飞机中的前掠翼和后掠翼各有什么特点

Question

如题所述

Answer 1

后掠翼飞机,是指机翼前、后缘向后伸展（后掠）的飞机。后掠角的大小表示机翼后掠的程度。通常所指后掠翼飞机的机翼后掠角（x ）多在25°以上，后掠角 较小的机翼 仍称平直 机翼。当飞机飞行速度接近声速时，机翼上表面局部气流速度将超过声速，这将出现激波，引起激波后面的气流分离，使飞机阻力急剧增加。对于后掠机翼，垂直机翼前缘的气流速度分量（vcosx）低于飞行速度 v，从而可以在v已达到或超过声速时 ，vcosx还未达到声速。后掠翼还能减弱激波强度，降低波阻。现代高亚声速旅客机大多是后掠翼飞机。跨音速和超音速军用飞机多为后掠翼飞机。飞行中，当垂直于机翼前缘的气流速度接近音速时，机翼上表面局部气流速度将超过音速，出现激波，使飞行阻力急剧增加。后掠翼飞机由于与机翼前缘垂直的气流速度分量低于飞行速度，与平直机翼飞机相比，只有在更高的飞行速度下才会出现激波，从而推迟了激波的产生。即使产生激波，也能减弱激波强度，减小飞行阻力。但这种机翼的扭转刚度差，会使副翼的操纵效率降低。其次，由于有指向翼尖的展向流动，大迎角飞行时气流首先从靠近翼尖部分分离，使飞机自动上仰和滚转，严重影响飞行安全。后掠翼飞机的设想是20世纪30年代末开始提出的，主要是为了克服因接近音速飞行而急剧增大的空气阻力，突破“音障”，随后，出现大量的军用后掠翼飞机。如美国的F-100战斗机、B-52战略轰炸机；苏联的米格-19歼击机、图-16远程轰炸机；中国的歼-5型歼击机。60～70年代，军用后掠翼飞机发展很快。为了满足不同高度、速度飞行和起飞着陆对机翼后掠角的不同要求，又生产出变后掠翼飞机。如美国的F-111战斗轰炸机、苏联的米格-23歼击机。有些变后掠翼飞机机翼的后掠角是用电子计算机自动控制的，如美国的F-14舰载多用途战斗机。这些飞机飞行的最大马赫数多在2.0以上。
前掠翼飞机是指机翼前、后缘均向前伸展的飞机。前掠翼推迟激波产生的原理和后掠翼相同。由于前掠翼上的展向流动指向翼根，大迎角飞行时气流首先从机翼根部分离，从根本上克服了翼尖失速问题，因而低速性能好，可用升力大，机翼的气动效率高。但前掠翼产生弯曲变形时会使外翼迎角增大，从而使外翼升力增大，造成机翼弯曲变形加剧，在一定（临界）速度下，这种现象会形成恶性循环，直到使机翼折断。为了提高临界速度，需要付出增加结构重量等代价。所以，前掠翼虽和后掠翼同时提出，却很少被采用。直到现在也只有德国的容克-287,苏联的SU-47和美国的X-29A前掠翼验证机出现.
上世纪70年代以后，出现了利用复合材料结构的弯扭变形耦合效应（即通过布置不同纤维方向铺层）克服上述现象，同时由于变弯度技术、放宽静稳定度技术和电传操纵控制技术等的发展，前掠翼飞机遂又受到航空界的重视。