运输机械设计选用手册

1. 军用运输机为什么大都采用上单翼设计？

军用运输机为什么大都***用上单翼设计？

上单翼飞机，就是将机翼安装在机身上部的飞机。下单翼飞机，就是将机翼安装在机身下部的飞机。在机翼安装的位置上，上单翼和下单翼飞机是有明显的差距的。军用运输机使用上单翼，也是根据它的功能需求而设计的。1、作为运输机，需要有足够大的内部空间。而上单翼的布局，在没有了机翼阻挡的情况下，整个机身都会留出来，这便于人们装载货物，特别是大型货物，可以直接装在前后贯通的机身中。而在野外的时候，就算没有其它设备***，上单翼机身设计的飞机也能够独自完成装载。2、军用运输机，他们需要在条件比较恶劣的野外机场进行起降。飞机起飞的时候，因为风力的问题，会卷起路面的沙石，这些沙石会对机翼和发动机等造成损害，而上单翼的布局能够减少这种伤害。3、军用运输机经常需要重载，它需要一个稳定的飞行姿态，在飞行的时候，上单翼的设计更有利于保持机身的稳定，这涉及到气动布局的问题。4、***用上单翼布局在对于伞兵投放有结构上的优势！当人员从机身侧舱门或者尾舱门跳伞、或者物资从尾舱门投送的时候，没有任何人会希望撞在机翼上或者被吸入发动机吊舱，也不会有人希望会被卷入流经机翼的紊乱气流和发动机喷流中去。上单翼设计，机翼与侧舱门、尾舱门均有相当大的距离，可以避免以上情况。

上单翼结构重心较低，更加稳定；发动机悬吊于高处，可以避免在简易机场起降时吸入过多杂物，而且中弹几率也更低；再加上这样设计可以让飞机在地面时尽可能放低机身，便于装卸货物（你可以看到运输机在地面停靠时，机腹比客机更加接近地面）。而客机设计成下单翼能够提高机翼结构强度、设计也更加简单；同时机翼可以阻挡发动机噪音，提升乘坐舒适性；而且可以注意到客机在机翼部位有紧急出口，在遇险时机翼可以作为乘客逃生的跳板；最后，由于客机的发动机同样是悬吊在机翼下的，***用下单翼设计能够让发动机接近地面，便于维护

军用运输机和民航客机外观最大的区别就在于机翼的布局。生活中常见的民航客机大多***用下单翼布局，而军用运输机的气动设计一般都***用上单翼布局，典型的如美国的C17,前苏联的伊尔76，我国的运20以及欧洲的A400M均***用上单翼布局。

世界主流军用运输机均***用上单翼布局

军用运输机都***用上单翼设计的原因主要有三点:

首先，军用运输机对起降性能有很高的要求，以200吨级的战略运输机为例，因为战时前线不一定具备大型的民用机场，这就要求军用运输机要具有短距起降和野战机场起降能力，前线野战机场环境恶劣，而***用上单翼的气动布局，可以提高发动机离地距离，防止起降时沙石进入发动机，增加飞机起降的安全性。

c17野战机场降落

我军的运20也为典型的上单翼布局

其次，军用运输机的主要任务是运送物资和军事装备，对机舱噪音和可维护性要求相对较低，因此***用上单翼气动布局，机翼从货仓顶部穿过，更有利于货仓的布置，同时增大货仓空间，降低机舱地板高度，方便装备和人员的进出。

最后，***用上单翼布局的军用运输机更有利于执行伞降任务和提高伞降效率，上单翼的设计，增加了飞机的稳定性，使得伞兵在执行跳伞作业时可以从侧舱门和后舱门同时伞降，切不会受机翼的干扰，提高了伞降的安全性。

伊尔76进行伞降作业

与军用运输机不同，民航客机一般***用下单翼布局，究其原因在于，民航客机通常在铺装跑道起降，危险性比较小，下单翼布局更有利于发动机的日常维护，发动机置于翼下，远离客舱，有利于提高客舱舒适度。同时，下单翼布局可以使主起落架与机翼相连，避免机身额外鼓包，降低飞行阻力，提高燃油经济性，减少航空公司运营成本。

总之，不同的布局方式是根据不同的需求设计的，军用运输机的核心是货仓尺寸和起降性能，而民用运输机追求舒适性与经济性，这就造就了不同的气动设计。

其一，货舱底部离地面近，车辆或叉车可以直接进出，有利于机械化装卸，集装箱也可以用自带绞盘直接拖曳入舱，不依赖吊车起重设备。总之，效率高速度快对机场设施要求低。其二，发动机远离地面减少吸入地面杂物砂石，对野战机场简易机场适应性好。其三，起落架支柱短强度高，有利于承重；

现代飞机机翼的纵向位置基本上有三个选择，分别是下单翼，中单翼和上单翼。一般来说，二战时期的战斗机，现代客机，公务机，部分通航小飞机使用下单翼。***用下单翼时，机身在机翼之上，机身底部为飞机机械设备和货仓，人员客舱位于机身顶部。如果出事，客舱人员可以得到一定缓冲，一定程度上减少人员伤亡。同时，下单翼设计挂在机翼下方的发动机离地面非常近，便于地勤人员的维护和检查。但同时，客舱离地太远，上下人员要用云梯车***，效率会受到一定影响。

中单翼大多使用在第二代战斗机上，比如常见的米格-21战斗机，F-86战斗机等等都是典型的中单翼设计。不过，第三代战斗机开始，工程师们大范围使用机身内部空间巨大，阻力较低的翼身融合设计，从此就没有明显的中单翼飞机了。

上单翼则多使用在军用运输机和部分小型通航飞机上。特别是军用运输机，目前世界上绝大多数的运输机都使用的上单翼设计。▼这是我们国家的运-20运输机，从图片就可以看出，它***用的就是典型的上单翼设计。
那为什么运输机要使用上单翼设计呢？主要原因有3个。

第一，上单翼设计货仓位于机身下部，离地面非常近，可以设置尾舱门，非常便于装货卸货。众所周知，军用运输机大多时候需要运送一些重量较大的武器设备，货仓离地面比较近的话，尾舱门打开以后，坦克，装甲车和货车等装备可以直接开进货仓。而一些不能移动的设备则也可以使用叉车直接运送进货仓内部，货物的装卸效率非常高。兵贵神速，运输机的装卸速度越快，部队投送速度越快，战斗力也就更强。

第二，上单翼设计挂在机翼下方的发动机离地面较远，可以有效避免地面沙石飞溅损坏发动机。现代运输机需要经常往返于前线和大后方基地，而前线机场条件都比较艰苦，根本没有铺装的柏油跑道的。在这种跑道上滑跑时，发动机产生的强大气流，会让跑道黄沙漫天。这个时候，发动机距离地面越远越安全，而上单翼设计就是发动机离地面最远的设计。▼C-130运输机在滑跑时，地面扬起的尘土直接覆盖了整架飞机。C-130发动机确实可靠性强，否则这种时候其实挂得再高都没用。第三，上单翼设计飞机的重心位于机翼之下，两侧机翼产生向上的升力，中心机身则受到向下的重力，稳定性比较好▼。稳定性好有什么用呢？别忘了，军用运输机除了运设备之外，还有一个任务，那就是运送空降兵进行跳伞。而空降兵在进行跳伞时，需要打开尾舱门和侧舱门。飞行稳定性好的话，舱门打开，虽然气动外形遭到破坏，但有了飞控系统的控制和稳定性出色的上单翼布局配合，依然可以轻松保持稳定飞行，让伞兵高效率进行伞降。

上单翼设计并不是只有优点，也有两个比较明显的缺点。第一，上单翼设计发动机挂高了是可以一定程度避开沙石损伤，但是也带来了保养困难的问题。发动机挂高，地勤人员要对发动机进行常规保养就得使用车辆和云梯，效率较低。第二，上单翼设计的话，运输机需要在底部格外设置放置起落架的空间。仔细观察运输机机身底部就可以发现，其机身底部两侧会有两个鼓起，就是存放起落架的。总得来说，***用上单翼设计更适合战争，是利大于弊的，更有利于运输机作战。

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