引言

戰鬥機自發明以來已逾百年，百年間發生了翻天覆地的變化。從原本的木質結構帆布蒙皮，到今天的鈦合金結構鋁合金蒙皮；從原本的活塞式發動機螺旋槳推進，到今天的噴氣式發動機渦輪風扇噴氣推進；從原本的陸海軍輔助裝備，到今天的空天軍主戰裝備。戰鬥機一路走來不僅外觀發生了變化，效能和戰略地位更是一天比一天重要。隨著戰鬥機的一路發展，其機翼其實也一直在發生變化，從原始的矩形平直翼，到後來的梯形機翼，到後掠翼，到可變後掠翼，再到邊條翼……

“飛行者1號”飛機

▲上圖是1903年萊特兄弟的“飛行者1號”飛機，也是大部分人認為的歷史上第一架飛機。仔細觀察其機翼，就可以發現它就是一個粗暴的矩形。沒錯，它所使用的就是矩形平直機翼，這種機翼有著低速狀態下升力係數高的特點，可以給飛機出色的起降效能。不過它也有一個較大的缺點，那就是機翼末端和機翼根部同寬，帶來了較大的飛行阻力。所以使用這種平直機翼的飛機，無論發動機推力多麼出色，始終沒能超越音速。

平直翼

平直翼是伴隨著飛機出現的第一種翼型，從上而下觀察，其外形為普通矩形，內部構造簡單，加工非常簡便。同時因為機翼平直，升力係數較大，飛機在滑跑的時候在較低的速度就可以獲得能夠抬起機身的升力。▲上圖是美國P-51“Mustang”戰鬥機的三檢視，其翼型就是普通矩形平直翼優化之後的梯形平直翼。其特點和普通矩形平直翼一樣，升力較大，但同時因為翼型得到優化，在飛行時的阻力相對較低，所以P-51具備較為出色的飛行效能。

在那個時代，世界航空工業的技術水平有限，同時飛行員的素質也不高，這種低速狀態下就可以獲得較大升力的翼型就成了早期飛機的最優選擇。

第二次世界大戰時，戰鬥機開始真正的嶄露頭角，各國軍隊開始看到這種裝備的重要性。在這個背景下，航空兵開始脫離陸海軍，成為一個獨立的軍種——空軍。同時開始追求速度更快，機動性更強，航程更遠的戰鬥機。

第二次世界大戰後期，為了獲得更為先進的戰鬥機，當時世界幾個主要軍事強國都加大了研究投入，以求率先實現技術突破，獲得戰場主動權。當時，英法德等國家工程師的注意力都在發動機身上，企圖研製出推力更大的發動機來提升戰鬥機的飛行速度。一開始所有人的注意力都在活塞發動機的氣缸上，想通過增加氣缸的數量來增強發動機推力，於是各種12缸，14缸的的活塞式發動機被搬上了戰鬥機。

但是工程師發現，氣缸已經不能再加了，戰鬥機的飛行速度也沒能提高多少。這是一個技術瓶頸，想解決這個瓶頸有兩個辦法，一是再繼續深入研究活塞式發動機和螺旋槳，突破技術瓶頸。二是尋找新的技術路線繞過它！歷史證明，工程師們選擇了後者並且取得了成功，於是噴氣式航空發動機出現了。

1939年8月27日，德國一架裝備了工程師奧海因改進的HeS3B噴氣式發動機的He-178戰鬥機從地面騰空而起，實現了人類首次噴氣式飛行。▼這就是人類第一架飛上天的噴氣式戰鬥機He-178，單發，機頭進氣設計，機翼依然是平直翼。

1945年英國將自己研製的兩臺最先進渦輪噴氣式發動機掛上了試驗機進行試驗。這架飛機最大平飛速度達到974千米/小時，在進行俯衝時飛行速度甚至可以達到1120千米/小時，接近音速。當時的試驗機依然採用的平直翼，在接近音速飛行時機翼上產生了激波，導致空氣的總作用點向後移動，試驗飛機發生自動俯衝，最終飛行速度超過這架試驗飛機的機身結構強度，空中解體。

著名的德國me-262戰鬥機

後掠翼

經過事後總結，工程師發現平直機翼的飛機搭載高效能噴氣式發動機高速飛行時產生的激波不僅會讓飛機自動俯衝，更是產生了比低空低速狀態下大十幾倍的飛行阻力，也就是我們所說的“音障”。從這個時候開始，工程師們的目光有一部分轉移到了飛行阻力的身上，他們意識到：不解決激波產生的阻力問題，飛機的速度永遠不可能可以突破音速。經過大量的試驗和分析，德國人終於找到了解決激波阻力的辦法：那就是改變飛機機翼的翼型。從此後掠翼開始出現在戰鬥機身上。

米格-15

德國人發現：將飛機的平直機翼向後拉，做成前緣和後緣同時後掠的形狀時，可以延遲“激波”的產生，於是戰鬥機可以獲得更高的速度，也可以緩和戰鬥機在高速飛行時自動俯衝的問題。▼這是著名的美國F-86戰鬥機，它的機翼就是可以緩和高速狀態下產生激波的後掠翼。圖中可以觀察到它的機翼前緣和後緣都以較大角度向後掠，20世紀50年代，世界幾乎所有的戰鬥機都使用的這種翼型。

F-86佩刀

後掠翼激波現象得到緩和，但依然沒能突破音障，工程師們不死心，他們立誓要研製出可以飛得比聲音還快的戰鬥機。

在上個世紀40年代末，美國利用火箭發動機驅動的X-1試驗飛機，從B-29機腹投下起飛，實現了人類歷史上的首次超音速飛行。然而，這架試驗機使用火箭發動機，僅僅能夠進行試驗，很難實用化。各國工程師意識到，想要研製成功可以超音速飛行的戰鬥機還得在機翼上做文章。

於是，大後掠翼出現了。什麼是大後掠翼呢？顧名思義就是比後掠翼後掠角度更大的機翼，典型代表就是中國的殲-6戰鬥機。▼殲-6戰鬥機後掠角度比F-86更大，飛行速度也更快，可以達到1490千米/小時，超過了聲音聲音的速度。

速度雖然上去了，但這種大後掠翼設計又帶來了一個新的問題，那就是翼尖失速。後掠翼設計導致飛行時空氣不會全部從機翼上下兩面穿過機翼，而是有一部分會沿著機翼往翼尖發散，這就導致機翼的升力係數極大下降，影響飛機的飛行效能。為了解決這個問題，工程師們在後掠翼戰鬥機的機翼上加了一些小隔板(翼刀)，擋住空氣往翼尖發散，從而解決了翼尖失速的問題，戰鬥機終於可以愉快的飛行了。

三角翼

大後掠翼戰鬥機雖然實現了超音速飛行，但走的是延緩激波，躲開音障的路子。隨著飛行速度繼續提升，後掠角不能再做得更大了，再大機翼就得塞進機身了。於是工程師們開始直面音障的困難，研究思路也從原本的躲開音障變成了突破音障！經過無數計算和試驗，付出了大量頭髮之後，禿頂的工程師們發現：只要把飛機機身收在機頭產生的激波之內，阻力的問題就可以迎刃而解。

在這個時候，又遇到一個問題，那就是機翼強度不夠了，無法支撐飛機如此高速的飛行。於是繞了一些加厚蒙皮，加強結構的邪路之後，工程師們創造了三角翼，一種展弦比超級小的機翼佈局，不僅可以保證足夠的強度，還可以把戰鬥機包括機翼在內的所有部位全部收進機頭產生的激波之內，音障就此被人類征服！

達索的無尾三角翼

音障是解決了，但同時三角翼也帶來了機動性差，起降效能更差的結果。因為後掠角度太大，飛機在起飛時需要超高的速度才能獲得足夠的升力，於是跑道需要修建的超級長。更要命的是降落的時候，為了保證足夠的升力，平穩觸地，飛行員需要以超高的速度接近機場，稍不留神就是機毀人亡。所以那個時候，我們國家的殲-8起飛的時候需要超長的跑道，而且機動性也非常難看，人稱“人操火箭”。另外一邊用大後掠翼殲-6飛機改裝的殲教-6則起降速度巨大，簡直就是飛行學員的噩夢。

殲教6

可變後掠翼

於是工程師們又聚在一起開會了，他們想：能不能設計一種機翼，在起飛的時候能有平直機翼優異的升力係數，又能在高速飛行時像大後掠翼一樣延緩激波的產生甚至將機身收進激波之內實現超音速飛行呢？

說幹就幹，可變後掠翼出現了。

▲這是蘇聯米高楊設計局的米格-23戰鬥機，典型的可變後掠翼戰鬥機。圖中米格-23起落架處於開啟狀態，說明正處於低速飛行的時候，這個時候它的機翼張開，後掠角較小，有著和平直機翼一樣的升力係數，低空低速效能出色。當它高速飛行，需要突破音障的時候，飛行員操控手柄，將機翼收起來，手動增大後掠角，從而突破音速，進行超音速飛行▼。

開過手動擋汽車就會知道，經常會忘記換擋而導致汽車熄火。米格-23也一樣，飛行員在高度緊張的情況下也容易忘記操作機翼，改變後掠角。為了避免這種情況出現，美國人搞出了自動擋的可變後掠翼戰鬥機F-14“雄貓”▼。

如圖所示，F-14戰鬥機在起飛時機翼處於左側所示的張開狀態，當隨著飛行速度上升，空速管會將速度資訊傳輸給飛控計算機，然後計算機會根據速度大小自動調節機翼的後掠角度，減輕了飛行員的操作壓力，同時更增強了其飛行效能。

邊條翼

F-14“雄貓”是一款重型艦載機，以帥氣的外形，出色的效能而聞名於世，收穫了一大批忠實的貓黨。雄貓這麼出色，那為什麼在它之後出現的戰鬥機，不再使用可變後掠翼呢？

原因在於，它被邊條翼取代了。

工程師們在試驗可變後掠翼戰鬥機的時候發現一個問題：為什麼可變後掠翼在收起來的時候同樣大後掠角，為什麼翼尖失速不會像大後掠翼戰鬥機那麼明顯呢？又是長時間的試驗和計算……

L-15“獵鷹”邊條翼拉出渦流

最終工程師發現可變後掠翼戰鬥機主翼前段的豁口或者凸起在高速飛行的時候會拉出向後的渦流，從而帶著空氣向後流去，有著和翼刀一樣的作用。知道這個結果後，工程師們像是發現了新大陸，隨著更進一步的研究，他們發現：流過機翼上方的渦流可以在機翼上方形成一片低壓區，從而增大機翼上下的壓力差，增大升力係數。

知道這個結果的工程師們相當驚喜，他們不斷優化著設計方案，最終各國達成一致：在主翼正前方設定一個後掠角度巨大的凸起，也就是邊條翼。靠邊條翼拉出渦流，提升機翼在低速飛行時的升力，從而提升戰鬥機的起降效能和亞音速機動能力。同時主翼設計成三角翼和梯形翼結合的樣子，將機身收進機頭產生的激波之內，保證超音速飛行。

就此，戰鬥機終於趨近完美，不僅結構簡單，重量輕，而且具備優秀的亞音速機動能力和超音速飛行效能。