可变后掠翼 上个时代的技术遗产

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F-14

自从航空器的发展跨入音速时代后,如何兼顾速度与机动性这一对矛盾体便成了世界各国的航空科研人员的最亟待解决的难题,在航空器跨音速飞行时,具有大后掠角的机翼可以有效的避难激波带来的阻力,但也导致其在低速状态下的诱导阻力大、低速特性差的问题。为了解决这一对矛盾,可变后掠翼技术应运而生。

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“狂风”战斗机

可变后掠翼是指在飞行过程中机翼后掠角可随飞机飞行速度、高度变化而改变的机翼,其最大的优势在于可通过改变机翼后掠角来调节飞机在不同速度下的升力、阻力特性,平衡飞机在高度与低速之间的性能。可变后掠翼不仅可以解决飞机高低速之间气动布局的矛盾,还可以缩短起降距离,增大航程,节省燃料。

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米格-23

可变后掠翼飞机通过机翼后掠角的变化,使飞机在低速和高速飞行中获得更为理想的升力。在起降与低速飞行时,可使用较小的后掠角,使机翼前缘升力增加机翼效率提高,而在高速飞行乃至超音速飞行时使用大后掠角,提高了飞机的加速性能。因此可变后掠翼飞机同时具有在高空与低空、高速与低速之间迅速转换的巡航能力。

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F-111 “土豚”战斗轰炸机

可控后掠翼的设计最早始于二战中德国人的技术验证机Me p.1011,但随着二战结束德军战败Me p.1011并未完成制造,世界上第一型可控后掠翼飞机是美国贝尔公司的于1951年6月20日首飞的X-5,进入60年代后,冷战进入了最高峰,东西方阵营间围绕着轰炸机的低空突防与战斗机的空中拦截,将可控后掠翼技术发展到了极致。也由此促成了一系列经典名机的诞生。

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图-22与图-160

在冷战中,美苏阵营各自推出过不同版本的可控后掠翼战机,有的是具有超音速低空突防能力的战略轰炸机,例如:B-1B、图-22M、图-160,也有的是能够适应不同战场环境负责对地打击的战斗轰炸机,例如:F-111、苏-20、苏-24、米格-27,还有的是能够夺取制空权的战斗机,例如:F-14、米格-23、狂风。

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在这其中最令人瞩目的可变后掠翼无疑是格鲁曼公司F-14战机,作为美军史上最为人瞩目的战机之一,F-14相比于其他可控后掠翼机除了最为人称道的“颜值”外,还在于F-14也是世界上第一款使用计算机技术操纵机翼后掠角的可变后掠翼战机,实现了后掠角从20°~60°的自动变形,这使得F-14在“战斗力”上相比其他同类有着质的飞跃。

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而在轰炸机领域内,同样出彩的还有俄罗斯的图-160与美军的B-1B,这两款轰炸机之间有着极为相近的气动布局,均是采用机身融合体加可变后掠翼的设计,4台发动机成对地装在机翼下靠近飞机重心的两个发动机短舱内,尾翼称十字形,图-160与B-1B这样的设计理念就是利用可变后掠翼来实现超音速飞行,在凭借速度的优势以突破敌方的拦截系统。

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虽然说可变后掠翼在高低空,高低速之间具有更为广泛的适应性,但是由于其机翼部分的复杂结构增加了战机的重量,减小了负载,加大了维护保养的难度,也使得飞机的事故率明显的上升,同时随着航空技术的进一步的发展演进,计算机飞控技术在战斗机中普遍的运用,以及矢量发动机技术的出现,使得传统局部的飞机在一定程度上弥补了只有可控后掠翼才能实现的在高低空,高低速之间的兼容,这也使得可控后掠翼技术优势难以完全发挥,而其劣势则被进一步放大,以至于在今日鲜有人问津成为了时代的淘汰物。

责任编辑:实习编辑 韩婉洁

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