鴨式飛機

鴨式飛機

鴨式飛機的英文名稱為:canard airplane。它是指無水平尾翼,機翼前面有水平小翼面的飛機。早期的鴨式布局飛起來像一隻鴨子,“鴨式布局”由此得名,前移的前翼也由此而被稱為“鴨翼”。20世紀初,美國萊特兄弟試飛成功的第一架載人動力飛機就是鴨式布局的。

概況

鴨式飛機鴨式飛機

無水平尾翼,機翼前面有水平小翼面的飛機。機翼前面的小翼面稱為前翼或鴨翼,前翼可以像水平尾翼那樣起著俯仰操

縱和平衡的作用;也可以僅用固定前翼,這時飛機的俯仰操縱由機翼後緣的升降副翼來完成。鴨式飛機因有前翼而不易失速,有利於簡化飛機駕駛和保證飛行安全。這對於構造簡單的低翼載輕型超輕型飛機來說是寶貴的,但鴨式飛機起飛和著落性能不好。在超聲速飛機上採用小展弦比、大後掠角的三角形前翼和機翼,它們之間存在有利的氣流干擾,在一定程度上彌補了鴨式飛機的缺點。

工作原理

鴨式飛機中國空軍殲10戰機鴨式布局清晰可見
無水平尾翼、但在機翼前面有水平小翼面的飛機。機翼前面的小翼面稱為前翼鴨翼。前翼可以像水平尾翼那樣由固定部分和升降舵組成(或是全動式前翼),起俯仰操縱和平衡的作用;也可以僅用固定前翼,這時飛機的俯仰操縱由機翼後緣的升降副翼來完成。

一般飛機在迎角增大時會產生低頭力矩,需要由水平尾翼負升力的力矩來平衡。在鴨式飛機上,平衡力矩則是由鴨翼的附加正升力構成的。在大迎角時,平尾減小全機升力;而鴨翼則能增加全機的升力。

在大迎角時,前面的鴨翼總是處於較機翼更大的迎角狀態下。這主要是飛機平衡的需要,另外也是由機翼對鴨翼的影響(上洗)造成的。這樣,當鴨翼上的氣流分離時,機翼的升力還遠未達到它的承載極限。由於鴨翼承載能力的限制,全機的升力反而不如正常式飛機大。此外,由於機翼後緣距飛機重心(CG)較遠,如用後緣襟翼增升,則較大的低頭力矩會使鴨翼負擔過重。因此鴨式飛機起飛著陸性能不好,一直沒有得到廣泛套用。鴨式飛機因有前翼而不易失速,有利於簡化飛機駕駛和保證飛行安全。這對於構造簡單的低翼載輕型和超輕型飛機來說是寶貴的。

發展

隨著超音速飛行的發展,人們發現在超音速飛機上採用小展弦比、大後掠角的三角形前翼和機翼,則它們之間還存在一種新的有利干擾。它是由大後掠角的前翼在低速大迎角下出現脫體的鏇渦產生的,當鏇渦流經後面的機翼上表面時使機翼升力增大。同時機翼上表面的低壓抽氣作用提高了前翼渦流的穩定性,使前翼氣流不易分離。這種有利干擾在一定程度上彌補了鴨式飛機的缺點。瑞典60年代研製的Saab-37超音速戰鬥機就具有這種布局特點。由於前翼與主翼非常靠近,因而被稱為短間距鴨式飛機,又稱近耦合鴨式飛機

鴨式飛機鴨式飛機
20世紀初,美國萊特兄弟試飛成功的第一架載人動力飛機就是鴨式布局的。但由於設計不易得當,其後一段較長時間,鴨式飛機沒有得到廣泛套用。60年代,發現在超音速飛機上採用小展弦比的三角形前翼和機翼,適當安排兩者的相互位置,利用產生的渦升力可改善飛機空氣動力特性,縮短起飛著陸距離。瑞典研製了短間距鴨式飛機Saab-37超音速殲擊機,並於70年代起服役。70~80年代,一些國家設計新型超音速作戰飛機,採用鴨式布局的有增多的趨向,如“歐洲戰鬥機”和法國的“陣風”戰鬥機等。

瑞典在研製自己的國土防空戰鬥機時,由於國土本身和本國軍力的特點特彆強調飛機的機動性和短距離起飛著陸性能,經過多種方案選擇,他們選擇了鴨式布局。二戰後瑞典空軍先後裝備的JAS-35“龍”、JAS-37“雷”、JAS-39“鷹獅”都採用的鴨式布局。

優點

採用鴨式布局的飛機在正常飛行狀態下並沒有多少優越性,但是當飛機需做大強度的機動如上仰、小半徑盤鏇等動作時,飛機的前翼和主翼上都會產生強大的渦流,兩股渦流之間的相互偶合和增強,產生比常規布局更強的升力。因此在同等條件下鴨式布局的飛機比傳統布局的飛機具有更好的機動性

鴨式飛機因有前翼而不易失速,有利於簡化飛機駕駛和保證飛行安全。這對於構造簡單的低翼載輕型和超輕型飛機來說是寶貴的。

缺點

在大迎角時,前面的鴨翼總是處於較機翼更大的迎角狀態下。這主要是飛機平衡的需要,另外也是由機翼對鴨翼的影響(上洗)造成的。這樣,當鴨翼上的氣流分離時,機翼的升力還遠未達到它的承載極限。由於鴨翼承載能力的限制,全機的升力反而不如正常式飛機大。此外,由於機翼後緣距飛機重心(CG)較遠,如用後緣襟翼增升,則較大的低頭力矩會使鴨翼負擔過重。因此鴨式飛機起飛著陸性能不好,一直沒有得到廣泛套用。

航空器——按構造分類

航空器——按構造分類。

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們