后掠翼飞机

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• 1 概况
• 2 原理
• 3 由来
• 4 优点
• 5 缺点
• 6 后掠翼的故事
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• 1 概况
• 2 原理
• 3 由来
• 4 优点
• 5 缺点
• 6 后掠翼的故事
• 7 参考资料
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后掠翼飞机英文名称为：swept-backwingairplane，后掠翼飞机是机翼前、后缘向后伸展（后掠）的飞机。后掠翼飞机大多是军用飞机和作战飞机。后来，为了满足不同高度、速度飞行和起飞着陆对机翼后掠角的不同要求，又生产出变后掠翼飞机。

后掠翼飞机-概况

后掠翼飞机-原理

跨音速和超音速军用飞机多为后掠翼飞机。飞行中，当垂直于机翼前缘的气流速度接近音速时，机翼上表面局部气流速度将超过音速，出现激波，使飞行阻力急剧增加。后掠翼飞机由于与机翼前缘垂直的气流速度分量低于飞行速度，与平直机翼飞机相比，只有在更高的飞行速度下才会出现激波，从而推迟了激波的产生。即使产生激波，也能减弱激波强度，减小飞行阻力。但这种机翼的扭转刚度差，会使副翼的操纵效率降低。其次，由于有指向翼尖的展向流动，大迎角飞行时气流首先从靠近翼尖部分分离，使飞机自动上仰和滚转，严重影响飞行安全。

后掠翼飞机-由来

60～70年代，军用后掠翼飞机发展很快。为了满足不同高度、速度飞行和起飞着陆对机翼后掠角的不同要求，又生产出变后掠翼飞机。如美国的F-111战斗轰炸机、苏联的米格-23歼击机。有些变后掠翼飞机机翼的后掠角是用电子计算机自动控制的，如美国的F-14舰载多用途战斗机。这些飞机飞行的最大马赫数多在2.0以上。

后掠翼飞机-优点

作战飞机采用后掠翼、可变后掠翼等新型机翼，提高了飞机的飞行速度，缩短了起降距离。飞机是靠机翼所产生的升力而飞上天的，所以机翼的形状和大小直接关系到它的飞行速度及起降距离。早期的飞机多为十字架型，有单翼机，也有双翼机，到二次大战时多为单翼机。战后以来，开始研制后掠机翼，1948年，美国在F-86战斗机上采用了后掠翼，前苏联也于不久研制出类似的“米格”-15战斗机。在后掠翼的基础上，又研制了梯形和三角形机翼，如美国的SR-71侦察机就是采用的三角形机翼，其飞行马赫数为3.5，飞行高度可达27000米。采用后掠翼虽能提高飞行速度，但产生的升力较小，在起飞和着陆时需要有较长的距离，一般战斗机起飞滑跑要1000米以上，重型轰炸机则要2000米以上，这种大型机场跑道则长达3～5公里，在战时跑道被破坏的情况下就很难起飞。为此，又研制了可变后掠翼，在起飞、着陆和巡航时，机翼在平直位置；要飞大速度时，机翼便可后斜。目前，许多作战飞机都采用变后掠翼，就是重达100吨以上的战略轰炸机也采用变后掠翼。在短距起飞技术方面，目前已达500米左右，今后则继续向短距（200米左右）起飞、垂直降落方向发展。

后掠翼还能减弱激波强度，降低波阻。现代高亚声速旅客机大多是后掠翼飞机。

后掠翼飞机-缺点

后掠翼虽然空阻小，但存在机翼前缘升力不足的缺点，而且后掠角越大，升力系数越低，使得飞机在起飞，着陆，空速限制等指标上都不理想。

后掠翼除去前缘升力小的缺点外，还有一个致命的缺陷，叫做"翼尖发散"或"翼尖失速"，就是说飞机机翼的表面受空气粘性影响形成的一薄层气流(术语称：附面层)会从翼根向翼尖流动,在大迎角机动时，翼尖的附面层会因流动过于激烈而与机翼分离，使得飞机失去大部分升力。

后掠翼飞机-后掠翼的故事

P.0310251-13/II是福克武尔夫于45年1月推出的大型夜间战斗机方案（机长超过16~18米，翼展20~22米）。方案类似Do335的后继型号P.252，使用机体内的活塞式发动机驱动机尾的大型螺旋桨，另外翼下加挂两台喷气发动机，所以它是一种混合动力的飞机，技术虽很复杂却也不无实现的可能。 P.0310251-13/II

谈到超音速飞行，我们一般都会想到喷气发动机的发明者弗朗克·惠特尔爵士和德国发明家奥海因，这无疑是对的，因为超音速飞行的两大关键技术之一就是喷气式发动机的产生。而对于另一项技术，有些人可能就不是十分了解了，这就是后掠翼技术的出现。有关喷气发动机的记述已经很多了，所以在这里我想把后掠翼技术的产生及影响向大家做一个简要的介绍。

自从飞行器诞生以来，人类变进入了一个更为广阔的活动领域，交流变得更加顺畅了。尤其是在第一次世界大战中，飞机的作用使人们眼界大开。所以在一战结束后的一段时间里，飞机的设计水平突飞猛进，涌现出了很多优秀的飞行员和非常具有天赋的设计师，针对飞机的各项研究也受到极大的重视。在这些人当中，有一位叫布兹曼的德国人，那时他还在德国的哥根廷大学，在德国著名的力学家、德国近代航空流体力学的奠基人普朗特教授知道下从事研究工作。也正是在普朗特教授身边的这段日子里，为布兹曼后来在超音速空气动力学领域的权威地位奠定了坚实的基础，当然，这是后话了。真正使布兹曼一鸣惊人的是一次在意大利举办的学术会议，这是一个由罗马的皇家科学院和沃尔它基金会举办的以“高速航空”为主题的学术会议，接到邀请一般都是国际航空界的知名人士，在被邀请的德国人当中，就有普朗特教授和布兹曼，当然，这主要还是由于普朗特教授的缘故，因为当时的布兹曼在国际航空领域还没有什么知名度可言，这次会议无疑为他提供了一次难得的机遇，而事实上，他也确实抓住了这个机遇。由于他还不为国际航空界所知晓，这无形中也给他带来了压力，因为选择什么样的课题及对该课题的研究水平才可以满足那些参加会议的大师级人物的要求，布兹曼心里一点底也没有。后来经过联系，他决定和一位瑞士学者合作，研究一个在当时很有挑战性的课题-----------超音速飞行时的升力。之所以选择这个题目，除了要保证研究成果的先进性之外，还有另外的考虑，因为在当时的德国，法西斯正在为战争做各种准备，很多与军事有关的科研项目都被列入了机密，与该机密有关的人员均被禁止出国。而超音速飞行在当时还被看成是不可想象的事情，自然也就没有军事价值了，所以可以很容易避开当局的纠缠。课题选定之后，布兹曼仍然担心自己的研究结果不能满足那些大使们的需要，因为自己毕竟太年轻了。所以他夜以继日地工作、研究，正是在这样的背景之下，他提出了后掠翼的设想。我们都知道，直翼飞机在接近音速的时候，由于流经上翼面的气流速度比飞机飞行的速度要快，因此已经超过了音速，这时气流本身就会发生重大变化，对飞机产生阻力，也就是波阻，对飞机进一步提高飞行速度来说，这是一个难以逾越的障碍。而后掠翼则巧妙地把本来垂直于飞机飞行方向的气流进行了分解，因为机翼是倾斜的，这样作用于机翼垂直方向的气流速度肯定要比直翼飞机要小，从而可以推迟波阻的产生，为进一步提高飞机的飞行速度创造了条件。这一结果使他兴奋不已，为了证实这个结论在正确性，布兹曼又进行了大量的实验，结果令人满意。

今天，当我们乘坐着舒适的喷气客机旅行的时候，是否想到过那些航空界前辈们呢？我们不应该忘记他们。他们孜孜不倦的追求、科学严谨的工作作风永远是我们取之不尽的宝贵财富。

后掠翼飞机-参考资料