Flugzeugflügel sind so dünn. Warum können sie Motoren tragen, die Dutzende Tonnen wiegen?

Zu den Hauptbestandteilen des Flügels zählen Rippen, Holme, Stringer und Außenhäute. Die Grundfunktion der Flügelstruktur besteht darin, die stromlinienförmige Form des Flügels zu bilden und gleichzeitig die äußeren Lasten auf den Rumpf zu übertragen.

Die Flügelstruktur sollte über ausreichende Festigkeit, Steifigkeit und Lebensdauer gegenüber äußeren Belastungen verfügen. Ausreichende Steifigkeit bezieht sich sowohl auf die Fähigkeit der Außenhaut, die Profilform unter aerodynamischen Belastungen beizubehalten, als auch auf die Fähigkeit des Flügels, Torsions- und Biegeverformungen zu widerstehen.

Die Hauptfunktion der Tragfläche besteht darin, Auftrieb zu erzeugen, um das Flugzeug im Flug zu unterstützen. Darüber hinaus spielt sie auch eine gewisse Rolle bei der Stabilität und Kontrolle.

Das Design eines Flugzeugflügels besteht hauptsächlich darin, den Luftstrom in zwei Teile, einen oberen und einen unteren, zu unterteilen und einen Unterschied zwischen den beiden Teilen zu erzeugen, wenn der Flügel in der Luft fliegt.

Der Hauptgrund für den Aufstieg eines Flugzeugs ist die Ausnutzung von Druckunterschieden. Die Form der Ober- und Unterseite des Flügels ist asymmetrisch, sodass die Luft auf der Oberseite des Flügels eine größere Distanz zurücklegt und von Natur aus eine schnellere Strömungsgeschwindigkeit aufweist. Je höher die Geschwindigkeit, desto niedriger der Luftdruck und der Druckunterschied zwischen Ober- und Unterseite sorgt für Auftrieb.

Je schneller sich das Flugzeug bewegt, desto größer ist der Druckunterschied bzw. Auftrieb. Daher muss sich das Flugzeug beim Abheben mit hoher Geschwindigkeit bewegen. Wenn ein Flugzeug sinken muss, muss es nur seine Vorwärtsgeschwindigkeit reduzieren, und sein Auftrieb nimmt automatisch ab.

Wie können Flugzeugflügel so viel Gewicht tragen? Angesichts des Gewichts des Flügels selbst hängt die Fähigkeit, der Betriebslast (die während der Konstruktion als Auslegungslast vergrößert wird) sicher standzuhalten, von der richtigen Auswahl der Strukturmaterialien, der sinnvollen Anordnung der Strukturkomponenten und der sorgfältigen Konstruktion, Analyse und Optimierung der Strukturabmessungen ab.

① Wahl des Flügelmaterials

Die Flügelhaut besteht in der Regel aus Verbundwerkstoffen, während für die tragende Struktur weiterhin metallische Werkstoffe verwendet werden. Die Eigenschaften von Kohlefaserverbundwerkstoffen sind ihr geringes Gewicht und ihre hohe Tragfähigkeit, wodurch sie sich sehr gut für den Einsatz in Flugzeugtragflächen eignen.

2. Sinnvolle Anordnung und Größenoptimierung der Flügelstrukturkomponenten. Der Grund, warum Flugzeugflügel den Großteil des Gewichts tragen können, liegt darin, dass die Haupttragstruktur der Flügelkasten ist, der aus sehr leichtem und starkem Kohlefasermaterial besteht und dessen Inneres aus Hunderten von Skeletten besteht. Lassen Sie sich also nicht von der Dünnheit der Flügel eines Flugzeugs täuschen. Tatsächlich sind seine innere Struktur und Tragfähigkeit sehr leistungsstark.

Zu Beginn der Konstruktion berücksichtigen die Konstrukteure das Gewicht des Flügels und das maximale Gewicht, das das gesamte Flugzeug tragen wird, in der Konstruktion und Berechnung und entwerfen und optimieren den gesamten Flügel auf der Grundlage des maximalen Gewichts. Jedes neue Flugzeug wird unzähligen Tests unterzogen, bevor es auf den Markt kommt.

Die Treibstofftanks der meisten Zivilflugzeuge befinden sich an den Tragflächen. Viele fragen sich vielleicht: Wenn das Flugzeug doch so groß ist und so viel Platz bietet, warum müssen wir die Treibstofftanks auf den Tragflächen anbringen?

Tatsächlich sieht das Flugzeug sehr groß aus, aber der größte Teil des Platzes ist für Passagiere und Bordausrüstung reserviert. Für den Kraftstofftank bleibt nur sehr wenig Platz. Allerdings haben sich die Tragflächen zu einem guten Ort für die Lagerung von Treibstoff entwickelt, da sie über eine ausreichende Tragfähigkeit und viel Platz verfügen. Das Betanken der Flügel trägt außerdem dazu bei, die Flugstabilität des Flugzeugs aufrechtzuerhalten. Im Allgemeinen hängt die hervorragende Leistung von Flugzeugflügeln hauptsächlich von den fortschrittlichen Materialien selbst ab, gepaart mit dem einzigartigen Flügeldesign und der gezielten Optimierung des Strukturdesigns, die die Sicherheit und Stabilität des Flugzeugs während des Fluges gewährleistet.