基本介紹
- 中文名：單翼機
- 外文名：monoplane
- 類型：飛機
- 屬性：航空
- 用途：運輸，
主要分類,單翼機機翼,組成及發展,單翼機與雙翼機,
主要分類
單翼機，套用最廣泛的是張臂式單翼機。張臂式單翼機通常簡稱為單翼機。按機翼相對於機身上下位置的不同，張臂式單翼機又可分為上單翼飛機、中單翼飛機和下單翼飛機。
上單翼飛機具有向下視界廣闊，干擾阻力小的優點。多數上單翼飛機存在起落架高，不易收放，飛機重量大的缺點。但現代大型運輸機由於機身很寬，起落架可安裝在機身下部，起落架高、不易收放的缺點可以避免。如俄羅斯的伊爾-76，烏克蘭的安-124，美國的C-130、C-5等，都是上單翼飛機。
中單翼飛機的氣動阻力最小，起落架也比上單翼飛機低。機翼直接穿過機身中部，結構受力形式好，便於採用翼身融合體結構。因此，現代戰鬥機多為中單翼飛機，如F-16、蘇-27等。缺點是機翼結構穿過機身中部影響機身空間的利用。
單翼機機翼
根據機翼與機身的角度，機翼可分為平直機翼、前掠翼、後掠翼。
機翼與機身垂直的稱為平直機翼。最初的機翼都是平直機翼．隨著飛機速度的提高，人們發現在飛機速度接近聲速的時候，飛機已經不怎么聽使喚了。這是因為當相對飛機氣流速度接近聲速時，機翼上表面局部氣流速度將超過聲速，出現激波，使飛行阻力急劇增加。
為了解決這一問題，經研究發現，如果將機翼前掠或後掠，由於與機翼前沿垂直的氣流速度分量低于飛行速度，與平直機翼飛機相比，只有在更高的飛行速度下才會出現激波。
機翼前、後緣均向前伸展的，稱為前掠翼。機翼前、後緣均向後掠的，稱為後掠翼。本來機翼前掠或後掠對減輕空氣壓縮性引起的不良影響是～樣的，而且前掠翼還有一些特別的優點，如由於前掠翼的展向流動指向翼根，大迎角飛行時氣流首先從機翼根部分離，從根本上克服了翼尖失速的問題等，但後來大規模採用的卻是後掠翼而不是前掠翼。原因是前掠翼有一個很明顯的缺點，即機翼在飛行中受力變形時會同時產生彎曲和不良扭轉；前掠翼向上彎時前緣向上翹，會自動加大仰角，向下彎則相反。美國X-29驗證機象稱為“氣動彈性發散”，其後果是機翼很容易在飛行中折斷，德國試製的前掠翼轟炸機就發生過這種事故。美國X-29驗證機是前掠翼加前置鴨翼布局，類似布局的還有俄羅斯的S-37驗證機。在後掠翼上這個問題就輕得多，或甚至不會出現。
組成及發展
飛機的機翼是產生升力的主要部件，機翼升力與其面積成正比，面積越大，升力也越大。但早期飛機的材料主要是木材，木質結構的機翼如果很大，很容易在飛行中折斷。於是，設計師們採用兩副較小的機翼，安裝在機身的上下兩層，中間用立柱和金屬線固定在一起。早期飛機以雙翼機居多，但雙翼機的缺點很明顯：一是結構複雜，給製造帶來很大困難；二是阻力很大，消耗額外功率；三是速度很難提高。此時雖然也出現過單翼機，但是人們普遍認為單翼機結構單薄，安全性和穩定性不如雙翼機，駕駛起來比較困難。
20世紀二三十年代，隨著鋁合金套用于飛機材料，全金屬飛機不斷出現，一般都採用單翼結構。在當時的航空競賽中，全金屬單翼機性能優勢明顯。隨後，單翼結構被引入戰鬥機的設計，在這方面德國和英國走在領先位置。美國則是在客機和轟炸機等大型飛機上首先使用全金屬單翼結構。1933年後，蘇聯研製的戰鬥機都開始採用單翼布局。
單翼機與雙翼機
早期的飛機，不但有雙翼的，而且還有三翼的。這種飛機的三個機翼，一個疊著一個，中間用許多支柱連線起來，很象一個書架。不過人們大都採用雙翼機。但是，從上世紀三十年代以後，雙翼機又很少了，幾乎都是單翼飛機在天空中飛來飛去。這是為什麼呢?
因為飛機的機翼，是用來產生升力的。飛機在空中，不會象一塊石頭那樣掉下來，全靠機翼的升力來平衡它的重量。如果一架飛機連同它所裝的旅客、貨物和燃油，總共重50噸；那么，當它在空中平飛的時候，它的機翼和尾翼要產生50噸的升力，才能維持平衡，使飛機不掉下來。
機翼能不能產生足夠的升力呢？這就要看飛機的飛行速度和機翼的平面面積。飛行速度越大、機翼面積越大，所產生的升力就越大。這個現象，你在放風箏時可以體會到：兩個同樣得的風箏時，哪一個風箏的面積大，準拉著線跑得快，誰的風箏就升得快，飛得高。
早期的飛機，由於沒有好的發動機，結構材料也很粗糙，因此飛機的飛行速度不快。速度不快，而又要克服一定的重量，就只有儘量加大機翼的面積來取得足夠的升力。一個機翼不夠用兩個，兩個還不夠就用三個。這樣，雙翼機、三翼機就產生了。不過三翼機的結構很複雜，效果也並不比雙翼機好多少，後來實際上沒有用，所以早期的飛機差不多都是雙翼機。
由於航空發動機的逐步改進，航空結構材料的改良，隨著飛機速度有了很大提高，因此不需要很大的機翼面積就能產生足夠的升力，而且雙翼機上的機翼及支柱的阻力非常大已經嚴重影響到飛行速度的提高，所以現代的飛機差不多都已經改成了單翼機。
