道起降,危险性比较小,下单翼布局更有利于发动机的日常维护,发动机置于翼下,远离客舱,有利于提高客舱舒适度。同时,下单翼布局可以使主起落架与机翼相连,避免机身额外鼓包,降低飞行阻力,提高燃油经济性,减少航空公司运营成本。
总之,不同的布局方式是根据不同的需求设计的,军用运输机的核心是货仓尺寸和起降性能,而民用运输机追求舒适性与经济性,这就造就了不同的气动设计。
回答于 2019-09-11 08:43:50
现代飞机机翼的纵向位置基本上有三个选择,分别是下单翼,中单翼和上单翼。一般来说,二战时期的战斗机,现代客机,公务机,部分通航小飞机使用下单翼。采用下单翼时,机身在机翼之上,机身底部为飞机机械设备和货仓,人员客舱位于机身顶部。如果出事,客舱人员可以得到一定缓冲,一定程度上减少人员伤亡。同时,下单翼设计挂在机翼下方的发动机离地面非常近,便于地勤人员的维护和检查。但同时,客舱离地太远,上下人员要用云梯车辅助,效率会受到一定影响。
中单翼大多使用在第二代战斗机上,比如常见的米格-21战斗机,F-86战斗机等等都是典型的中单翼设计。不过,第三代战斗机开始,工程师们大范围使用机身内部空间巨大,阻力较低的翼身融合设计,从此就没有明显的中单翼飞机了。
上单翼则多使用在军用运输机和部分小型通航飞机上。特别是军用运输机,目前世界上绝大多数的运输机都使用的上单翼设计。▼这是我们国家的运-20运输机,从图片就可以看出,它采用的就是典型的上单翼设计。
那为什么运输机要使用上单翼设计呢?主要原因有3个。
第一,上单翼设计货仓位于机身下部,离地面非常近,可以设置尾舱门,非常便于装货卸货。众所周知,军用运输机大多时候需要运送一些重量较大的武器设备,货仓离地面比较近的话,尾舱门打开以后,坦克,装甲车和货车等装备可以直接开进货仓。而一些不能移动的设备则也可以使用叉车直接运送进货仓内部,货物的装卸效率非常高。兵贵神速,运输机的装卸速度越快,部队投送速度越快,战斗力也就更强。
第二,上单翼设计挂在机翼下方的发动机离地面较远,可以有效避免地面沙石飞溅损坏发动机。现代运输机需要经常往返于前线和大后方基地,而前线机场条件都比较艰苦,根本没有铺装的柏油跑道的。在这种跑道上滑跑时,发动机产生的强大气流,会让跑道黄沙漫天。这个时候,发动机距离地面越远越安全,而上单翼设计就是发动机离地面最远的设计。▼C-130运输机在滑跑时,地面扬起的尘土直接覆盖了整架飞机。C-130发动机确实可靠性强,否则这种时候其实挂得再高都没用。第三,上单翼设计飞机的重心位于机翼之下,两侧机翼产生向上的升力,中心机身则受到向下的重力,稳定性比较好▼。稳定性好有什么用呢?别忘了,军用运输机除了运设备之外,还有一个任务,那就是运送空降兵进行跳伞。而空降兵在进行跳伞时,需要打开尾舱门和侧舱门。飞行稳定性好的话,舱门打开,虽然气动外形遭到破坏,但有了飞控系统的控制和稳定性出色的上单翼布局配合,依然可以轻松保持稳定飞行,让伞兵高效率进行伞降。
上单翼设计并不是只有优点,也有两个比较明显的缺点。第一,上单翼设计发动机挂高了是可以一定程度避开沙石损伤,但是也带来了保养困难的问题。发动机挂高,地勤人员要对发动机进行常规保养就得使用车辆和云梯,效率较低。第二,上单翼设计的话,运输机需要在底部格外设置放置起落架的空间。仔细观察运输机机身底部就可以发现,其机身底部两侧会有两个鼓起,就是存放起落架的。总得来说,采用上单翼设计更适合战争,是利大于弊的,更有利于运输机作战。
回答于 2019-09-11 08:43:50
其一,货舱底部离地面近,车辆或叉车可以直接进出,有利于机械化装卸,集装箱也可以用自带绞盘直接拖曳入舱,不依赖吊车起重设备。总之,效率高速度快对机场设施要求低。其二,发动机远离地面减少吸入地面杂物砂石,对野战机场简易机场适应性好。其三,起落架支柱短强度高,有利于承重;
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