變後掠翼飛機

變後掠翼飛機是在飛行中機翼的後掠角可以改變的飛機。後掠角變化在20～70°範圍內。飛行中適時改變後掠角大小，可適應高速和低速飛行的要求。飛機作超聲速飛行時，後掠角變大，能延遲激波的產生和波阻的減小，保證良好的飛行性能；起飛、著陸和低速飛行時，後掠角變小，可縮短起飛和著陸滑跑距離，增大航程和續航時間。但機翼轉動的構造複雜，質量大。 在飛機的設計工作中，有一個不易克服的矛盾:要想提高飛行馬赫數，必須選擇大後掠角、小展弦比的機翼，以降低飛機的激波阻力，但此類機翼在亞音速狀態時升力較小，誘導阻力較大，效率不高。從空氣動力學的角度講，要同時滿足飛機對超音速飛行、亞音速巡航和短矩起降的要求，最好是讓機翼變後掠，用不同的後掠角去適應不同的飛行狀態。對變後掠翼的研究，始於 40年代，但直到 60年代，才設計出實用的變後掠翼飛機。一般的變後掠翼的內翼段是固定的，外翼同內翼用鉸鏈軸連線，通過液壓助力器操縱外翼前後轉動，以改變外翼段的後擦角和整個機翼的展弦比。變後掠翼的缺點是，結構和操縱系統複雜，重量較大，不大適合輕型飛機使用。

變後掠翼飛機

正文

機翼後掠角在飛行中可以改變的飛機。變後掠翼飛機的構想早已產生，但是它的重要性只是在實現超音速飛行以後才顯露出來。現代超音速飛機廣泛採用的小展弦比大後掠機翼，超音速阻力較小，但低速時氣動效率低，升力特性不好。用低速性能好的小後掠角的大展弦比機翼又會使超音速性能變壞。變後掠翼飛機通過機翼後掠角的變化可以解決高、低速性能要求的矛盾。飛機在起飛著陸和低速飛行時用較小的後掠角，這時機翼展弦比最大，因而具有較高的低速巡航效率和較大的起飛著陸升力。在超音速飛行時用較大的後掠角，機翼展弦比和相對厚度隨之減小，對於減小超音速飛行的阻力很有利。此外，超音速轟炸機和強擊機作超低空高速飛行時,為了減少不平穩氣流引起的顛簸,也要求機翼後掠角大，展弦比小。現代變後掠翼飛機常用於多用途戰鬥機、殲擊轟炸機和轟炸機,如蘇聯的米格23、西歐的“狂風”(圖1)和美國的F-14、B-1(圖2)都是變後掠翼飛機。

變後掠翼飛機

變後掠翼飛機

機翼由小後掠角變到大後掠角位置時，機翼氣動中心比飛機重心後移得多，因而影響飛機的平衡。解決這一問題的主要方法是把機翼分為兩部分：固定的內翼和活動的外翼。活動外翼繞固定翼上的樞軸轉動，改變後掠角。適當選取樞軸位置可以減少機翼變後掠過程中氣動中心相對於重心的變化。有時還可在機翼前面裝設一對可伸縮的小翼面,它隨機翼後掠角增加而自動伸出,減小飛機升力的後移。變後掠翼飛機的橫向操縱面與一般固定翼飛機不同。由於機翼展長變化較大，副翼的效果不好，而且在大後掠角位置副翼幾乎不能偏轉，因此變後掠翼飛機多採用差動平尾（見尾翼）和擾流片作為橫向操縱面。
變後掠翼飛機的主要缺點是機翼轉動機構複雜，重量大。活動外翼的載荷全部集中在樞軸上，而樞軸又必須靈活地轉動。固定翼內部還要留出足夠的空間容納縮進的外翼部分。固定翼與活動翼之間的縫隙需要有密封罩，以減少阻力。此外，還要有一套強有力的驅動裝置，在飛行中能快速地改變後掠角。如果活動外翼下有外掛物（副油箱、飛彈或炸彈），還需要一套協調機構，使它們在機翼改變後掠角過程中始終保持順氣流方向。活動翼的操縱方式有人工和自動兩種。在人工操縱方式中，機翼有小後掠、中後掠和大後掠3個位置,駕駛員可根據飛行狀態加以選擇。先進飛機採用自動無級變後掠裝置，後掠角可隨飛行馬赫數和高度變化，自動保持在最有利的狀態。(見彩圖)

變後掠翼飛機

變後掠翼飛機

配圖

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