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常见的飞机机翼为后掠式设计(包括纸飞机),但总有设计师开发出惊世骇俗的飞机,比方说科幻感十足的前掠式机翼。由于前掠机翼看上去像—个V字,所有又名V字形机翼。
前掠式机翼能够为战斗机带来无与伦比的机动性,优化战斗机的隐身性能与燃油效率。说到这里不得不产生一个疑问,如此先进的设计为什么少有实际运用呢?
致命的气动弹性发散
前掠翼的翼尖相对于机翼根部更靠近机头,在气动载荷作用下,翼尖相对翼根产生的扭转变形使翼尖的局部迎角增大,迎角增大又引起气动载荷的进一步增加。这种恶性循环将使机翼产生结构破坏。
全球罕见的前掠翼战斗机
纳粹德国制Ju-287
由纳粹德国时期容克飞机制造厂设计生产,以涡轮喷气发动机为动力。该机型于1944年8月首飞,在低速飞行时具备良好的机动性能,当速度超过650千米/小时后,气动弹性发散问题使得飞机自动俯冲。到1945年战争结束,Ju-287尚在生产线上便被苏联红军接管。苏联专家进一步研究并发展了Ju-287,于1947年再一次进行了试飞,速度最高达到了1150千米/小时(0.95马赫)。由于当时材料技术尚不发达,Ju-287随后便停止了进一步的研发。
优势
机翼两端比翼根靠前,飞行时能产生更大的仰角,在低速飞行时提供更强大的近距离格斗能力,
前掠式机翼设计能够节约空间,提供更大内置载弹空间,缩小雷达反射面积。
劣势
前掠翼两端带来更大迎角的同时,承受的力量也更大,当长时间高速飞行时,会造成机翼弯曲变形甚至断裂;
当飞行迎角超过一定值时,机翼上方将产生真空导致气流与机翼分离,导致飞机失速以至坠毁;
过强的机动性能可能会导致先进战机无人可以驾驶。
俄制Su-47金雕战斗机(技术验证机)
由俄罗斯著名的苏霍伊设计局设计,但外界已知的是苏霍伊仅生产了一架技术验证机。在1997年首飞时被命名为Su-37,2002年修改设计后命名为Su-47,该机型最大的不同之处除了前掠翼以外,还采用了非对称设计。
说它是技术验证机,但Su-47部分采用了苏霍伊家族的现成设计与零件,自一开始便具备了实战能力。遗憾的是,俄罗斯现阶段似乎已经放弃了这一计划,将注意力更多的投向了T-50战斗机。
美制X-29(技术验证机)
该飞机由美国DARPA(美国国防部先进武器计划局)、格鲁曼飞机制造厂、NASA(美国航空航天局)联合设计,由格鲁曼飞机制造厂生产,于1984年完成首飞。
生产这架飞机的目的,主要在于发展前掠翼飞行器技术,促进该机型生产所需的材料工艺,为以后生产先进前掠翼战机做好充足准备从一开始,X-29便具备30°的前掠角,以碳纤维一环氧树脂合成材料(全机使用面积约15%)制造机翼。此外,还安装了由计算机控制的三余度电传系统、舵面控制器与迎角限制器。
前掠式机翼能够为战斗机带来无与伦比的机动性,优化战斗机的隐身性能与燃油效率。说到这里不得不产生一个疑问,如此先进的设计为什么少有实际运用呢?
致命的气动弹性发散
前掠翼的翼尖相对于机翼根部更靠近机头,在气动载荷作用下,翼尖相对翼根产生的扭转变形使翼尖的局部迎角增大,迎角增大又引起气动载荷的进一步增加。这种恶性循环将使机翼产生结构破坏。
全球罕见的前掠翼战斗机
纳粹德国制Ju-287
由纳粹德国时期容克飞机制造厂设计生产,以涡轮喷气发动机为动力。该机型于1944年8月首飞,在低速飞行时具备良好的机动性能,当速度超过650千米/小时后,气动弹性发散问题使得飞机自动俯冲。到1945年战争结束,Ju-287尚在生产线上便被苏联红军接管。苏联专家进一步研究并发展了Ju-287,于1947年再一次进行了试飞,速度最高达到了1150千米/小时(0.95马赫)。由于当时材料技术尚不发达,Ju-287随后便停止了进一步的研发。
优势
机翼两端比翼根靠前,飞行时能产生更大的仰角,在低速飞行时提供更强大的近距离格斗能力,
前掠式机翼设计能够节约空间,提供更大内置载弹空间,缩小雷达反射面积。
劣势
前掠翼两端带来更大迎角的同时,承受的力量也更大,当长时间高速飞行时,会造成机翼弯曲变形甚至断裂;
当飞行迎角超过一定值时,机翼上方将产生真空导致气流与机翼分离,导致飞机失速以至坠毁;
过强的机动性能可能会导致先进战机无人可以驾驶。
俄制Su-47金雕战斗机(技术验证机)
由俄罗斯著名的苏霍伊设计局设计,但外界已知的是苏霍伊仅生产了一架技术验证机。在1997年首飞时被命名为Su-37,2002年修改设计后命名为Su-47,该机型最大的不同之处除了前掠翼以外,还采用了非对称设计。
说它是技术验证机,但Su-47部分采用了苏霍伊家族的现成设计与零件,自一开始便具备了实战能力。遗憾的是,俄罗斯现阶段似乎已经放弃了这一计划,将注意力更多的投向了T-50战斗机。
美制X-29(技术验证机)
该飞机由美国DARPA(美国国防部先进武器计划局)、格鲁曼飞机制造厂、NASA(美国航空航天局)联合设计,由格鲁曼飞机制造厂生产,于1984年完成首飞。
生产这架飞机的目的,主要在于发展前掠翼飞行器技术,促进该机型生产所需的材料工艺,为以后生产先进前掠翼战机做好充足准备从一开始,X-29便具备30°的前掠角,以碳纤维一环氧树脂合成材料(全机使用面积约15%)制造机翼。此外,还安装了由计算机控制的三余度电传系统、舵面控制器与迎角限制器。