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楼主: 万磁王

图说C919——更直观的认识中国的大客机

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 楼主| 发表于 2018-3-25 10:15:18 | 显示全部楼层
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018.jpg
  这张图我们不仅能看得很清楚机翼后缘的襟翼向下偏转以及随动的襟翼滑轨整流罩,我们还能看到在机翼上表面还有两个应急出口,这样C919设计的应急出口总共是9个,飞行机组一个,客舱们里连同我们平常进出飞机的大门一共8个应急出口,它们可以保证在紧急情况下所有乘客90秒内全部撤离飞机,当然,除了机身左右的前后登机门和前后勤务门经常常打开,其他的都不能随意乱动,飞机上所有的应急出口不是谁都有资格打开的,除非您已经得到授权并采用了一些隔离手段,否则一开门就会释放应急滑梯,所有的应急出口都会用与机身明显有差异的颜色进行涂装,确保有效的救援识别。

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 楼主| 发表于 2018-3-25 10:15:55 | 显示全部楼层
018-1.jpg
018-2.jpg
  这里是C919的垂直尾翼和水平尾翼,它们分别由固定的垂直安定面加方向舵和可以改变安装角的水平安定面+升降舵构成。方向舵,顾名思义用于控制飞机偏航操作——就是控制飞机向左转还是向右转——但是,笔者必须说明:方向舵在飞行中并不是直接控制飞机转向的,飞行中的飞机转向是依靠副翼和升降舵的联合操纵才实现的,而这个被叫做方向舵的舵面在飞行转弯时只是用来协调转弯防止侧滑的,听不懂了??没关系,我给您举个例子就明白了,您骑三轮车的时候,车把就是转向工具,三轮车的转向就是完全依靠车把的偏转,使得导向轮转向而实现的,这个时候对应的是飞机在地面滑行时转弯的状态。
  由于骑三轮车是硬掰车把转弯,您会感觉到惯性将您向转弯方向的反方向甩出去的感觉,幸亏有地面摩擦力和车架保证您不至于被甩出去,但是飞机这种在天空中运行的机器没有地面或者其他力量的约束,就可能向转弯的外侧或者内侧滑出去,这就叫侧滑。
  而飞机一旦到了天空飞行时要转弯就变成快速(注意是一定是快速而不是慢速)骑两轮的自行车的状态了——在自行车快速前行时的转弯并不靠车把,而是将我们的身体连车身一起同朝转向的方向去倾斜,依靠重力的向心分量和地面摩擦力实现转弯,实现变道。这时候自行车的车把,仅仅是一个协调转弯的工具,我们转弯时调整车把仅仅是为了防止我们摔倒而已,此时,我们自己身体受力是均衡的,并不会有被“甩”出去的感觉。所以说,开飞机转弯的感觉其实和快速骑自行车最像了,唯一不同就是自行车转向时由地面保持或者限定了高度,飞机飞行中的转向则需要副翼所倾斜的坡度混合升降舵一起来控制自己的高度;升降舵,则用于控制飞机俯仰操作——就是控制飞机抬头爬升还是低头下降;而方向舵,则是用来防止出现向转弯的外侧或者内侧发生侧滑现象的。
  有读者问啦:那这样说岂不是方向舵就没有用了么??也不能完全这样说,飞机毕竟是在三维的天空中飞行的,飞行是对风影响很敏感,比如飞机在落地过程中如果有持续的侧风吹过来,就会把飞机的实际运行路线吹得偏离跑道,为了抵消这种影响飞机会把机头向风的来向偏一些,飞机的机头指向并不和跑道完全平行,虽然如此,但是飞机质心却一直沿着跑道延长线运行,当飞机接地的瞬间或者接地前几秒,飞行员就会操纵方向舵把飞机机头指向“拧”到跑道方向上,然后再顺跑道方向接地滑跑,这样的情况很多人都遇到过,就是接地时或者接地前被“拧”的那个感觉,这样的例子里就需要方向舵来控制了。在战斗机或者体育运动表演机对方向舵的使用则比民航飞机多的多。
  前文说的副翼和这里描述的方向舵、升降舵一起构成了C919的主要操纵面,而襟翼、缝翼、扰流板则是飞机的次要操纵面。
  尾部的这个门是后登机门,这个就没啥特别要说的了,大家请注意,图019-2的红圈处的几个红点是水平安定面的运行范围,C919采用了干线民航客机主流的气动布局,因此,飞行中水平安定面是可以实时改变安装角来实现在飞机上起到一个“配平”的作用,啥是配平呢?我给您举个例子,买菜使用的杆秤您见过吧?飞机的自身重量就相当于挂在秤钩上的菜,飞机机翼的升力就是我们将整个杆秤提起来的力量,而水平安定面的气动力量就是秤砣,负责让这个杆秤平衡稳定。飞机在飞行中,燃油是在不断消耗的,这就意味着秤钩上的菜会减少,客舱里的乘务员、乘客也会因为服务或者去洗手间而移动,飞机重心就会有变化,这也造成了——秤钩在秤杆上的移位,飞机的升力会随着飞行速度和迎角的变化也会有变化——也就是提秤的力量也会有变化,这些因素都会造成秤杆的不平衡,因此秤砣就要前后的移动来平衡整个杆系,所以,配平就是这个“秤砣”前后移动的过程,其实,您从这个力矩关系您也能看出传统飞机气动布局中存在的固有的不经济的缺陷了吧??虽然整个杆秤系统是平衡的,稳定的,安全的,但是飞机重量是向下的,秤砣重量也是向下的,只有提秤的力量是向上的,也就是说机翼产生的升力是一个人挑两桶水的状态,很累。而我国自行研制的歼十战斗机是没有尾翼的,尾翼被安排在大翼之前,同时也在整机重心之前,变成了“鸭翼”,这时候系统仍然是稳定的,此时就变成了两个人抬一桶水的状态——鸭翼和大翼都产生向上的力量——肯定是抬水比挑水更省劲,省劲就意味着消耗能量小,整机气动效率更高,所以鸭翼布局在中国还有个非常中国化的名字——“抬”式布局。C919是通过改变水平安定面的安装角实现平尾整体产生的气动力量的改变,就是杆秤上秤砣质量大小随时连续的发生了变化,始终保持飞机飞行稳定,这就是配平的作用,也是平尾的重要作用之一。而且我们可以看到水平安定面和机尾结合地方是个明显的平面,第一这是为了不要出现明显的缝隙,保证运行时气动平滑性。第二就是按照面积率进行的缩腰控制,使得气动减阻效果明显,C919的机头平滑,机尾按面积率修型,一头一尾减阻就有1%;再加上融合式小翼的2%;还有IPS一体化推进系统和超临界机翼,又减阻2%。整体在气动优化上比传统民航飞机减少了5%的阻力,这可是为航空公司节约真金白银的设计。

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 楼主| 发表于 2018-3-25 10:16:24 | 显示全部楼层
019.jpg
  C919的尾锥里面安装的是APU(辅助动力装置),烧铁色的尾椎上的圆孔是排气孔,垂尾根部向上打开约45度的小门就是APU的进气门。APU是一个小小的涡轮喷气发动机,也使用的是和主发动机一样的燃油,这个小发动机主要是提供电源和压缩空气,电源用于给飞机系统供给115伏特,400赫兹的三相交流电,而压缩空气可以用于启动发动机,也可以用于带动空调,这样C919就是在地面发动机不工作时,客舱环境依然舒适怡人,而且整架飞机有足够的电力供应,也进一步减少了对地面设备的依赖,一般来说当主发动机启动好后,飞机上所需要的电力气源供应就由主发动机来产生,飞行员就可以把APU关闭了,如果C919在高原机场运行,APU还可以在起飞的时候继续为飞机提供空调,而减少对于主发动机的引气损失,让飞机更安全,更高效地起飞。
  我们在乘坐飞机时,特别是在启动发动机时就发现空调口出风量好像变小了或者干脆没风了,这就是机组关闭空调,把APU引出的压缩空气都被用于启动发动机的时候啦,等发动机启动好了,舒爽的空调气就又会来了。

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 楼主| 发表于 2018-3-25 10:16:41 | 显示全部楼层
021.jpg
  这张右后勤务门的下边有个开口,这个开口还有两片栅门,这个叫做外流活门,是飞机客舱环境控制的一个重要的设备。我们知道,飞机的空调有这样几个作用:1,温度调节,飞机是要乘坐人的,夏天地面上的外界环境温度可以高达40摄氏度,而高空飞行又可以低达零下50摄氏度,因此,要让乘客舒服就必须用空调对整个机舱的温度进行控制。2,冷却设备,飞机上有很多机载设备,这些机载设备也会发出很高的热量,设备的冷却就可以用空调来执行,让它们都在最合适的温度环境下工作。3,这一点最重要,就是对机舱进行增压,人类习惯了地表的大气压力,如果飞到高空,气压就会急剧减小,比如海拔5500米高度的气压就只剩下海平面的一半,到了C919的巡航高度,外界环境气压基本就剩下海平面的三分之一了,所以为了防止飞机上的人低压缺氧,就必须为整个机舱进行增压,所以,空调系统非常重要的作用就是这个机舱环境增压。调温、冷却和增压我们统称为环境控制,虽然我们总说气密座舱之类的名词,但实际上飞机的机舱并不是绝对密封的,我们就会使用这个外流活门来对机舱的压力进行控制,在地面的时候它全打开,机舱与外界环境相连通,压力一致,就不会出现打不开门或者关不上门的尴尬;当飞机准备起飞时它就开始关闭,它的开度与机舱压力以及与飞行高度均成反比关系,它的作动可以让我们的机舱环境压力始终能够被我们乘客所接受,这也就是飞机飞到1万多米而有些乘客用带有气压高度表的手表测量高度只有不到3000米的原因——你测量的是机舱里的,经过调整的气压压力!!!对于绝大多数人的身体而言,不高于海拔3000米的高度都是可以承受的。这个秘密就是飞机空调装置和外流活门共同努力的结果啦。飞机的空调非常高效,保证每两分钟内就将机舱里的空气全部更换一遍,每小时全部换气超过30次,比手术室的国家标准换气速度还要高!

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 楼主| 发表于 2018-3-25 10:17:06 | 显示全部楼层
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023.jpg
  图022和图023,这两张图其实是一类,图022是C919的后货舱门,而图023是C919的前货舱门,这两个舱门由液压操纵开闭,机械锁定,它们里面就是飞机的机腹货舱,前后各一个,向外打开,里面可以装得下LD-3准集航空标装箱,机腹货舱的设计可以极大地增加航空公司的收益能力,他们不仅仅把我们运输到世界各地,同时运输的还有我们的托运行李,以及同样目的地的货物,快递,鲜活产品等等。
  仔细看看图023最右边还有个小小的门,这个门是C919的设备中心,机载设备的计算机都放在这里面,是飞机的各个系统的控制大脑安装区域。

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 楼主| 发表于 2018-3-25 10:17:24 | 显示全部楼层

024.jpg
  这是C919飞机的机头右侧,我们可以看到前起落架,黄色的飞机牵引杆,前起落架除了承载机身在地面的停放滑跑之外,它本身有转向功能,这样我们的飞行员就能更灵活的控制C919在地面的滑行,前起落架舱门分为两部分,前面的和主起落架舱门一样尽可能保持关闭来平顺气流,后半截随着前起落架收放一起随动,我们能看到在前起落架前方的机身下表面,也就是背后横幅C919字样的第二个9字中间,有一个橘黄色像子弹一样的东西,这个是摄像头,是专门为首飞的飞机改装的,为了让我们工程技术力量仔细观察起落架的工作状况的,这个是非标准设备,以后正式交付的C919就不会有这样的设备了。
  在前起落架附近的红圈处是C919专门设计的冲压涡轮舱门,这里面是一个可以收纳的像风车一样东西,作用就是一个风力发电机,如果飞机的两个发动机都失效不工作时这个冲压涡轮就可以放出来,利用飞机和空气的相对速度吹动扇叶,高速旋转,直接为飞机提供宝贵的电力,电力又可以带动液压泵,这样飞机的操纵还是有效的,这是一项安全的措施,这个冲压涡轮一般只能放出来,一旦放出来,空中是不能收回去的,只有回到地面才能被重新收起来。

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 楼主| 发表于 2018-3-25 10:17:38 | 显示全部楼层
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  C919的人机界面是相当优秀的。这张驾驶舱的照片拍摄于C919的展示样机,C919的驾驶舱采用双人驾驶体制,配备观察员一名,这也是目前主流民航干线客机的标准人力配置,整个驾驶舱的布局非常简洁、信息显示高效,配置5块大屏幕宽视场液晶彩色显示器来综合显示各项航姿、导航、发动机和分系统指示、检查单等信息,这些综合航电的显示器布局是四上一下,5块显示屏幕硬件规格完全一致,不仅硬件上可以互相替换,其各自显示信息可以根据飞行员指令任意切换或者由计算机控制自动切换,在正副驾驶员的两侧还配备了两块稍小的彩色液晶显示器,这是C919为飞行员贴心设计的电子飞行包(EFB),这个电子飞行包尽可能降低了沉重的纸质飞行手册的携带量,用显示器来给飞行员提供各种需要的航行资料信息。为了更方便飞行员飞行,C919在正副驾驶位置都布置了平视显示指引系统(HUG),非常类似战斗机的平视显示器(HUD),我们可以理解为民机版的平视显示器,它把最重要的飞行数据信息以及自动驾驶系统中的飞行指引符号投射到飞行员面前的平板玻璃上,所有的字符和图案成像于无穷远处,这样飞行员可以不用低头看显示器了,直接在观察外界环境的同时就实时了解飞参信息,避免了飞行员视野或者眼睛焦距的变化,这在飞行过程中最重要的进近落地阶段的过程中特别是夜间落地时帮助飞行员有效安全的操控飞机。
  C919整个驾驶舱有4块大面积双曲面风挡玻璃,整个机头气动平滑流畅,驾驶舱明亮宽敞,这也对玻璃的光学效果以及机头结构强度提出了很高的要求,只有波音787采取了同样风格的造型,如此巨大的风挡赋予了C919极佳的视野,配合上文所说的多屏液晶综合显示器,C919的驾驶舱界面完全是当之无愧的“玻璃驾驶舱”。采用侧杆正杆操纵系统,侧杆系统解放了飞行员面前的空间,有效缓解飞行人员飞行时执勤压力,正杆系统也可以给飞行员更好的杆中立位置感觉。C910配备包线保护功能的4余度数字电传飞控,C919的飞控系统非常高效,主动控制技术的应用让我们大家可以在首飞视频中看到机长也多次在空中“松杆”,可见飞机操稳特性极佳。而且因为是电传操纵,操纵杆上的铰链力矩是很小的,即使是女飞行员也一样轻松操作,这对于航空公司的机组限制也降低很多。

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 楼主| 发表于 2018-3-25 10:18:08 | 显示全部楼层
026.jpg
  C919客舱全长1146英寸(29.1米),可以根据客户要求选择全经济级、混合级、高密度级三种客舱布置构型,为全系单通道,全经济级为168座,排距32英寸(0.8米);混合级158座,公务舱2排8座,排距36英寸(0.91米);经济舱150座,排距32英寸(0.8米);高密度级174座,排距30英寸(0.76米),公务舱为2+2座,经济舱是3+3座布局。
  我们现在乘坐飞机都能自己选择座位,一般而言,旅客在选择座位的时候都会选择靠窗(视野好,看飞行风景或者拍风景照)或者靠过道(相对宽敞,起身活动方便),中间座位不是很受欢迎,乘客有很强的被挤压的感觉,而且市场上主流的民航干支线飞机同级别座位是同样宽度,这样就导致没有人愿意主动选择中间座位,而我们的C919不仅在靠窗和靠过道的座椅选用了18英寸(45.72厘米)的宽座椅,这已经比常见机型的配备的17英寸座椅宽1英寸了,而且C919更是别出心裁的将3座联排的中间座椅在全部加宽的基础上再加宽了1英寸,达到了19英寸(48.26厘米),别小看这1、2英寸,立刻就让乘客特别是中间乘客的“甬道效应”大大缓解。从展示样机客舱来看,C919的每一个乘客都有独立的娱乐系统,可以让乘客在飞行中自由选择自己喜欢的娱乐内容,这些措施也是我们的C919在客舱舒适性上以人为本设计理念的具体体现,这是完全瞄着航空市场的服务特点去的。不仅座椅加宽,客舱选择先进的缓降下翻式行李架,这样可以在保证足够行李载荷的情况下让旅客的头部空间更宽敞,机身空间利用率更高。客舱舷窗数量更多,面积更大,客舱灯光也是LED光源,可以中央统一调控,也可旅客自行调节,灯光明暗变化过度柔和,灯光整体色彩可根据不同飞行环境需要由乘务员进行调节。这些细节无一不体现了中国商飞的诚意,足够成为可以让旅客和飞行员们愿意选择C919作为出行的座驾的理由了。
  亲爱的读者,您现在对我们的C919有个更直观的了解了吧??感谢您的一路守候,我们下次再见。

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