单翼机

仅有一个主机翼的飞机

单翼机，仅有一个主机翼的飞机。现代飞机的主要型式。按是否带有撑杆，单翼机可分为带撑杆的单翼机和不带撑杆的张臂式单翼机。

主要分类

单翼机，应用最广泛的是张臂式单翼机。张臂式单翼机通常简称为单翼机。按机翼相对于机身上下位置的不同，张臂式单翼机又可分为上单翼飞机、中单翼飞机和下单翼飞机。

上单翼飞机具有向下视界广阔，干扰阻力小的优点。多数上单翼飞机存在起落架高，不易收放，飞机重量大的缺点。但现代大型运输机由于机身很宽，起落架可安装在机身下部，起落架高、不易收放的缺点可以避免。如俄罗斯的伊尔-76，乌克兰的安-124，美国的C-130、C-5等，都是上单翼飞机。

中单翼飞机的气动阻力最小，起落架也比上单翼飞机低。机翼直接穿过机身中部，结构受力形式好，便于采用翼身融合体结构。因此，现代战斗机多为中单翼飞机，如F-16、苏-27等。缺点是机翼结构穿过机身中部影响机身空间的利用。

下单翼飞机的最大优点是起落架短、重量轻，易于收放，迫降时易于保证旅客安全。很多旅客机，如美国的波音747、苏联的图-154等，都是下单翼飞机。缺点是气动阻力大。

单翼机机翼

根据机翼与机身的角度，机翼可分为平直机翼、前掠翼、后掠翼。

机翼与机身垂直的称为平直机翼。最初的机翼都是平直机翼．随着飞机速度的提高，人们发现在飞机速度接近声速的时候，飞机已经不怎么听使唤了。这是因为当相对飞机气流速度接近声速时，机翼上表面局部气流速度将超过声速，出现激波，使飞行阻力急剧增加。

为了解决这一问题，经研究发现，如果将机翼前掠或后掠，由于与机翼前沿垂直的气流速度分量低于飞行速度，与平直机翼飞机相比，只有在更高的飞行速度下才会出现激波。

机翼前、后缘均向前伸展的，称为前掠翼。机翼前、后缘均向后掠的，称为后掠翼。本来机翼前掠或后掠对减轻空气压缩性引起的不良影响是～样的，而且前掠翼还有一些特别的优点，如由于前掠翼的展向流动指向翼根，大迎角飞行时气流首先从机翼根部分离，从根本上克服了翼尖失速的问题等，但后来大规模采用的却是后掠翼而不是前掠翼。原因是前掠翼有一个很明显的缺点，即机翼在飞行中受力变形时会同时产生弯曲和不良扭转；前掠翼向上弯时前缘向上翘，会自动加大仰角，向下弯则相反。美国X-29验证机象称为“气动弹性发散”，其后果是机翼很容易在飞行中折断，德国试制的前掠翼轰炸机就发生过这种事故。美国X-29验证机是前掠翼加前置鸭翼布局，类似布局的还有俄罗斯的S-37验证机。在后掠翼上这个问题就轻得多，或甚至不会出现。

组成及发展

飞机的机翼是产生升力的主要部件，机翼升力与其面积成正比，面积越大，升力也越大。但早期飞机的材料主要是木材，木质结构的机翼如果很大，很容易在飞行中折断。于是，设计师们采用两副较小的机翼，安装在机身的上下两层，中间用立柱和金属线固定在一起。早期飞机以双翼机居多，但双翼机的缺点很明显：一是结构复杂，给制造带来很大困难；二是阻力很大，消耗额外功率；三是速度很难提高。此时虽然也出现过单翼机，但是人们普遍认为单翼机结构单薄，安全性和稳定性不如双翼机，驾驶起来比较困难。

20世纪二三十年代，随着铝合金应用于飞机材料，全金属飞机不断出现，一般都采用单翼结构。在当时的航空竞赛中，全金属单翼机性能优势明显。随后，单翼结构被引入战斗机的设计，在这方面德国和英国走在领先位置。美国则是在客机和轰炸机等大型飞机上首先使用全金属单翼结构。1933年后，苏联研制的战斗机都开始采用单翼布局。

20世纪30年代，客机、轰炸机、战斗机都实现了由木质双翼机向全金属单翼机的过渡。第二次世界大战时，战场上已经几乎看不到双翼机的身影了。就这样，单翼机的地位逐步确立起来。

单翼机与双翼机

早期的飞机，不但有双翼的，而且还有三翼的。这种飞机的三个机翼，一个叠着一个，中间用许多支柱连接起来，很象一个书架。不过人们大都采用双翼机。但是，从上世纪三十年代以后，双翼机又很少了，几乎都是单翼飞机在天空中飞来飞去。这是为什么呢?

因为飞机的机翼，是用来产生升力的。飞机在空中，不会象一块石头那样掉下来，全靠机翼的升力来平衡它的重量。如果一架飞机连同它所装的旅客、货物和燃油，总共重50吨；那么，当它在空中平飞的时候，它的机翼和尾翼要产生50吨的升力，才能维持平衡，使飞机不掉下来。

机翼能不能产生足够的升力呢？这就要看飞机的飞行速度和机翼的平面面积。飞行速度越大、机翼面积越大，所产生的升力就越大。这个现象，你在放风筝时可以体会到：两个同样得的风筝时，哪一个风筝的面积大，准拉着线跑得快，谁的风筝就升得快，飞得高。

早期的飞机，由于没有好的发动机，结构材料也很粗糙，因此飞机的飞行速度不快。速度不快，而又要克服一定的重量，就只有尽量加大机翼的面积来取得足够的升力。一个机翼不够用两个，两个还不够就用三个。这样，双翼机、三翼机就产生了。不过三翼机的结构很复杂，效果也并不比双翼机好多少，后来实际上没有用，所以早期的飞机差不多都是双翼机。

由于航空发动机的逐步改进，航空结构材料的改良，随着飞机速度有了很大提高，因此不需要很大的机翼面积就能产生足够的升力，而且双翼机上的机翼及支柱的阻力非常大已经严重影响到飞行速度的提高，所以现代的飞机差不多都已经改成了单翼机。

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