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[科普中国]-伞翼机

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结构特点

一种用柔性伞翼代替刚性机翼的飞机。伞翼大部分为三角形,也有长方形的。伞翼可收叠存放,张开后利用迎面气流产生升力而升空。用于运输、通信、侦察、勘探和科学考察等。

以伞翼为升力面的重于空气的固定翼航空器。伞翼位于全机的上方,用纤维织物制成的伞布形成柔性翼面。翼面一般由左、右对称的两个部分圆锥面组成。伞翼使用方便,可以快速装配和收叠存放。20世纪50年代初期最早出现的伞翼机是用绳索把载荷系留在伞翼的下方,形如降落伞。但伞翼和降落伞的工作原理根本不同。伞翼的织物不应透气,以便具有与正常机翼类似的气动特性。伞翼本身的升阻比较低,一般只有10左右。伞翼机依有无动力分为伞翼滑翔机和动力伞翼机(即伞翼飞机)。初始的伞翼机是在伞翼(悬挂)滑翔机上安装一台小型发动机,这种飞机装上起降用的轮子、两三个方向的操纵装置和座舱便成为一种超轻型飞机。北京航空学院在80年代初曾研制过可乘载2人的“伞翼5型”伞翼机。1

飞行数据伞翼机结构简单,重量轻,可在18°~30°的迎角(相对于龙骨的迎角)下安全飞行,最大速度一般不超过70公里/时,转弯半径可小到30米以下,操纵简单,空中停车后仍有一定滑翔能力,适合低空作业。

它起飞和着陆滑跑距离短,只需百米左右的跑道。由于伞翼为柔性翼面,不宜在温度0°C以下作穿云飞行,因此伞翼机的飞行高度一般不超过2000米。伞翼飞机翼面大,翼载仅100帕(10公斤力/米2),不适合在2级以上的侧风中起飞和着陆。2

应用伞翼飞机可用于低空农林作业、查线、探矿、水文测量、运动和娱乐。

伞翼机的主要用途之一是进行空中运输。伞翼运输机与一般轻型运输机在外形上的明显差别,就是用柔性机翼代替刚性机翼。因为它的飞行速度低,机上的一些部件可以不加整流,在结构上比一般运输机要简单得多。通常在这种飞行器上装有一台螺旋桨发动机。驾驶员一般坐在机头处,发动机装在尾翼之前,中间部分用来放置货物。伞翼通过剐性骨架支撑在整个机体的上方。

伞翼运输机的起飞和着陆滑跑距离比一般轻型运输机短得多,只有几十米。对起落场地的要求也不高,可在一般的草地上或平整的土坪上起落。飞机的操纵也比较简便,对驾驶人员要求不高,普通机动车辆驾驶员或滑翔员,经短期训练即可驾机飞行。3

优缺点伞翼机属于超轻型飞机的一种。体积小、速度慢、飞行高度低适合于低空飞行。伞翼机的机翼采用铝合金构架、尼龙蒙布结构。由于机翼结构结构的原因,在同样高度与速度下,伞翼能提供的升力仅能达到通常机翼的三分之一左右。因而不能飞到较高的高度。但是由于采用三角形伞翼,使飞机翼展较小。这样在低空复杂气流作用下,相对容易保证平稳飞行。因而对地观察摄影十分适合。

缺点是不能在较高高度飞行,动力较小受强风影响较大,在顶风飞行时飞行困难。机体过轻,受侧风影响较强烈。

型号举例PM2“伞翼机PM2”是美国伞翼机公司研制的一种单座活塞式超轻型飞机。它使用一个运动伞作为“机翼”,这种翼剖面状运动伞由尼龙制成,可在5秒钟内张开成升力面,通过与脚蹬相连的操纵索进行单轴航向操纵。机体是一个由铝合金管制成的T形构架,上面装有驾驶员座椅、动力装置和起落架。起落架为前三点式。2台活塞式发动机安装在驾驶员后部的铝管罩内,通过多级皮带减速器驱动2个转向相反的双桨叶推进式螺旋桨。1984年4月开始交付。到1996年为止,已销售了几百架。

动力装置2台索洛公司单缸两冲程活塞式发动机,功率为11.2千瓦,燃油容量17升。

尺寸数据运动伞展长9.30米,弦长3.96米,面积37.16平方米,机体长1.73米,机体高1.70米,螺旋桨直径1.29米。

重量及载荷空重74.5千克,最大驾驶员重量84千克,最大起飞重量193千克。

性能数据最大平飞和巡航速度41千米/小时,滑翔速度34千米/小时,最大爬升率2.5米/秒,实用升限大于1525米,起飞滑跑距离30~46米,航程80千米,续航时间1.5小时。

蜜蜂-1伞翼机已经试飞成功的“蜜蜂-1”型伞翼机,是一种单龙骨三角骨架式伞翼试验机。该机展长8.2米,全机长5.5米,机高3.3米,伞翼面积24平方米。伞翼的三角骨架是由铝管和铝质接头构成的,龙骨和前缘梁的长度相等。为减少各管件承受的弯矩、减轻结构重量,在骨架上安装了较多的受力接头。除了中部有与伞柱相连的铰链接头之外,在前部、后部和两侧各有接头连接撑杆和张线。3