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飛行解析●升降小零件鬆脫 飛安代誌大條●飛行三條件》升力、機翼面積、改變攻角●白努利定律 研究血壓而來…
2010/04/27 11:55
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●WoW●飛行解析●飛鴿傳書!…



升降小零件鬆脫 飛安代誌大條

【聯合報╱記者陳俍任】2010/04/26

●飛機的操控面●


今年三月美國聯邦航空總署FAA發布緊急適航指令EAD,針對全球六百架波音737-NG新型客機飛機水平尾翼的升降舵軸承控制機構Elevator Tab Control Mechanism存在飛安疑慮,下令限時召回檢修。

此事讓大陸民航公司六百多架飛機送檢,華航旗下10架73
7-800 與總統專機也是同型機,雖然生產序號不在召回之列,但也引發一陣虛驚。

為什麼只是小小的升降舵,會讓大家這麼緊張?民航局標準組長李萬里指出,飛機的水平尾翼升降舵,是控制機頭的俯仰控制,一旦其配平片等零件鬆脫,可能導致機身上下擺動,連帶影響機體結構,將對飛安構成威脅。

航空專家解釋,飛機每一個外部結構,幾乎都具有升降或輔助升降的功能,而且環環相扣,即使只是其中一個小螺絲釘出問題,都可能影響飛行穩定,若在巡航中還可能造成危機。

從較簡單的外觀來分析,飛機的主要組成部分有:機體(
機翼、機身、尾翼和起落架)、動力裝置、機載設備(含飛行控制系統),以及其它系統等;軍用飛機另有機載武器系統。

●飛機的運動●

機身主要功能是承載客人及貨物,裡面也有主油箱與航電設備。機翼則是在大氣中運動時產生升力,其上裝有副翼和擾流板,作用是讓飛機可左右傾斜及減速。

飛機的尾翼裝有縱向操縱裝置,稱為「水平安定面」及「
升降舵(elevator)」,及偏航操縱裝置「垂直安定面」及「方向舵(rudder)」,此外,機翼上還裝有升力輔助裝置如翼前縫翼(slat)及襟翼(flap)。

水平尾翼是用來幫助飛機做俯仰角度,也和擺動時的重心平衡有關。垂直尾翼是為確保飛機的穩定性和操縱性。機翼上副翼或擾流片用來幫助飛機橫向的穩定。

簡單的說,飛機尾部翹起來的位置就叫垂直尾翼,主要是保持飛機在飛行中的穩定性,同時控制飛機偏航飛行姿態
,仔細看每架飛機的垂直尾翼,會發現每片垂直尾翼上分成兩部分,前面較大的部分稱為垂直安定面,後面較小區域叫方向舵。

方向舵顧名思義來改變飛機方向,透過駕駛員踩舵來改變方向舵的左右偏轉,使其產生偏航的力矩。

至於機尾兩旁伸出去的兩根小翅膀,就叫水平尾翼,作用是保持飛機在飛行中的穩定,與控制飛機的俯仰飛行姿態
,每片水平尾翼同樣分成兩部分,前面較大部分叫水平安定面,後面叫升降舵,飛機主要就是靠升降舵改變上下方向,一對朝上的升降舵,會讓氣流在機翼後端產生一個向下的反升力,近而產生一個使機頭向上的俯仰力矩。

民航機的推進動力來源為發動機,最常見為吊掛在機翼下方的雙引擎或四引擎設計。最後則是支撐飛機在地面重量的起落架(主要由減震支柱、左右主輪及鼻輪組成),讓飛機在跑道上滑行、起降時保持穩定性、與控制速度。

飛機是在三度空間飛行,包括 XYZ三軸移動(前後、左右
、上下)及旋轉(俯仰、滾轉、偏航)等六個自由度。因為大氣環境的氣流的變化,讓飛機操控難度提高。

飛機在縱軸運動(俯仰)時,飛行員要調整水平尾翼之水平安定面及升降舵,達到改變飛機之俯仰角與高度。若要做轉彎則要透過垂直尾翼方向舵調整,然而飛機可能會因度過大形成滾轉,所以要使用副翼微量修正滾轉角,恢復機翼水平。

●不分藍綠,只問是非!給我真相,其餘免談!●

飛行三條件》升力、機翼面積、改變攻角

●起降時機翼的作用/資料來源:飛安會●
◆起降時,前緣縫翼&襟翼放下。 ◆著陸後,前緣縫翼&襟翼放下、
                 擾流板展開。

人類設計的飛機,最早就是仿傚鳥類飛行,鳥類飛行時,利用翅膀用力撲打,空氣因為受到撲打而產生同等大小的反作用力,當反作用力大於地心引力時,鳥就獲得生力可以往上及往前飛。

而當鳥兒鼓動氣流,使身體成寬闊的表面,上方翅膀的氣流比下方翅膀的氣流快,不同速度的氣流產生不同的氣壓
,在翅膀上方的氣壓小、翅下氣壓較大,形成氣壓差時,就會產生一股升力,因此能讓鳥類維持在空中的飛行。

飛機要產生升力,則有三個關鍵方法,一是增加速度,通常是利用具強大推力的發動機來達到這個目的,二是增加機翼面積,但機翼越大會增加總重量且阻力也增加,三是改變飛機的攻角,也就是機翼相對於氣流的角度。未達失速前,攻角增加其升力也增加。

飛安會實驗室主任官文霖指出,任何飛機都要靠著這三種設計,找出最佳組合達到空氣動力優化目的。

最簡單也最爛的飛機就是「綁著火箭的掃把」,升力完全來自發動機(如火箭、沖天炮),幾乎沒機翼也沒升降舵
,這也可升空,但完全無法操控方向。

他打趣說「最優良的飛行器」是滑翔翼,因為不需要任何的動力,只要靠大氣產生的氣流及攻角變化就可以飛行,但其結構脆弱易受氣流擾動,也因此操控難度高易生事故
●防洪治水固然重要,治標之外更要治本;     ●不可過度開發土地,水土保持更要加強。

以現在科技所能做出來的飛機,不論外觀有多少差異,都還是要先滿足前述三個關鍵條件,才可能飛得起來且安全回航。


上文↑《升降小零件鬆脫 飛安代誌大條》源自【20100426聯合報aa3新聞中的科學】


白努利定律 研究血壓而來

【聯合報╱郭錦萍】2010/04/26

●仿鳥類飛行→白努利定律●
◆物體於不可壓縮、無黏滯性之流體中﹙如空氣﹚,必遵守白努利定律:V1>V2
◆流經機翼上表面的空氣流速(V1)較快,下表面的空氣流速(V2)較慢。

發明白努利定律的白努利(Daniel Bernoulli)生於1700年,他的父親、伯父和兄弟都是有名的數學家。

但這家人因為都是同領域的名人,為了比高下、比名望,甚至是互搶職位,不但他父親和伯文交惡,白努和和父親也冷戰了30多年。

白努利的聰明從很小就展現,他很喜歡微積分,父親原屬意讓他學醫,但他始終難以忘情數學。21歲時,他在解剖學和植物學都有不小成就,同時還研究數學運動學。

至於白努利定律,最初其實是從血壓研究而來。白努利25歲時和數學家尤拉(當時是白父的學生),一起研究血流和壓力之間的關係,還設計了一套量血壓的方法,全歐的醫生很快都採用這種方法量病人血壓,直到1896年有位義大利醫師再改良後,就沿用至今。

白努利則是把從血流、壓力的觀察所得,加上能量守恆、牛頓運動定律,進而發展出完整的白努利定律,他在30歲前即完成流體力學完整理論架構。

不過也因他父親剽竊他的流體力學研究,父子關係破裂,失望之餘,從此將研究全盤轉向藥學及生理學。


上文↑《白努利定律 研究血壓而來》源自【20100426聯合報aa3新聞中的科學】


ABC必學單字大閱兵

【聯合報╱記者陳俍任】2010/04/26

vertical tail 垂直尾翼

rudder 方向舵

horizontal stabilizer 水平尾翼

elevator 升降舵

●不分藍綠,只問是非!給我真相,其餘免談!●

延伸閱讀

1.現代飛機結構綜合設計
/西北工業大學出版社/作者:陶梅貞等

2.飛機如何飛上天?從機場發現50個航空常識
/晨星出版社/作者:秋本俊二/譯者:吳佩俞


上文↑《ABC必學單字大閱兵+延伸閱讀》源自【20100426聯合報aa3新聞中的科學】



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