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1 # 科技之重
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2 # 一葉楓流
殲六的原型是蘇聯的米格-19。米格-19是第一代超音速戰鬥機,最大速度剛超過跨音速範圍。那時候對跨音速的氣動力研究很不夠。全世界各個公司都發生了在超音速試飛時發生事故,機毀人亡。包括法國的神秘式,英國的德哈維蘭為了突破音障死了兩個兒子。蘇聯在研製超音速飛機的時候,也發生過機毀人亡的事故。
米格-19是在米格7基礎上改雙發的。主要機體結構都是沿用米格-7的設計。主要的設計側重點是超音速飛行的操縱和穩定性。所以沿用了米格-17的翼刀(機翼導流片)。為了應對超音速飛行時巨大的氣動力,採用了液壓助力操縱,並且仿照美國F-100的全動平尾。速度增加也把平尾從垂尾下移到垂尾根部。
美國的F-100也是從F-86改進的。沿用了F-86的前緣襟翼。控制空氣沿翼展方向的流動,避免翼尖失速。機翼導流片也是起一樣的作用。
殲六之後的戰鬥機也有帶翼刀的。米格-21就有一對小翼刀,米格-25及其改進型米格-31也有一對大翼刀。
關於翼刀和前緣襟翼,不是說翼刀更簡單實用。只是在最初人們對後掠翼的空氣動力學特性知之甚少。首先想到的是機械的物理措施。只是在充分研究以後,發現了更多的控制沿翼展流動的措施,包括前緣襟翼、鋸齒缺口。而且翼尖失速對於現在的戰鬥機影響已經不那麼重要了。
機翼導流片(翼刀):F-101、F-102、米格-19、米格-21、蘇-7、蘇-15、米格-25、米格-31、
鋸齒缺口:F-4是鋸齒缺口加前緣縫翼、
F-8是鋸齒加前緣襟翼
前緣襟翼:F-100、F-104、F-105、F-5、Phantom2000、F-16、F-18、F-22、F-35
沒有任何措施:F-104、F-14、F-15、
美國的F-15既沒有前緣襟翼,也沒有鋸齒缺口,更沒有翼刀。
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3 # 狼煙火燎
戰鬥機翼刀的問題,這首先得說後掠翼。二戰德國的航空工程師們在戰機高速飛行上的研究是具有劃時代意義的,其中重要的一個貢獻就是採用後掠翼佈局,後掠翼可以有效降低激波阻力,但在試驗中也出現了一個很嚴重問題。戰機後掠翼在高速飛行時,機翼上的附面層氣流會沿著後掠翼向翼尖運動,產生不穩定力矩,造成飛機狀態難以控制,尤其是在飛機以一定的仰角飛行時,很容易造成危險的翼尖失速讓飛機失控。於是德國航空科學家們經過試驗提出了兩個解決方案,第一就是在機翼上加翼刀,強行隔絕或降低附面層氣流向翼尖運動,這種方式簡單可靠,幾乎不增加什麼成本;第二就是在機翼前緣採用自動縫翼,閉合式與機翼成為一個整體,高速或大機動飛行時前伸開啟與翼面形成縫隙,透過這道縫隙強行匯入一股緊貼主機翼表面的氣流,強行衝擊附面層推遲機翼上方氣流分離。兩種控制方法各有各的優點。
蘇聯設計師向來喜歡簡單實用的,而且二戰末期蘇聯還繳獲了德國正在試驗的A349“毒蛇”噴氣飛機,這架戰機就是噴氣戰鬥機翼刀試驗機型,蘇聯人很快就將這個技術用在了米格15上。翼刀的缺點就是在進行高速大仰角機動,尤其是機翼傾斜不規則運動時,附面層氣流還是難免會繞過去,因此當二代戰機普遍強調超音速飛行後,用翼刀來阻止附面層氣流也就不怎麼好用了,於是我們看到蘇聯早期的米格21僅僅有一個小翼刀作為輔助效果,後期改型甚至取消了這個翼刀。美國則和蘇聯相反,什麼效果最好就用什麼,至於成本貴點也無所謂,因此美國在研發上首先採用的前緣縫翼佈局,這種佈局在機翼附面層的處理上要比翼刀出色很多,但控制起來也要複雜很多。另外翼刀在戰鬥機水平機動時就相當於幾塊減速板,因此在水平機動能力上就會差一些!
美國與蘇聯恰恰相反,什麼效果最好就用什麼,複雜一些也無所謂。因此美國則選擇了第二種方式,採用前緣縫翼,這種技術在處理機翼附面層氣流上比翼刀更出色,但也更復雜一些。他的缺點就是戰機垂直爬升時,仰角更大的縫翼同樣起到了減速板的作用,在垂直方向的爬升效能會受到印象,同時容易產生振顫,這也是北韓戰場米格15與F86佩刀在較量中,一個水平盤旋強,一個垂直爬升強的原因所在。另外翼刀是固定的,可靠性強,而縫翼是可動調節的,因此高速飛行中故障率高了很多。
中國早期的殲5仿製蘇聯米格17,殲6仿製蘇聯米格19,說白了就是中國用了蘇聯技術並在本國開的生產線,沿襲蘇聯的翼刀設計也就不足為其了。但是到了二代機開始追求高空高速效能後,翼刀的作用就有些不夠用了,之後翼刀慢慢的就不多見了。隨著技術發展,在處理後掠翼的附面層氣流的方式上也變得多樣化,比如前緣縫翼、前緣襟翼。前緣鋸齒等等,效果比以前的更好。至於翼刀是不是就被淘汰了呢?目前還沒有,很多高速戰機還在沿用翼刀技術,只是翼刀只是作為其他技術的一個補充,典型的就是俄羅斯的米格31,其機翼上還有一道大顯眼的翼刀,另外在圖95、轟6這些元老級別的轟炸機上,我們還能看到翼刀的身影。
圖:米格31和轟6的翼刀都很明顯
知識點
附面層氣流:飛行時,因為空氣與飛機表面層的摩擦力而產生的一種速度較慢的氣流,這便是“附面層”。我們可以看到現代戰機進氣道位置,要麼採用一個縫隙將進氣道與機身隔開,要麼採用類似DSI強行分離等措施,這些其實都是為了避免附面層的慢速氣流進入進氣道中。而戰機後掠翼在高速飛行時,機翼上的附面層氣流會像翼尖方向移動和堆積,速度越快這個效應就月明顯,而機翼的升力是靠上下氣流的壓力差來達到了,這樣的結果造成翼尖上部壓力加大,翼尖升力降低。另外越靠近翼根升力會越大,這樣不自覺的就會形成一個抬頭力矩,速度太快甚至可能造成飛機失速。翼刀就是在機翼上加一塊或幾塊欄板,將向翼尖移動的附面層氣流強行隔開。
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4 # 李三萬的三萬裡
這是飛行動力學上的問題,飛機飛行,靠的就是機翼上下氣流差。殲六是地道蘇聯血統的仿製產品,這一代飛機也是第一代突破音障的飛機,從技術上來說,還都是源自德國技術,當時德華人就發現噴氣機飛機速度到了以後,飛行時氣流會在機翼表面形成一層相對流速較慢的附面層氣流,在後掠翼機翼上,這層氣流還會朝機翼翼尖流動累積,最後能導致飛機從翼尖開始失速失控,這方面是有血的教訓的。德華人對此有兩個解決方案,一個就是在機翼上加裝翼刀,用簡單粗暴的方式,強行打斷附面層氣流朝翼尖流動。另一個是加裝縫翼,裝在機翼前的縫翼,一般是和機翼合成一個整體,在高速飛行時,則開啟和機翼行成一道細縫,藉助高速飛行時,這道縫隙裡產生的高速氣流,去吹散機翼上的附面層氣流。二戰結束後,這部分資料被盟軍得到,又有了各自發展,蘇聯選擇了簡單可靠的翼刀,而美國則發展了縫翼,在當時這一代機型上,這兩者各有優劣,翼刀簡單可靠,大仰角飛行時,更是勢不可擋,我們可以在很多影視作品裡,看到翼刀飛機在高速飛行時,翼刀拉出的白色氣流,給人以真正“劃破長空”的震撼效果,不過裝了固定翼刀後,飛機在水平機動上,就相當於裝了幾塊減速板,所以在說到這類飛機時,水平機動一般是不大提的。縫翼飛機又不同,水平機動相當拉轟,大仰角飛行則跟翼刀機水平機動時一樣,縫翼會變成減速板,而且跟整體加裝且固定的翼刀相比,縫翼是活動的,受力面大,支撐點少,被吹飛吹斷,發生故障不能活動的情況頻出,在當時那一代機型上,應該說縫翼成本高,可靠性差,是略遜一籌的。可是從高空高速的二代機發展到速度極限開始,速度的劇烈提高,飛機的飛行佈局,這時的飛機已經不太在乎翼尖失速了,讓翼刀的作用逐漸喪失,對飛行佈局的影響卻在加大,所以講求速度的殲擊機上,翼刀開始消失,到了三代機、四代機,都是開始玩縫翼和新出現的襟翼,以及鋸齒型機翼設計,這跟航空技術裡材料發展,工藝發展也分不開,如今的縫翼早不想最初那樣成本高昂,故障頻發了。不過翼刀也不能說從此被淘汰了,有時作為一種補充設計,還是會用到它,美國的F18早期型,為了解決翼條產生的渦流對垂尾的影響,就是從故紙堆裡翻出了翼刀來解決問題,雖然初衷與翼刀的原始目的並不相干,但裝的那東西它就是翼刀這總沒錯。
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5 # 國平軍史
據網路搜尋到的資料,所謂的“翼刀”,是指戰鬥機機翼上與機身軸線平行的,似刀子一樣的鋁合金片,即利用物理方法阻止附面層向外翼流動,以緩和翼尖分離,增加戰鬥機的安全性。
現在,戰鬥機上的翼刀,其實,已經看不到了,翼刀出現在戰後,剛開發的噴氣式戰鬥機上,是當時航空界較為常見的一種控制戰鬥機失速的有效手段。
殲-6,是沈飛根據前蘇聯提供樣機和全套設計圖紙,仿製成功的米格-19戰鬥機,是米高揚設計局研製的最後一種傳統後掠翼氣動佈局的戰鬥機,也是戰後第一種進入批次生產的超音速戰鬥機。
最大起飛重量7.5噸,作戰半徑600公里的殲-6,前後生產數十年,產量高達5200餘架,是我軍裝備數量最多的戰鬥機,除了滿足空軍和海軍航空兵使用以外,殲-6還被用來大量出口,包括無償地援助亞非拉友好國家。
採用機頭進氣的殲-6,翼展9.19 米,其翼梁採用了鋁合金,機翼前緣後掠角 58度在 1/4 處變為 55度,每邊機翼上有一個垂直高度32 釐米的巨大翼刀,副翼和襟翼由液壓驅動,據此用來調整殲-6的飛行狀態。
殲-6採用軸流式渦噴發動機,為最大起飛重量7.5噸的機體,提供了充裕的動力保證,大後掠翼提供的低阻力保證,賦予了殲-6超音速的能力。
機翼採用一對巨大翼刀的殲-6,其目的就是為了防止殲-6在飛行特別是在戰鬥過程中,失速進入螺旋狀態,保障戰機和飛行員的安全,翼刀有效解決了由翼尖帶來的失速問題,是控制翼尖失速的各種手段中最簡單廉價的。
此後,研發的戰鬥機,就極少採取翼刀了,而改用全自動前緣縫翼,或機翼後緣內側設有後退式襟翼,放下時能增大機翼面積,改善了起降效能,但由於結構比較複雜,只能用於起降狀態。
就其效果而言,全自動前緣縫翼、後退式襟翼,要比翼刀好得多,能有效解決了戰鬥機因翼尖帶來的失速問題。
現在,隨著戰鬥機自動控制系統,早就普遍採用數字微機化,來控制包括前緣縫翼、前緣襟翼等各種附面層控制裝置,可以替代翼刀,效果比翼刀要好,所以翼刀就漸漸淡出了戰鬥機的機翼,就看不到翼刀了。
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6 # 咖哩咖哩醬
F-6戰鬥機機翼上的機翼葉片的主要功能是限制或減弱流向機翼跨度的氣流,以達到在高攻角下改善飛行效能的目的。自第三代戰鬥機以來,隨著戰鬥機速度的提高,如果使用大面積的翼刀,其作用力將過大且極為危險。如果使用小面積的翼刀,效果不會太大。可以看出,第三代戰鬥機之後的模型機翼採用了諸如“前緣襟翼,前緣板條,前緣鋸齒和前緣修邊”之類的技術來代替機翼葉片的作用。 F18E / F等仍然只有少數幾種機型配備了翼刀。眾所周知,一架戰鬥機的機翼有翼展和翼弦。翼展是兩個機翼的翼尖之間的距離,機翼弦是沿著機身的機翼之間的距離。當戰鬥機飛行時,由於機翼的後掠角,透過機翼的氣流將分為兩部分。一部分沿和絃方向流動,一部分沿跨度方向流動。如果機翼的上部沒有阻礙氣流的元件,則氣流會過早地流向機翼尖端,從而導致飛機失去控制。為了延遲或阻礙氣流,在機翼的上部安裝了翼刀。早期噴氣式客機的速度和機動性不如當前的第三代和第四代飛機,而且使用翼刀也沒有問題。但是,隨著第三代飛機的出現,它們的飛行速度和可操縱性變得更好,並且在大迎角下對飛行效能的要求也更高。隨著戰鬥機速度的增加,氣流的流速逐漸增加。如果再次使用翼刀,則延遲高速氣流時受到的力會相對較大,這很可能導致翼刀斷裂。因此,為了能夠代替對摺刀的取消,出現了前述的前緣襟翼和其他部件。大多數現役戰鬥機都配備有前緣襟翼,其作用是增加升力並增加戰鬥機失速的臨界角(高攻角)。更特別的是F18E / F戰鬥機,其機翼仍配備有機翼刀。但是,葉片的作用不是防止氣流分離,而是要擾亂由較大機翼引起的渦流。由於側條狀機翼產生的渦流將直接流向垂直的雙尾翼,從而導致垂直尾翼損壞,因此添加了兩個機翼葉片。 F18戰鬥機還配有前沿襟翼。如果不能減少渦流對垂直尾翼的影響,F18戰鬥機將不會配備早就應該消失的機翼葉片。因此,隨著技術的發展,以前難以解決的問題變得非常簡單,使用不影響戰鬥機空氣動力效能的方法可以代替原來的複雜設計。
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7 # 兔哥哨位
翼刀的出現和戰鬥機的速度提升有關係,戰鬥機一直在追求速度,沒有最高只有更高,而戰鬥機速度的提高和機體造型有關係,涉及空氣阻力和流體力學,其中的機翼是一個重點需要改進修型的領域,也就是要採取後掠翼,這樣有利於超音速飛行時的受力要求。戰鬥機自採用噴氣式發動機並且突破音速,機翼不論是三角翼還是梯形翼都是有後掠翼造型,而後掠翼在超音速飛行時有一個問題,就是翼尖失速,導致機頭上仰,影響作戰,並且翼尖失速嚴重時,會造成戰鬥機空中解體,也就是機翼折斷,怎麼辦?其中的加裝翼刀是一個最簡單的辦法。
翼刀的作用是這樣的,後掠翼戰鬥機高速飛行時,在突破音速前會產生激波效應,所謂的激波通俗一點講就是空氣擴散速度慢于飛機飛行速度,導致空氣堆積在機頭位置,形成阻力增加,飛機衝破這道類似牆壁的空氣堆積層,也就是突破音障。這種空氣堆積同樣存在於機翼,並且由於機翼後掠,空氣會向翼尖處堆積,導致機翼翼尖處出現亂流,阻力增加,升力下降。後掠翼戰鬥機的機翼翼尖處於飛機重心的後部,這樣就會出現因翼尖失速阻力增大拉住了飛機前進,仰角大時,戰鬥機就會出現抬頭上仰,並且是不可控的,造成飛行安全問題。加上翼刀後,阻止機翼上翼面空氣不向翼尖處轉移,這樣一來翼尖失速就會減小。為什麼後來取消了翼刀,翼刀雖然能解決機翼翼尖失速,但並不徹底,只是減少到相對安全的程度。
翼刀的主要作用是解決機頭上仰,但是加裝翼刀後,會導致靠近機身的機翼段提前出現失速,並且隨著戰鬥機機動作戰時必須要有的大仰角機動,機翼上翼面空氣附面層依然會向翼尖處轉移,反而增大了翼尖處的空氣分離,阻力增加,而且會提前出現失速。也就是說翼刀並不能徹底解決問題,只是一個物理性的措施,怎麼辦,增加翼刀數量,所以,有的飛機上有兩三個翼刀。但是這樣做也不是一個完美的方式,於是就另外想辦法。
戰鬥機後掠翼結構現在幾乎沒有了,三角翼,梯形翼是一個主流,翼尖也基本靠近飛機重心位置,另外,透過採用前緣縫翼控制縫翼和主翼的邊界層分離,增加附面層能量。二是採用前緣襟翼結構,主要功能是控制機翼氣流分離。另外,前緣鋸齒也可以替代翼刀。前緣縫翼和前緣襟翼的區別是,前緣縫翼和機翼有一個空氣流動通道,前緣襟翼沒有這個通道。只所以殲-6飛機有翼刀是殲-6技術照搬蘇式戰鬥機設計,殲-7,殲-8等等都是如此,後來在八十年代接觸到西方的設計理念,採用前緣襟翼,前緣縫翼的效果要比翼刀好,所以逐步取消了翼刀。
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8 # 袁夢爺爺
簡而言之就是,飛機使用後掠機翼時,氣流會沿著機翼向翼尖流動從而產生影響機翼升力及翼尖失速等問題。使用翼刀,可以阻止氣流走向翼尖防止失速。後來德華人古斯塔夫發明研製了前緣縫翼解決了氣流分離流向翼尖的問題,隨著縫翼的大量使用,這個翼刀也就取消了。
回覆列表
殲6戰鬥機機翼上面翼刀的作用主要是:限制或者減弱流向機翼展向的氣流,以達到提升大迎角飛行效能的目的。而自第三代戰鬥機之後,隨著戰機飛行速度的提升,如果再使用大面積翼刀的話,那受力就太大了,極其危險。使用小面積翼刀的話,起到的作用不是太大。
可以看到的是,第三代戰鬥機之後的機型的機翼採用了“前緣襟翼,前緣縫翼,前緣鋸齒,前緣修型”等技術,以替代翼刀的作用。只不過還有些許機型依然裝有翼刀,如F18E/F。
眾所周知,戰鬥機的機翼有翼展和翼弦,翼展就是兩個機翼翼尖之間的距離,翼弦就是機翼沿機身方向的距離。戰鬥機在飛行時,由於機翼存在著後掠角,而流經過機翼的氣流會分成兩部分。一部分流向翼弦方向,一部分流向翼展方向。如果說,機翼上部沒有遲滯氣流的部件,就會使氣流過早的流向翼尖,使得飛機失控。為了推遲或者阻礙氣流的流向,就在機翼上部設定了翼刀。早期的噴氣式飛機的速度和機動性並不如現在的三代機和四代機,使用翼刀也沒有什麼問題。
但是,隨著三代機的出現,其飛行速度較快以及機動性較好,對大迎角飛行效能的要求也更高。隨著戰機速度的增加,流經氣流的流速也逐漸的增快,如果再使用翼刀的話,在遲滯高速氣流時受到的力就會比較大,很有可能造成翼刀的斷裂。所以說,為了能夠取代取消翼刀,就出現了上文提到的前緣襟翼等部件。現役大部分戰鬥機都裝有前緣襟翼,其作用就是增加升力和提高戰機的失速臨界角(大迎角)。
而比較特殊的就是F18E/F戰鬥機了,該機的機翼上面依然裝有翼刀。但是其翼刀的作用並不是為了阻止氣流的分離,而是為了擾亂由較大邊條翼帶來的渦流。因為邊條翼產生的渦流會直接流向雙垂尾,對垂尾造成損害,所以才加裝了兩片翼刀。F18戰鬥機也裝有前緣襟翼,如果不是減弱渦流對垂尾的影響,F18戰鬥機也不會加裝早該消失的翼刀了。
所以說,隨著技術的發展,以前難以解決的問題都可以變得極為簡單,使用不影響戰機氣動效能的方法既可以替代原本複雜的設計。