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飛機(jī)上這些長(zhǎng)長(zhǎng)的斜拉鋼絲繩是做什么用的?

2019-11-24 09:00 作者:瀚海狼山  | 我要投稿



飛機(jī)剛剛發(fā)明的前十來(lái)年,基本還是用木材作為龍骨材料,再加上帆布蒙皮制造。為了增加升力,大多采用了雙翼甚至是三翼結(jié)構(gòu)。這就需要在上下機(jī)翼之間、機(jī)體和機(jī)翼之間,布置三角布局的斜拉鋼絲繩來(lái)加強(qiáng)全機(jī)的強(qiáng)度。后來(lái)才出現(xiàn)用鋼材作為主龍骨,用鋁合金作為次要的支撐結(jié)構(gòu)和蒙皮的飛機(jī)。不再需要在飛機(jī)機(jī)翼和機(jī)身之間大量拉上鋼絲繩加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。不過(guò)飛機(jī)的垂尾、尾翼、襟翼等氣動(dòng)活動(dòng)面,仍然需要用鋼絲結(jié)合滑輪、彈簧等進(jìn)行氣動(dòng)操縱。不過(guò)這些鋼絲從外觀已經(jīng)看不出來(lái)了。到了今天,在運(yùn)8、轟6等飛機(jī)上,從機(jī)頭的駕駛室頂棚之上一直到高大垂尾的前端,如果仔細(xì)觀察,仍然會(huì)看到一根細(xì)長(zhǎng)的斜拉的“繩索”。很顯然,這也是一根鋼絲繩。難道當(dāng)代這么大的飛機(jī),仍然需要斜拉一根鋼絲,增加巨大垂尾的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度?


或者需要用這根鋼絲繩來(lái)傳遞飛行員的操縱力,讓垂尾上的尾舵來(lái)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)?實(shí)際上這兩點(diǎn)猜測(cè)都不對(duì)!現(xiàn)代的中大型運(yùn)輸機(jī)和轟炸機(jī)都已經(jīng)有足夠大的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,并不需要再在機(jī)體和大型的翼面之間,斜著拉鋼絲來(lái)增加整體強(qiáng)度。而現(xiàn)代中大型飛機(jī)操縱所有氣動(dòng)翼面,都已經(jīng)是液壓助力甚至是電傳操縱。所有的液壓結(jié)構(gòu)都隱藏在機(jī)體和機(jī)翼的內(nèi)部,也不需要任何外在的鋼絲來(lái)傳遞操縱力。飛機(jī)飛行速度都動(dòng)輒數(shù)百公里甚至上千公里每小時(shí),這些斜拉的鋼絲繩,更不可能是用來(lái)晾衣服的。這種可見(jiàn)的鋼索,其實(shí)是一種機(jī)載無(wú)線電電臺(tái)的天線,學(xué)名叫做張線天線,也叫拉線天線,或者稱(chēng)為拉索式高頻天線。張線天線是一種導(dǎo)線式的剛性天線,廣泛用于二戰(zhàn)前后的螺旋槳飛機(jī);第一代噴氣式戰(zhàn)斗機(jī);以及現(xiàn)代低速大型飛機(jī)。主要用途是遠(yuǎn)程通信。

具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。適合機(jī)載電臺(tái)的波長(zhǎng)在3米到30米之間的范圍。運(yùn)7,運(yùn)8、轟6等飛機(jī)的脊背上,都有張線天線。早期的蘇制米格15,殲5和殲教5飛機(jī)上曾經(jīng)也有過(guò)這種天線。不過(guò)后來(lái)在戰(zhàn)斗機(jī)上基本取消了。張線天線主要類(lèi)型有T型、傾斜式等幾種。傾斜式是最廣泛采用的一種。這種天線在各種情況下都維護(hù)很方便。但這類(lèi)天線的缺點(diǎn),瀚海狼山認(rèn)為也同樣明顯。首先是額外氣動(dòng)阻力比較大。若飛行速度達(dá)到900公里每小時(shí)的高亞音速,為克服機(jī)體外有這么一根“長(zhǎng)繩子”的額外氣動(dòng)阻力,就需要付出數(shù)百馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)額外輸出功率,增加油耗明顯。除此之外,工作頻段內(nèi),天線輸入阻抗變化范圍也比較大,使匹配工作增加不少難度;另外張線天線還存在著繩子上結(jié)冰的危險(xiǎn)。因此當(dāng)代超音速的飛機(jī),幾乎都不再裝備這種拉繩的天線,而用短小而結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大,飛行空氣阻力小的刀片狀天線代替。


有人認(rèn)為這種拉繩天線代表著技術(shù)落后,其實(shí)不然。雖然當(dāng)代機(jī)載衛(wèi)星通信和數(shù)據(jù)鏈已經(jīng)非常成熟,但是中短波機(jī)載電臺(tái)仍然是非常普遍的備份。其實(shí)美國(guó)的C130系列飛機(jī),甚至E2系列預(yù)警機(jī)上,到目前也仍然有這種張線天線。不僅僅是飛機(jī)上有。過(guò)去幾年曾經(jīng)有潛伏的常規(guī)潛艇突然在重要航道上上浮,可見(jiàn)指揮圍殼和艇身前后斜拉的“鋼絲繩”上居然掛滿(mǎn)了海帶,其實(shí)這也是潛艇水面通訊用的張線天線。


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