可變后掠翼
概念
可變后掠翼的飛機(jī)的概念,是從一些用來測(cè)試掠翼性能的實(shí)驗(yàn)用飛機(jī)而來的。而首部此類型的實(shí)驗(yàn)機(jī)種就是Messerschmitt Me P.1101。它的掠角只能在地面調(diào)較,而在飛行時(shí)卻不能。以不同的掠角作出了的試飛后,就可找出當(dāng)中最合乎中道的掠角。
歷史
第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)Me P.1101戰(zhàn)斗機(jī)被帶到美國貝爾飛機(jī)作更深入的研究,制造了一批可于飛行時(shí)改變翼角的版本。在測(cè)試貝爾X-5,他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)機(jī)翼向前展開時(shí),壓力中心亦隨之向前,把機(jī)鼻推向下。為了解決這個(gè)根本性的問題,這類的設(shè)計(jì)一定要添加一個(gè)特別的系統(tǒng)才可使用。
對(duì)于不論速度高低都能飛行的飛機(jī)來說,可變后掠翼十分實(shí)用。故此可變后掠翼最初應(yīng)用于軍用航空飛行器上。
1952年的格魯門XF-10F美洲豹戰(zhàn)斗機(jī)|F-10F美洲豹(Jaguar)是美國首部可變后掠翼曾經(jīng)服役戰(zhàn)斗機(jī)。不過F-10F是一個(gè)失敗之作而且美國海軍亦對(duì)此機(jī)沒有很大的興趣。飛機(jī)的重量不斷上升,翼的載重亦隨之而上升。直至1960年代可變后掠翼的意念再被提出,藉降低飛機(jī)重量和翼載重來提高升降的性能。美國政府最后于實(shí)驗(yàn)性戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)計(jì)劃 TFX (Tactical Fighter Experimental Program) 中采用了可變后掠翼裝置,研發(fā)出首部可變后掠翼飛機(jī)通用動(dòng)力F-111。
戰(zhàn)后不久,巴恩斯·沃利斯就開始著手于可變后掠翼,將超音速飛行的成本降至最低。最初他是為軍方“野鵝計(jì)劃”效力,之后他去到“燕子”,計(jì)劃目標(biāo)是于10小時(shí)內(nèi)來回歐洲和澳洲。1950年代他成功測(cè)試一個(gè)超過2馬赫的設(shè)計(jì),但最后政府卻放棄繼續(xù)支持他。后來沃利斯和他的團(tuán)隊(duì)到美國尋求資助他繼續(xù)研究,但卻得不到人支持他。
蘇聯(lián)亦有類似的需要,由中央空氣動(dòng)力學(xué)研究所(TsAGI)負(fù)責(zé)研究可變后掠翼飛機(jī)的可行性。研究所開發(fā)出兩個(gè)不同的平面形狀 planform ,主要的分別是一對(duì)翼轉(zhuǎn)軸之間的距離占整個(gè)翼展的百份比。更寬的翼轉(zhuǎn)軸間距不僅可以減少改變后掠翼時(shí)產(chǎn)生的不利的氣動(dòng)效應(yīng),而且提供了一個(gè)可作為起落架或stores pylon的更大的固定翼。這事實(shí)上可以或多或少對(duì)于機(jī)身有所適應(yīng),蘇聯(lián)人不久后,在蘇霍伊Su-17(基于早期后掠翼的蘇霍伊Su-7)和圖波列夫Tu-22M(基于圖波列夫Tu-22)上做了改進(jìn)。但更寬的翼轉(zhuǎn)軸間距的局限在于它在減少了技術(shù)難度的同時(shí)也減少了可變幾何翼面帶來的好處。中央空氣動(dòng)力學(xué)研究所(TsAGI)設(shè)計(jì)了一種類似于F-111的更窄的空間安排。這種設(shè)計(jì)被用于(雖然規(guī)模不同)米格-23戰(zhàn)斗機(jī)和Su-24戰(zhàn)斗轟炸機(jī),它的原型機(jī)完成于上世紀(jì)60年代,并于上世紀(jì)70年代初開始服役。
歐洲(北約)在可變后掠翼的應(yīng)用代表是由英德意三國(聯(lián)合成立了帕那維亞飛機(jī)公司)聯(lián)合研制的龍卷風(fēng)戰(zhàn)機(jī)??勺兒舐右砑夹g(shù)的應(yīng)用在冷戰(zhàn)末期達(dá)到最高水平,代表作是美國的B-1“槍騎兵”(Lancer)和前蘇聯(lián)的圖-160。
1960年以后,隨著現(xiàn)代空氣動(dòng)力學(xué)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,相當(dāng)程度上解決了小型飛機(jī)兼顧高低速飛行和控制的問題,如采用幾何可變機(jī)翼(翼面擾流板、前緣機(jī)動(dòng)襟翼等)、升力機(jī)身、邊條等技術(shù)手段。與高后掠角度的可變后掠機(jī)翼設(shè)計(jì)相比,不但部分解決了常規(guī)機(jī)翼低速飛行時(shí)的升力問題,也解決了高后掠角度的可變后掠機(jī)翼結(jié)構(gòu)重量高、制造費(fèi)用高的問題,此后,三角翼、幾何可變機(jī)翼與后掠角度小于45度的梯形翼成為設(shè)計(jì)的主流(可以參考美國ATF戰(zhàn)斗機(jī)計(jì)劃的機(jī)翼設(shè)計(jì)——F-22計(jì)劃的前身),從ATF計(jì)劃至今,世界上再也沒有新的可變后掠翼戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)的研發(fā)計(jì)劃了。
例子
B-1槍騎兵戰(zhàn)略轟炸機(jī)
F-14雄貓式戰(zhàn)斗機(jī)
F-111
米格-23戰(zhàn)斗機(jī)
米格-27攻擊機(jī)
蘇-17攻擊機(jī)
蘇-24
龍卷風(fēng)戰(zhàn)斗轟炸機(jī)
Tu-160
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