這個問題雖然只有一個,但是實際上問題簡介是錯誤的。阻止前掠翼戰機繼續發展的並不是氣動彈性發散的問題,而是前掠翼固有的劣勢。
什麼是氣動彈性發散呢?
前掠翼佈局的飛機早在二戰時期就出現了,但是人們在經過一段時間的研究發現,前掠翼戰機有著天然的劣勢,那就是氣動彈性發散的問題。
我們知道金屬材質機翼不可能是絕對剛性的 ,所以機翼在氣動力,慣性力,振動力等力的作用超出材料所能承受的範圍外的話往往會發生彈性變形 。
後掠翼同樣存在氣動彈性發散的問題,機翼同樣會產生震顫,但是相比前掠翼這種問題無疑會好很多。
因為前掠翼是向上彎曲疊加向前抬頭的彎扭變形 , 這使機翼攻角加大 , 升力就會更大 ,這就進一步導致彈性機翼彎扭變形引起迎角反覆增大,這就是惡性迴圈。
前掠翼的好處有很多,但是缺點也有,淘汰前掠翼的主要就是它的兩個缺點
當飛行速度高到一 定值時,彈性形變超過機翼所能承受的極限的話,就會造成機翼折斷或破壞。
透過增加材料剛度來解決問題的話,結構往往要增重,這樣會極大的影響到飛機的機動性,在以前飛機機動性極其重要的年代,這是不可能的,所以前掠翼在早期就被放棄了。
但是透過複合材料是可以解決氣動彈性發散的問題的,氣動彈性發散是因為機翼材料的剛度較低,那麼換一種剛度更高重量甚至更輕的材料,這個問題就可以解決了。
複合材料結構的面板鋪層厚度和纖維方向可以發生任意的變化,因此能夠控制複合材料機翼的剛度來扭轉變形。
蘇-47就是透過複合材料解決了氣動彈性發散的問題,所以前掠翼被拋棄的原因並不是氣動彈性發散問題沒解決的緣故。
其實目前並無足夠的證據表明蘇-47透過複合材料解決了氣動彈性發散的問題,但理論上這個方法是可行的,而且對於蘇-47普遍是認為解決了此問題的,內部人士應該會有確定的訊息
前掠翼被放棄的主要原因有兩個分別是:1. 超音速升阻比低,超音速效能較差。2. 正向RCS較差。
搞清楚問題簡介,我再來回答這個問題:為什麼前掠翼飛機都有鴨翼?
仔細想想,確實是這樣的,X-29和蘇-47這類的前掠翼飛機的確都包含鴨翼。原因就是,前掠翼的翼根一般都到了飛機機體的尾部,這時再去佈置平尾是比較困難的。
在這張圖片中我們可以清晰的看見X-29的平尾和鴨翼都在參與俯仰配平,此圖應該是X-29在參與攻角測試
就算有平尾,平尾的操縱效率也是比較低下的,所以為了提高俯仰配平效率,升力係數等,前掠翼飛機一般都會選擇加一個前置鴨翼。在些許增重下,來獲得更高的操縱效率是很正常的,也是可以理解的。
其實一般的飛機選擇三翼面的原因也是這樣的,J-15,蘇-33等飛機的小鴨翼都是為了更優良的俯仰配平能力,從而實現短距起降。不過增大平尾面積也是可以的,設計師選擇鴨翼可能也有考慮重心的位置等因素。
X系列驗證機對於美國來說真的是功勞赫赫,對於其的發展起著不可磨滅的推動的作用
所以為什麼前掠翼戰機都有鴨翼的存在?並不是所有的前掠翼戰機都有鴨翼,而且這樣可以在增重不明顯的情況下獲得更好的俯仰配平能力。
本文圖4.5來自於空軍之翼
這個問題雖然只有一個,但是實際上問題簡介是錯誤的。阻止前掠翼戰機繼續發展的並不是氣動彈性發散的問題,而是前掠翼固有的劣勢。
什麼是氣動彈性發散呢?
前掠翼佈局的飛機早在二戰時期就出現了,但是人們在經過一段時間的研究發現,前掠翼戰機有著天然的劣勢,那就是氣動彈性發散的問題。
我們知道金屬材質機翼不可能是絕對剛性的 ,所以機翼在氣動力,慣性力,振動力等力的作用超出材料所能承受的範圍外的話往往會發生彈性變形 。
後掠翼同樣存在氣動彈性發散的問題,機翼同樣會產生震顫,但是相比前掠翼這種問題無疑會好很多。
因為前掠翼是向上彎曲疊加向前抬頭的彎扭變形 , 這使機翼攻角加大 , 升力就會更大 ,這就進一步導致彈性機翼彎扭變形引起迎角反覆增大,這就是惡性迴圈。
前掠翼的好處有很多,但是缺點也有,淘汰前掠翼的主要就是它的兩個缺點
當飛行速度高到一 定值時,彈性形變超過機翼所能承受的極限的話,就會造成機翼折斷或破壞。
透過增加材料剛度來解決問題的話,結構往往要增重,這樣會極大的影響到飛機的機動性,在以前飛機機動性極其重要的年代,這是不可能的,所以前掠翼在早期就被放棄了。
但是透過複合材料是可以解決氣動彈性發散的問題的,氣動彈性發散是因為機翼材料的剛度較低,那麼換一種剛度更高重量甚至更輕的材料,這個問題就可以解決了。
複合材料結構的面板鋪層厚度和纖維方向可以發生任意的變化,因此能夠控制複合材料機翼的剛度來扭轉變形。
蘇-47就是透過複合材料解決了氣動彈性發散的問題,所以前掠翼被拋棄的原因並不是氣動彈性發散問題沒解決的緣故。
其實目前並無足夠的證據表明蘇-47透過複合材料解決了氣動彈性發散的問題,但理論上這個方法是可行的,而且對於蘇-47普遍是認為解決了此問題的,內部人士應該會有確定的訊息
前掠翼被放棄的主要原因有兩個分別是:1. 超音速升阻比低,超音速效能較差。2. 正向RCS較差。
搞清楚問題簡介,我再來回答這個問題:為什麼前掠翼飛機都有鴨翼?
仔細想想,確實是這樣的,X-29和蘇-47這類的前掠翼飛機的確都包含鴨翼。原因就是,前掠翼的翼根一般都到了飛機機體的尾部,這時再去佈置平尾是比較困難的。
在這張圖片中我們可以清晰的看見X-29的平尾和鴨翼都在參與俯仰配平,此圖應該是X-29在參與攻角測試
就算有平尾,平尾的操縱效率也是比較低下的,所以為了提高俯仰配平效率,升力係數等,前掠翼飛機一般都會選擇加一個前置鴨翼。在些許增重下,來獲得更高的操縱效率是很正常的,也是可以理解的。
其實一般的飛機選擇三翼面的原因也是這樣的,J-15,蘇-33等飛機的小鴨翼都是為了更優良的俯仰配平能力,從而實現短距起降。不過增大平尾面積也是可以的,設計師選擇鴨翼可能也有考慮重心的位置等因素。
X系列驗證機對於美國來說真的是功勞赫赫,對於其的發展起著不可磨滅的推動的作用
所以為什麼前掠翼戰機都有鴨翼的存在?並不是所有的前掠翼戰機都有鴨翼,而且這樣可以在增重不明顯的情況下獲得更好的俯仰配平能力。
本文圖4.5來自於空軍之翼