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机翼能否前后颠倒地安装?

图片:733215 / CC0

卢西,航空航天/欧洲中世纪史/古生物|公众号微博同名:卢西Luft

机翼不仅可以这样装,还有不少试验机型号。这叫前掠翼,和后掠翼相对。但绝不是把机翼前后倒过来装。

前掠翼最有名的型号应该是俄罗斯苏霍伊的Su-47金雕了,也只是个试验机并无量产计划,北约代号“小木桶”。

后掠翼

气流通过机翼,形成上下压力差产生升力。而一部分气流在通过机翼时是被加速的。

当飞机越来越快,即使在亚音速飞行中,这部分被加速的气流会率先达到音速,形成一块局部超音速区。这样飞行阻力会骤增。

而机翼后掠,迎着机翼气动几何面的气流则为飞行速度的cos后掠角,直接就降低了。可以进一步提高飞行速度,推迟局部超音速区的出现。

不同于平直翼,因为机翼后掠,气流还有了一个横向的分量,从机翼内侧向外侧跑,也就是展流。

这个展流特别讨厌,会扰动正常的气流,导致更容易失速。

控制飞机滚转的副翼通常是在机翼最外侧(因为靠外滚转扭矩比较大,力臂长嘛),而越靠外,展流越严重。这造成了翼尖比翼根更容易失速,飞机整体失速之前先失控,这哪行啊!

原始喷气的机翼上会装翼刀,简单粗暴地把展流拦住强行摁回去,不仅提高了结构重量还增加了飞行阻力,新飞机是看不到这个设计了。

有的飞机在机翼中间前缘装个钩子状结构,也可以改善展流。

鸭翼拉出的有益涡流也可以改善展流。

两阶后掠,台阶那个地方也可以产生有益涡流,把展流往回拽。

前掠翼

不同于后掠翼,因为在前掠情况下翼尖比翼根靠前,几乎不受展流影响。而翼根处因为有机身挡着展流,也受到了抑制。这么从空气动力学上看来前掠翼比后掠翼方案更优啊!

但是因为前掠翼结构在机动时会产生巨大应力,翼尖还会产生致命的震颤,而到现在还没有合理的优化方案来解决,所以没有任何量产机型应用。

《星际争霸》神族的科技,应该完全可以量产这种战机了吧。不过最帅的前掠翼战机还是电影《绝密飞行》里虚构的诺斯罗普格鲁曼F/A-37Talon,可变前掠翼加鸭翼,全收起状态则布局转为后掠翼。

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