二戰末期,飛機飛行速度進一步增大,在臨界馬赫數飛行時,飛行速度稍微增大一點,飛機的阻力就會急劇增加,需要消耗發動機很大的功率才能實現超音速飛行,一些人開始在氣動設計上做文章。
1935年,德國著名空氣動力學家阿道夫·佈施曼在”第五屆沃爾塔高速國際飛行學術大會“上首次提出後掠翼思想以減小飛行阻力、提高飛行速度。但隨後幾年後掠翼並沒有受到重視,除了德國。在風洞試驗時,一些德國空氣動力學家突發奇想製作了前掠機翼模型,發現也能減小飛行阻力。1944年,德國研製了世界上第一種前掠翼飛機——Ju-287轟炸機,前掠角僅15°。
Ju-287前掠翼轟炸機
前掠翼和後掠翼是一對姐妹花,由於機翼傾斜一個角度,迎面氣流產生的動壓沿著翼展方向(展向)和垂直機翼方向(法向)分解,對比以前的平直翼(幾乎全是法向),法向的速度分量大大降低,因此延遲了激波阻力的產生。在減小飛行阻力上,前掠翼和後掠翼沒有區別。
後掠翼在翼尖附近,機翼下表面的高壓空氣可以橫向繞過翼尖到達上表面,造成升力損失,在低速和大迎角時,翼尖會首先失速,升力集中在機翼根部造成飛機升力中心前移,接著飛機會進一步增大迎角和減小速度,最終整個飛機都會失速。
前掠翼剛好相反,翼尖失速後,升力集中的機翼根部在飛機靠後的地方,使升力中心後移,飛機迎角將減小,有利於抑制飛機失速,這對維持飛機大迎角機動具有重要意義,尤其是戰鬥機。
蘇-47金雕(S-37)前掠翼戰鬥機
此外,由於前掠翼的展向氣流是流向機體最終沿著機身兩側向後流動(法向),機身的作用相當於大號的翼尖小翼,同樣可以減小誘導阻力和增加升力,相當於回收了在翼尖損失的升力。因此前掠翼飛機升阻比更好,在相同機翼面積時可以獲得更大升力。
蘇-47機動性相當優秀,低速效能也很好,很大程度上是得益於其前掠翼設計,很多看慣了後掠翼飛機的人第一印象總是認為前掠翼阻力會更大,其實剛好相反。
美國作為航空超級大國也驗證過前掠翼飛機的氣動效能,格魯門和NASA聯合研製的X-29就是其研究前掠翼的平臺。到目前為止,也沒有大規模批次生產任何一種前掠翼飛機,是因為前掠翼有其固有的、甚至是致命的缺陷,這裡主要討論前掠翼的好處,也就不多說了。
二戰末期,飛機飛行速度進一步增大,在臨界馬赫數飛行時,飛行速度稍微增大一點,飛機的阻力就會急劇增加,需要消耗發動機很大的功率才能實現超音速飛行,一些人開始在氣動設計上做文章。
1935年,德國著名空氣動力學家阿道夫·佈施曼在”第五屆沃爾塔高速國際飛行學術大會“上首次提出後掠翼思想以減小飛行阻力、提高飛行速度。但隨後幾年後掠翼並沒有受到重視,除了德國。在風洞試驗時,一些德國空氣動力學家突發奇想製作了前掠機翼模型,發現也能減小飛行阻力。1944年,德國研製了世界上第一種前掠翼飛機——Ju-287轟炸機,前掠角僅15°。
Ju-287前掠翼轟炸機
前掠翼和後掠翼是一對姐妹花,由於機翼傾斜一個角度,迎面氣流產生的動壓沿著翼展方向(展向)和垂直機翼方向(法向)分解,對比以前的平直翼(幾乎全是法向),法向的速度分量大大降低,因此延遲了激波阻力的產生。在減小飛行阻力上,前掠翼和後掠翼沒有區別。
後掠翼在翼尖附近,機翼下表面的高壓空氣可以橫向繞過翼尖到達上表面,造成升力損失,在低速和大迎角時,翼尖會首先失速,升力集中在機翼根部造成飛機升力中心前移,接著飛機會進一步增大迎角和減小速度,最終整個飛機都會失速。
前掠翼剛好相反,翼尖失速後,升力集中的機翼根部在飛機靠後的地方,使升力中心後移,飛機迎角將減小,有利於抑制飛機失速,這對維持飛機大迎角機動具有重要意義,尤其是戰鬥機。
蘇-47金雕(S-37)前掠翼戰鬥機
此外,由於前掠翼的展向氣流是流向機體最終沿著機身兩側向後流動(法向),機身的作用相當於大號的翼尖小翼,同樣可以減小誘導阻力和增加升力,相當於回收了在翼尖損失的升力。因此前掠翼飛機升阻比更好,在相同機翼面積時可以獲得更大升力。
蘇-47機動性相當優秀,低速效能也很好,很大程度上是得益於其前掠翼設計,很多看慣了後掠翼飛機的人第一印象總是認為前掠翼阻力會更大,其實剛好相反。
美國作為航空超級大國也驗證過前掠翼飛機的氣動效能,格魯門和NASA聯合研製的X-29就是其研究前掠翼的平臺。到目前為止,也沒有大規模批次生產任何一種前掠翼飛機,是因為前掠翼有其固有的、甚至是致命的缺陷,這裡主要討論前掠翼的好處,也就不多說了。