從前掠翼到后掠翼,飛機(jī)改變的不只是形狀 原創(chuàng) 2017-07-03 航空制造網(wǎng) 航空制造網(wǎng) 航空制造網(wǎng) aerotime 我們致力于傳播知識(shí)、傳遞信息,側(cè)重報(bào)道價(jià)值性&趣味性兼具的內(nèi)容,執(zhí)著于每天用點(diǎn)滴內(nèi)容將航空制造科技的精彩與魅力展示給更多的人,給大家不斷帶來(lái)源于知識(shí)增長(zhǎng)、視野開(kāi)拓的快樂(lè)?!霸谶@里,讀懂航空制造科技”是我們奮斗的動(dòng)力 談到前后掠翼的問(wèn)題,我們首先要了解的就是機(jī)翼為什么要前掠或者后掠。解釋飛機(jī)的前后掠,小編有一個(gè)還算形象的比喻。那就是當(dāng)我們從高處跳下的時(shí)候,比如蹦極,跳傘等,我們的兩只手臂會(huì)有兩種放置方式,一種就是向后掠,甚至夾緊在身體兩側(cè),一種就是兩只手臂往前伸。 這是為什么呢??jī)H僅是人類(lèi)學(xué)習(xí)的結(jié)果么?顯然不只是,更多的是這樣可以減少阻力,身體猶如流線型一樣。飛機(jī)機(jī)翼的前后掠也是有此功能。大家知道,飛機(jī)在空中飛行,機(jī)翼猶如一把刀在切割空氣,氣流在機(jī)翼處上下分離。當(dāng)飛機(jī)速度繼續(xù)增大時(shí),機(jī)翼前緣會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的激波,帶來(lái)激波阻力。如果是平直機(jī)翼的話,激波阻力會(huì)嚴(yán)重的限制飛機(jī)速度的增加,甚至?xí)驗(yàn)樵斐深澱袷沟蔑w機(jī)解體。世界上第一架超音速飛行的飛機(jī)就是平直機(jī)翼,沖擊音障時(shí)飛機(jī)解體。而采用掠型翼,機(jī)翼前緣的激波會(huì)隨著氣流的外洗而逐漸的脫離機(jī)翼,前掠翼從翼根處脫離,后掠翼從翼尖處脫離。 掠型翼時(shí)飛機(jī)沖破音障,達(dá)到更大的速度,實(shí)現(xiàn)超音速甚至高超音速飛行的必要條件之一。這次,小編就和大家,一起從前掠翼講到后掠翼。 1、前掠翼 前掠翼最具代表性的飛機(jī)就是前蘇聯(lián)的蘇-47金雕。 前掠翼飛機(jī)的機(jī)翼外形的最大特點(diǎn)就是其前緣和后緣均向前掠。在結(jié)構(gòu)上,前掠翼結(jié)構(gòu)可以保障機(jī)翼與機(jī)身之間更好的連接,并且合理的分配整機(jī)所承受的壓力。在機(jī)動(dòng)性上,前掠翼技術(shù)可以使得飛機(jī)在亞音速下具有非常好的氣動(dòng)性能,大仰角狀態(tài)下的機(jī)動(dòng)性。在起降上,前掠翼飛機(jī)的升力更大,載重量也大,因此可以減小機(jī)翼面積,縮短滑跑起飛的距離。在控制性上,前掠翼飛機(jī)具有較大的可控性,尤其是低速時(shí)的可控性。 前掠翼并非十全十美,其技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜,與之配套的相關(guān)技術(shù)的要求也很高。氣動(dòng)部件的強(qiáng)度要求大,而且翼尖顫振的問(wèn)題至今無(wú)法解決,由于材料的制約,前掠翼飛機(jī)氣動(dòng)彈性發(fā)散的問(wèn)題也一直無(wú)法克服。因此前掠翼一直沒(méi)有廣泛的應(yīng)用。 2、平直機(jī)翼 平直翼是一種最簡(jiǎn)單的機(jī)翼形狀,從飛機(jī)被人類(lèi)設(shè)計(jì)出來(lái)開(kāi)始,平直翼就一直存在。有人說(shuō),機(jī)翼前緣并不嚴(yán)格的垂直于機(jī)身軸線的機(jī)翼算平直翼么?這個(gè)是算平直翼的。機(jī)翼前緣和機(jī)身垂直,機(jī)翼從翼根到翼尖一樣寬,這時(shí)最典型的平直翼。一般出現(xiàn)在現(xiàn)在的小型通航飛機(jī)上。這樣的機(jī)翼制造容易,升力產(chǎn)生效率高,同時(shí)阻力也大。為了改善機(jī)翼的受力,平直翼可以帶有一點(diǎn)的錐度。從翼根到翼尖逐漸變窄,同時(shí)前緣略微后掠。 平直機(jī)翼加錐度和后掠后,可以明顯的改善升力的分布,使得更多的升力產(chǎn)生在靠近機(jī)翼根部的位置,因?yàn)檫@個(gè)地方結(jié)構(gòu)最強(qiáng),而且力臂也短,降低翼根的應(yīng)力。平直機(jī)翼是大多數(shù)低速飛機(jī)的首選,成本低,性能夠用。當(dāng)速度大幅度提高時(shí),平直翼就無(wú)法勝任了。 3、后掠翼 后掠翼是大多數(shù)飛機(jī)的型式?,F(xiàn)代的民航客機(jī),大型的運(yùn)輸機(jī),一般都會(huì)選用后掠翼。后掠翼是機(jī)翼的前后緣向后伸展的飛機(jī)。后掠翼的大小表示機(jī)翼后掠的程度,當(dāng)機(jī)翼后掠角度超過(guò)25度時(shí),才稱(chēng)之為后掠翼,不超過(guò)25度,依然叫做平直翼。后掠翼飛機(jī)有利于高速飛行,因?yàn)樗哂醒泳徱砻婢植恳羲贇饬鞯漠a(chǎn)生,減小飛行阻力。 有人可能會(huì)問(wèn),既然后掠翼提高飛機(jī)的飛行速度,達(dá)到超音速的目的,為什么沒(méi)看到有說(shuō)戰(zhàn)斗機(jī)用后掠翼。其實(shí)戰(zhàn)斗機(jī)用的機(jī)翼不止后掠,而且演變成了更加新型的機(jī)翼——三角翼。后掠翼及三角翼跨音速氣動(dòng)阻力小,有利于減緩激波阻力的產(chǎn)生,從而能夠使得飛機(jī)突破音障。但是飛機(jī)機(jī)翼后掠,飛機(jī)的配平更加困難,導(dǎo)致機(jī)動(dòng)性需要更多的翼面控制和復(fù)雜的控制系統(tǒng)。 后掠翼解決了飛機(jī)突破音障的問(wèn)題,但是也帶來(lái)了機(jī)翼升力不足的問(wèn)題。機(jī)翼的后掠角越大,升力系數(shù)越小,機(jī)翼帶來(lái)的升力也就越小。因而對(duì)于飛機(jī)的起飛、降落等低速飛行時(shí)不利。而后掠翼也有一個(gè)致命的缺陷,那就是翼尖失速,氣流流經(jīng)機(jī)翼時(shí),沿機(jī)翼前緣由翼根向翼尖移動(dòng),從而造成翼尖失速,使得飛機(jī)失去部分升力。 4、三角翼 三角翼是飛機(jī)機(jī)翼的形狀之一,因其像三角形而得名。三角翼構(gòu)型普遍用于超音速飛行的飛機(jī),像美國(guó)的F-22、F-18,中國(guó)的殲-10,以及大量的蘇式戰(zhàn)機(jī)等。三角翼超音速飛行時(shí)阻力小,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,跨音速時(shí)飛機(jī)重心向后移動(dòng)量小。 在超音速飛行中,機(jī)鼻形成的沖擊波到達(dá)三角翼的大后掠前緣時(shí),會(huì)使三角翼產(chǎn)生非常高的氣動(dòng)效率。大迎角飛行時(shí),三角翼前緣還能產(chǎn)生大量的氣流,附著與上翼面,能夠提高升力。 三角翼的缺點(diǎn)就是其在低速飛行時(shí),機(jī)動(dòng)性和操縱性下降,在起飛、降落,對(duì)地攻擊時(shí),都會(huì)有影響,對(duì)飛機(jī)的油耗也有不利的影響。 飛機(jī)最重要的部件就是機(jī)翼,飛機(jī)可以沒(méi)有水平尾翼、垂直尾翼,也可以沒(méi)有機(jī)身,但必須有機(jī)翼。飛翼式布局的飛機(jī),整個(gè)飛機(jī)就是一個(gè)機(jī)翼。因此,隨著對(duì)飛機(jī)氣動(dòng)形式研究的深入,材料、工藝等學(xué)科的發(fā)展,也許我們能夠看到,滿(mǎn)天飛的都是各種奇形怪狀的飛機(jī)。
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來(lái)自: 徒步者的收藏 > 《科學(xué),技術(shù),工業(yè)》