為什麼飛機顛簸時翅膀總是搖搖欲墜的?
晃來晃去,這樣擰來擰去的時間長了不會斷掉么? 看著好嚇人啊QAQ
為什麼不能做的結實一點呢?是不是只要遇到顛簸其實就距離出事很近了?
晃來晃去,這樣擰來擰去的時間長了不會斷掉么?
會。但是這個時間長到你不用擔心。時間長了人還會死呢。
看著好嚇人啊QAQ
習慣就好了
為什麼不能做的結實一點呢?
如果結實指的是強度,那麼當前的設計是足夠的,更結實只是帶來更多重量代價而已。
如果結實指的是剛度,我們不需要機翼太結實。柔軟的機翼相當於汽車的懸掛,可以降低陣風載荷。就是說,機翼晃晃是為了免得客艙里的你太晃。
是不是只要遇到顛簸其實就距離出事很近了?
你聽說過因為機翼斷掉墜毀的飛機?
想多了親。全世界一個型號的灰機能有幾千上萬架,飛了幾十年的機型,好像還沒聽過哪個是在天上翅膀斷了摔得。。。
剛者易折。惟有至陰至柔,方可縱橫天下。------材料科學家李耳
飛機翅膀並沒有搖搖欲墜,而是機身搖搖欲墜,因為是翅膀托著機身,人家是想飛高然而被拖累了而已
至於為什麼會彎曲,因為機翼本身就起到了避震器的作用,避震器是彈簧,彈簧承受了應力當然要變形啊。如果把機翼做成硬的,結構變重不說,乘坐舒適性不說,剛性結構在應力下反而容易折斷,更不安全
物體在受力時肯定是會發生形變的,在一定範圍之內就不用擔心.
機翼設計的時候都有一個設計的最大載荷,具體隨型號而不同,一般至少也有2G(兩倍重力)以上,然後還有一個安全係數,即結構的極限強度是設計載荷的多少倍.(飛機為了減輕重量安全係數一般在2以內)
飛機結構設計的時候有幾個安全觀念
一是"安全壽命"
題主擔心:
時間長了不會斷掉么
正是因為反覆受到應力會是結構疲勞,強度下降,最終斷裂,設計人員都會給機體和零件定一個安全壽命,達到壽命後經過檢查可能繼續使用也可能更換.總之是避免答主說的"時間"過長
二是"破損安全"
結構局部損壞不一定就會導致飛機墜毀,機翼的一些部分出現斷裂的情況下,其他部分仍然能支撐整個結構直到安全返航.
三是"損傷容限"
飛機使用過程中自然會出現一些結構裂紋等損傷,在設計過程中要保證損傷在有威脅之前就能被發現並修復/更換.為此飛機會進行定期檢修.
綜合起來,只要在正常使用範圍內(客機不要載著一機乘客去狗斗),結構安全是可以保證的
然後答主問:
為什麼不能做的結實一點呢
實際上題主說的並不是"結實"--抗破壞能力強,而是剛性--受到同樣力的情況下變形幅度小.
機翼的剛性不像題主希望的那麼大,一是不需要,而是做不到或者做到的代價太大
機翼出現變形確實對飛行有影響,主要體現在上下反角的變化,變化在一定幅度之內就不影響正常飛行.
B52在地上機翼耷拉成這樣,上下變化可達9.3m,但是變化幅度並沒有致命影響
然後從實現方法的角度看,要增大機翼剛性有四個方法:一是增加材料的彈性模量,二是增加材料用量,三是增加機翼厚度,四是減少翼展
亞音速飛機一般都有盡量厚的機翼,再增加會出現各種問題
而機翼受到的阻力和展弦比(翼面積除以翼展)相關,客機為了燃油效率都會選擇較大的展弦比,所以翼展不能小(而戰鬥機為了超音速性能和強度就會選擇較小的展弦比)
材料方面增加用量顯然會增加成本和重量,而材料的選擇要綜合強度,彈性模量,伸長率等因素,使用強度和彈性模量高的材料(碳纖維複合材料等)時又可以減少用量,降低重量.於是最後就在重量(越輕飛行性能越好,越省油),強度(別拉斷了),剛性(變形別太大)之間取得了平衡
補充:剛性太大的缺點
在機翼受升力的時候會向上彎,對於機翼上反的客機來說,這就會使得升力下降,從而減小機翼受力,這對防止機翼斷掉是有幫助的.而如果剛性太強就不會變形,更容易受力過大斷裂一些.
另外材料在受到衝擊的時候能吸收的能量等於強度乘以最大變形率,而彈性模量等於應力除以應變,所以強度不變的時候彈性模量越大變形率越小,受到衝擊時能吸收的能量就更小. 說人話就是:脆
本人非專業,如有錯誤請指出
金屬有彈性。沒的話更容易折斷。
因為升力來源就是機翼,最先反應飛機升降的自然是機翼。
長時間擰來擰去是會斷掉,就和你一直反覆擰鐵絲能把鐵絲擰斷一個道理,金屬疲勞。但斷掉前會先裂紋,裂紋擴大前在例行檢查時就查出來了。
飛機都有涉及壽命,精確到小時。往往出裂紋前就已經停止使用了。
我要是告訴你摩天大樓的上層因為風的緣故最大可以擺動1米多,而迪拜的迪拜塔要有3米多,你信嗎?
金屬的機翼、水泥大樓都是有彈性的。硬的更容易被擰斷。
你掰一下同樣粗的竹子和木棍
你試試是一掰就彎的竹子容易斷
還是紋絲不動的木棍容易斷.
飛機出事兒的概率比汽車低很多,然後因為顛簸導致飛機掉下來的概率也是遠遠低於其他因素導致的飛機不見了的概率,綜合起來來說,一般情況下,飛機出事兒的概率,和你掉下來活命的概率估計也差不了太遠。。。。總得來說,如果坐飛機都掛了,那就真的是命了。。。
非剛性機翼能憑藉自身的彈性對兩端升力平衡做一定範圍內的自我調節(無需外界主動控制),反而有助於飛機平衡。
題主所謂的「顛簸」我猜指的是大氣擾流吧?在正常的空中飛行時,大氣擾流還是很常見的呀,比如陣風,紊流或者低空近地面時的風切變,因此飛機在進行初始結構設計的時候是要考慮遇到各種飛行情況下機體對於氣動載荷的承受能力的,包括傳力路線的設計以及結構疲勞強度極限等等。飛機的原型機在設計製造完成後是要經過嚴格的力學實驗來確保自身能夠滿足初始性能要求的,比如能夠承受多大的過載,飛機的飛行時間能達到多少小時。也就是說,結構設計是考慮了「顛簸」因素在內的。
不晃才是快容易斷……
你沒經歷過大顛簸乃至於風切,就算那些也離墜毀差得很遠
沒彈性的話就直接斷掉了。。。。剛度太高的話,嘎嘣脆
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