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什么是掠翼飞机?

发布时间:2019-08-05 12:13 来源:未知 编辑:admin

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  早期的飞机多采用直机翼,后来为提高飞机的飞行速度,做超音速飞行,飞机发明家们竭智尽力地研究机翼的形状和布局,而前掠、后掠、变后掠、斜翼和X翼等形形色色的飞机机翼就是他们独创工巧的设计。这些机翼有一个共同特点就是都带有掠角,因此,我们把装有这些机翼的飞机统称为掠翼飞机。

  第一架前掠翼飞机是在第二次世界大战中出现的德国制容克JU-287大型喷气轰炸机。它的最大飞行速度是810千米/小时,比当时的任何螺旋桨飞机都快得多。有人认为这种飞机的试飞成功是高速飞机设计的一项革命性突破。但奇怪的是,在飞行中发现,铝合金前掠翼发生严重颤振和翼梢扭曲变形,成为它的致命弱点,这种飞机的研制并因此而搁置。

  20世纪80年代,随着复合材料和控制技术的进步,前掠翼飞机才东山再起,重新发展。美国格鲁门公司研制了两架X-29A前掠翼验证机,机翼上用碳纤维复合材料,以特殊铺层的办法制做蒙皮而解决了这一关键问题。在爱德华空军基地试飞时,发现这种飞机的升力增大了30%~40%,阻力减小了10%~20%,重量减轻了约25%,飞行速度达到音速的15倍,取得了惊人的成果,因此被列为未来战斗机最有希望的方案之一。

  现在,美国计划将X-29A验证机的试验成果应用到先进技术战斗机的方案上,着手研制具有实战能力的前掠翼战斗机。他们提出的方案很多,其中最具特色的是前掠双垂尾的布局。这种战斗机做大机动飞行时前掠立尾前方的气流恰好垂直于它的前缘,这样,方向舵就会达到非常好的气动效果,而且横侧操纵能力也会大大增强。当然发动机的转向喷口也可以帮助纵、横向操纵,使其更加机动灵活。

  后掠翼飞机,人们对它并不陌生。早期的一些亚音速战斗机为改善性能也采用后掠机翼,美国在20世纪40年代初研制成功的XP-55战斗机就是典型的一种。现役超音速战斗机的机翼都带后掠,令人瞩目的美国F-16和俄罗斯米格-29战斗机就是采用大后掠角的边条翼和三角翼组合的布局,使气动特性得到极大改善。

  第二次世界大战结束时,美国从德国法西斯手中缴获了大量国防机密资料,发现梅塞施米特公司当时正在设计变后掠翼的P-1101战斗机,该设计可使平直机翼转成后掠翼,又可把后掠机翼转成平直机翼,这引起美国空军的极大重视,并决定制造样机进行试验。1948年,贝尔公司承担了研制任务,样机定名为X-5变后掠翼研究机。

  1951年,第一架可变后掠翼飞机试飞成功。1964年,美国的F-111变后掠翼战斗机问世,轰动世界,此后各国飞机设计师纷纷仿效,先后已有十多种先进的变后掠翼战斗机和轰炸机问世服役。如美国的F-14,俄罗斯的米格-23、米格-27、苏-27等战斗机;美国的B-1、俄罗斯的“海盗旗”等超音速战略轰炸机等。

  变后掠翼飞机在高速飞行时机翼转成大后掠角,飞机的阻力小、加速性能好、抗阵风能力强;起落和低速飞行时,机翼转成平直和小后掠角,飞机的续航时间增长、经济性能好、起落距离短、安全,因而成为现代战斗机和轰炸机设计中的重要举措。

  X形机翼飞机的方案很早就有了。美国对它的研究也不少,而美国航宇公司在20世纪80年代末提出X形机翼的新型战斗机方案却很奇特。

  这种飞机机翼为X形翼,一副前掠,一副后掠,像一只大蝙蝠。飞机的机身短,进气道和发动机都装在腰部,喷口处于X形翼后缘汇交处。发动机的喷气流从机翼表面上向后诱导出强气流,不但带走前掠翼与边条翼汇交处形成的乱流,而且这股气流产生的环量可以大大提高机翼的升力,据估计,这种飞机的机动性能将极其优越。

  美国西科斯基公司提出了直升机和X型翼飞机结合为一体的新方案,用X形机翼进一步进行转换试验。计划中的这种飞机具极强的性能,在各种飞行条件下都能够达到最佳的飞行状态,人们正企盼着这种新型飞机的问世。

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