前言:目前,戰(zhàn)斗機是每個國家奪取空中制空權的唯一力量,也是每個國家空軍部隊當中最主要的武器裝備。而在螺旋槳戰(zhàn)機時代,戰(zhàn)斗機的飛機機翼布局,一般可以分為單翼、雙翼布局,當然那個時候戰(zhàn)斗機也有像飛翼布局、前掠翼布局這樣的特例存在。而螺旋槳戰(zhàn)斗機的單翼布局,在這當中又可以分為上單翼,以及下單翼的主要氣動布局。到了二戰(zhàn)結束以后的噴氣式戰(zhàn)斗機橫行的時代,戰(zhàn)斗機的氣動外形布局又發(fā)展出了許多型號,就比如前掠翼、后掠翼、三角翼、鴨翼、可變后掠翼、以及常規(guī)機翼氣動布局等等。
在這當中,戰(zhàn)斗機所使用的任何氣動布局,都是根據(jù)自己被賦予的作戰(zhàn)性能,或者是條件的影響所選擇的。而每一種機翼的氣動布局都有自己的優(yōu)點與缺點存在,下面咱們就講講每一種戰(zhàn)機的氣動布局都有何種優(yōu)點存在。
戰(zhàn)斗機的“后掠翼”氣動布局。 采用后掠翼氣動布局的戰(zhàn)斗機,顧名思義就是整個機翼向后驚,至于向后驚到什么樣的角度,這只能由研發(fā)單位對這款戰(zhàn)斗機所執(zhí)行的任務需求而定。在后掠翼戰(zhàn)斗機出現(xiàn)之前,世界各國所研發(fā)的戰(zhàn)斗機大多采用的是平直翼,就比如二戰(zhàn)時期的“零式”戰(zhàn)斗機,所采用的就是下平直翼的機翼布局。采用平直翼氣動布局的戰(zhàn)斗機,都有一個非常大的缺點難以避免,那就是平直翼在戰(zhàn)斗機飛行時,由于機翼是標準的橫向面對前方,所以在空中飛行時受到的風阻會非常大。如果一款采用平直翼的戰(zhàn)斗機,想要在不改變機翼布局的情況下,單單以改變發(fā)動機的轉速或者是推力來提高飛行速度的話,那么很可能會在戰(zhàn)斗機執(zhí)行高速飛行時付出解體的代價。
所以在戰(zhàn)斗機普遍采用平直翼的時代,世界各國所研發(fā)的戰(zhàn)斗機無論如何都不能突破音速,就算是盡可能地接近音速也做不到。
實際上后飛機后掠翼的概念,早在二戰(zhàn)之前就已經(jīng)出現(xiàn),出現(xiàn)這種概念的原因就是當時的航空科學家們,一直都在想方設法的想讓戰(zhàn)斗機飛得更高、飛得更快。而后掠翼氣布局的戰(zhàn)斗機優(yōu)點也非常多,比如在執(zhí)行高亞音速或者超音速飛行時,后對應可以極大的減小風波阻力、增加機翼產(chǎn)生的升力等。并且在依靠推力強大的噴氣式發(fā)動機之下,后掠翼會讓整架戰(zhàn)斗機更容易的突破音障達到超音速飛行,并且在戰(zhàn)機執(zhí)行高空高速飛行時,擁有極好的飛行穩(wěn)定性。
采用后掠翼氣動布局的經(jīng)典機型,很可能就是在二戰(zhàn)結束后,第1批出現(xiàn)的噴氣式戰(zhàn)斗機F86與米格15了。這兩款戰(zhàn)斗機也是世界上,第1批能夠真正突破音障的戰(zhàn)機,在此后世界各國也將超越音速作為戰(zhàn)斗機研發(fā)的重中之重。值得一提的是,F(xiàn)86戰(zhàn)斗機的后掠翼研究成果,同樣是出自于參與研發(fā)ME-262戰(zhàn)機的工程師“布茲曼”,德國人“布茲曼”同樣也是飛機后掠翼布局概念的提出者。而米格15戰(zhàn)斗機的后掠翼技術,則是出自于“布茲曼”研究ME-262戰(zhàn)斗機時所遺留的數(shù)據(jù)與資料。
戰(zhàn)斗機“可變后掠翼”氣動布局。 采用可變后掠翼氣動布局的飛機也很多,比如F14“雄貓”、米格23、“狂風”戰(zhàn)斗機,這些飛機都是采用可變后掠翼氣動布局的經(jīng)典機型。因為在二戰(zhàn)結束以后,噴氣式戰(zhàn)斗機為了追求高空高速性能,都已經(jīng)極大地犧牲了低空低速作戰(zhàn)能力。而有些國家正是看到了在一個“真空地帶”,進而想要研發(fā)一款能夠在不犧牲超音速飛行能力的情況下,擁有極好低空低速作戰(zhàn)能力的飛機。所以可變后掠翼飛機正是在這種情況下被提了出來,目的就是為了解決戰(zhàn)斗機低空低速性能極差的不足之處。
實質上飛機可變后掠翼的概念,早已經(jīng)在上世紀40年代就出現(xiàn)了,但是由于當時技術條件的影響,世界各國都沒有制造出實用的可變后掠翼飛機。在一般情況下,可變后掠翼戰(zhàn)機是絕對比固定的后掠翼戰(zhàn)機優(yōu)點要強的,當然這也只是單單指作戰(zhàn)性能。采用可變后掠翼的戰(zhàn)斗機,在低速與高速作戰(zhàn)時都可以達到非常理想的狀態(tài)??勺兒舐右淼墓ぷ鞣绞?,主要就是機翼主體有鉸鏈,或者是液壓系統(tǒng)所控制。在執(zhí)行高速飛行時,飛行員可以操縱控制系統(tǒng),將飛機機翼盡可能地向后掠,以此達到非常理想的高速飛行狀態(tài)。
而如果想要執(zhí)行低速作戰(zhàn)的時候,飛行員同樣可以操縱控制系統(tǒng),將飛機機翼往平直翼方向推動,從而讓飛機擁有非常好的低速飛行性能。
可變后掠翼的優(yōu)點,正是在于可以讓飛機在高速與低速飛行時,機翼能夠在某些角度之內隨意切換。比如,在戰(zhàn)機即將著陸、起飛,或者是執(zhí)行低速飛行作戰(zhàn)時,就可以打開操縱系統(tǒng)將機翼的后掠度角縮小,以此來將飛機的機翼升力增加,讓整架飛機的低空作戰(zhàn)能力提高。如果想要執(zhí)行超音速飛行、或者是高亞音速飛行的時候,這時就可以操縱控制系統(tǒng),將飛機機翼的后掠角度加大,從而讓飛機提高加速能力以及高速飛行性能。
飛機“三角翼”氣動布局。單純的后掠翼戰(zhàn)斗機,雖然同樣擁有超越音速的能力,但是這種結構對于機翼材料的要求也非常高,最多也只能夠在一倍音速上下徘徊,根本不可能讓戰(zhàn)斗機突破兩倍音速的飛行性能。而三角翼的氣動布局正是為了解決這一難題,在第1代戰(zhàn)斗機淘汰之后,為了追求更高的飛行速度,當時世界各國在研制第2代戰(zhàn)斗機時都普遍采用了“三角機翼”布局。比如當時的米格21、F102、殲7等戰(zhàn)斗機,正是因為采用了三角翼的氣動布局,也讓這些戰(zhàn)斗機擁有了兩倍音速上下的最大飛行速度。
采用三角翼氣動布局的戰(zhàn)斗機,無疑就是為了單一追求超音速時極佳的飛行性能,并且三角翼的結構強度極高。
采用三角翼氣動布局的戰(zhàn)斗機,在執(zhí)行超音速飛行時機擁有風波阻力小、結構強度極高、能極大地提高機翼升力等優(yōu)點。不過,三角翼氣動布局雖然在高空高速飛行時的性能極好,但是卻犧牲了低速飛行時的操縱性與機動性能。目前三角翼也已經(jīng)衍生出了多種型號,比如純三角翼、鴨式前翼三角翼、有尾三角翼、曲線三角翼等等形態(tài)。
戰(zhàn)斗機“鴨式”動布局。鴨式機翼氣動布局,正是基于三角翼之上,只不過是在三角翼的前端再加上一個前置小機翼。目前采用鴨翼氣動布局的戰(zhàn)斗機,比如我國的殲20、殲10以及歐洲的EF2000、瑞典的Saab-37等,都是鴨式氣動布局的經(jīng)典機型。實質上鴨式氣動布局的戰(zhàn)機,這其中主機翼前端的“鴨翼”,也可以理解為常規(guī)氣動布局的水平尾翼,只不過是將水平尾翼放到了前端而已,這種氣動布局可以極大地提高戰(zhàn)機的時速攻角。
鴨式氣動布局的戰(zhàn)斗機,擁有極大的升阻比,并且前端的小“鴨翼”可以為戰(zhàn)機獲得非常大的升力。一般情況下,采用鴨式氣動布局的戰(zhàn)斗機,在整體的機動性能上是完全超過常規(guī)布局戰(zhàn)機的。就比如我國的殲10、殲20戰(zhàn)斗機,由于我國在航空發(fā)動機上的短板,采用鴨式氣動布局,就可以讓這兩款戰(zhàn)斗機彌補發(fā)動機性能差,從而造成的機動性能降低的情況。
媒體來源:鐵戈飛馬
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