帶你認識戰鬥機機翼！

原標題：帶你認識戰鬥機機翼！

戰鬥機機翼

新動說航模

戰鬥機機翼的主要作用是產生升力，以支持飛機在空中飛行。它還起一定的穩定和操縱作用。根據機翼的平面形狀來區分，常用的有矩形翼、梯形翼、三角翼、雙三角翼、箭形翼、邊條翼等。

根據機翼在機身的前後位置及作用可分為主機翼、尾翼（平尾和垂尾或傾斜尾翼）、前翼{又稱鴨翼}。而根據主機翼與機身的角度不同來劃分，又有前掠翼、後掠翼和可變後掠翼。

現代飛機一般都是單翼機，但歷史上也曾流行過雙翼機( 兩副機翼上下重疊)、三翼機和多翼機。根據單翼機的機翼與機身的連接位置，可分為下單翼、中單翼、上單翼和傘式上單翼(即機翼在機身的上方，由一組撐桿將機翼和機身連接在一起)。

下面從各個不同角度來認識一下戰鬥機常用的幾類機翼。

尾翼

美國的F22採用V型雙垂尾布局

尾翼是安裝在飛機後部的起穩定和操縱作用的裝置。尾翼一般分為垂直尾翼和水平尾翼。垂直尾翼由固定的垂直安定面和可動的方向舵組成，它在飛機上主要起方向安定和方向操縱的作用。垂直尾翼簡稱垂尾或立尾。根據垂尾的數目，飛機可分為單垂尾、雙垂尾、三垂尾和四垂尾飛機。

現在雙垂尾布局的戰鬥機有些採用V形布局，例如美國的第四代戰鬥機F—22。水平尾翼由固定的水平安定面和可動的升降舵組成，它在飛機土主要起縱向安定和俯仰操縱的作用。水平尾翼可簡稱平尾。有的飛機為了提高俯仰操縱效率，採用的是全動平尾，即平尾沒有水平安定面，整個翼面均可偏轉。

有一種特殊的 V字形尾翼，它既可以起垂直尾翼的作用，也可以起水平尾翼的作用。水平尾翼一般位於主機翼之後。但也有的飛機把「水平尾翼」放在機翼之前，這種飛機稱為鴨式飛機。此時，將前置「水平尾翼」稱之為「前翼」或「鴨翼」。沒有水平尾翼 (甚至沒有垂直尾翼) 的飛機稱為無尾飛機。這種飛機的俯仰操縱、方向操縱、滾轉操縱均由機翼後緣的活動翼面或發動機的推力矢量噴管控制。

鴨翼

採用鴨式布局的陣風戰鬥機

鴨式布局：座艙兩側有兩個較小的三角（後掠）翼，後邊是一個大的三角翼。比如中國的殲10、殲20、歐洲EF2000都採用鴨式布局，是一種十分適合於超音速空戰的氣動布局。

早在二戰前，前蘇聯已經發現如果將水平尾翼移到主翼之前的機頭兩側，就可以用較小的翼面來達到同樣的操縱效能，而且前翼和機翼可以同時產生升力，而不像水平尾翼那樣，平衡俯仰力矩多數情況下會產生負升力。

早期的鴨式布局飛起來像一隻鴨子，「鴨式布局」由此得名。採用鴨式布局的飛機的前翼稱為「鴨翼」。戰機的鴨翼有兩種，一種是不能操縱的，其功能是當飛機處在大迎角狀態時加強機翼的前緣渦流，改善飛機大迎角狀態的性能，也有利於飛機的短矩起降。

真正有可操縱鴨翼的戰機目前有中國的殲10 、歐洲的EF－2000、法國的「陣風」和瑞典的JAS－39等。這些飛機的鴨翼除了用以產生渦流外，還用於改善跨音速過程中安定性驟降的問題，同時也可減少配平阻力、有利於超音速空戰。在降落時，鴨翼還可偏轉一個很大的負角，起減速板的作用。

後掠翼

機翼各剖面沿展向後移的機翼稱為後族翼，這種機翼的外形特點是，其前緣和後緣均向後掠。機翼後掠的程度用後掠角的大小來表示。

與平直機翼相比，後掠翼的氣動特點是可增大機翼的臨界馬赫數，並減小超音速飛行時的阻力。飛機在飛行中，當垂直於機翼前緣的氣流流速接近音速時，機翼上表面局部地區的氣流受凸起的翼面的影響，其速度將會超過音速，出現局部激波，從而使飛行阻力急劇增加。

後掠翼由於可使垂直於機翼前緣的氣流速度分量低于飛行速度，因而與平直機翼相比，只有在更高的飛行速度情況下才會出現激波( 即提高了臨界馬赫數)，從而推遲了機翼面上激波的產生，即使出現激波，也有助於減弱激波強度，降低飛行阻力。後掠角的缺點是扭轉剛度差、升力線斜率較低、氣流容易從翼梢處分離、亞音速飛行時誘導阻力較大等。

三角翼

幻影2000的三角翼

平面形狀為三角形的機翼稱為三角翼。與之相近的有雙三角翼和切角三角翼。目前常用的主要是略有切角的三角翼。三角翼飛機出現於50 年代，其代表機型有美國的F—102、前蘇聯的米格— 21、 法國的「幻影」Ⅲ等。

大後掠角三角翼具有超音速阻力小、焦點隨 M數變化小、結構剛度好等優點，適合於超音速飛行和機動飛行。三角翼的缺點是：在亞音速飛行狀態，機翼的升力線斜率較低、誘導阻力較大、升阻比較小，從而影響飛機的航程和起降性能。

變後掠翼

美國F14戰鬥機採用可變後掠翼技術

後掠角在飛行中可以改變的機翼稱之為變後掠翼。在飛機的設計工作中，有一個不易克服的矛盾：要想提高飛行M數，必須選擇大後掠角、小展弦比的機翼，以降低飛機的激波阻力，但此類機翼在亞音速狀態時升力較小，誘導阻力較大，效率不高。從空氣動力學的角度講，要同時滿足飛機對超音速飛行、亞音速巡航和短矩起降的要求，最好是讓機翼變後掠，用不同的後掠角去適應不同的飛行狀態。

對變後掠翼的研究，始於 40年代，但直到 60年代，才設計出實用的變後掠翼飛機。一般的變後掠翼的內翼段是固定的，外翼同內翼用鉸鏈軸連接，通過液壓助力器操縱外翼前後轉動，以改變外翼段的後擦角和整個機翼的展弦比。變後掠翼的缺點是，結構和操縱系統複雜，重量較大，不大適合輕型飛機使用。美國的F—14戰鬥機是可變後掠翼的代表機型。

邊條翼

採用邊條翼的美國F18戰鬥機

邊條翼是 50 年代中期出現的一種新型機翼，一些第三代高機動戰鬥機採用了這種機翼，像美國的F—18和中巴合研的「梟龍」都採用邊條翼。

在飛機中等後掠角(後掠角 25度～45度左右) 的機翼根部前緣處，加裝一後掠角很大的細長翼(後掠角65度～85度) 所形成的複合機翼，稱為邊條翼。在邊條翼中，原後掠翼稱為基本翼，附加的細長前翼部分稱為邊條。

邊條翼的氣動特點是，在亞、跨音速範圍內，當迎角不大時，氣流就從邊條前緣分離，形成一個穩定的前緣脫體渦，在前緣脫體渦的誘導作用下，不但可使基本翼內翼段的升力有較大幅度的增加，還使外翼段的氣流受到控制，在一定的迎角範圍內不發生無規則的分離，從而提高了機翼的臨界迎角和抖振邊界，保證飛機具有良好的亞、跨音速氣動特性。在超音速狀態下，由於加裝邊條後，使內翼段部分的相對厚度變小，機翼的等效後掠角增大，可明顯降低激波阻力。

另外，邊條的存在，還可使飛機在跨音速和超音速飛行時的全機焦點後移量減小，導致飛機的配平阻力降低。因此，這種機翼也具有良好的超音速氣動特性。邊條翼的缺點是，在小迎角範圍內，其升阻特性不如無邊條的基本翼好；它的力矩特性也不理想，力矩曲線隨迎角的變化呈非線性。

翼身融合

陣風戰機的翼身融合技術

一般的翼身組合體是由機翼與機身兩個部件接合而成的。在機翼與機身的交接處，機身的側面與機翼表面構成直角(或接近於直角)，這樣的組合，由於浸潤面積大，阻力也較大。

為了減少翼身組合體的阻力，有些飛機在機翼與機身的交接處增裝了整流帶( 亦稱整流包皮)，使二者間圓滑過渡。在設計上，整流帶一般是不承受載荷的，但在飛行時，它很難不受氣動力的影響，因此，往往會發生變形等問題。

後來，研究人員根據翼身整流帶的優缺點，提出了翼身融合體的概念，即把飛行器的機翼和機身合成一體來設計製造，二者之間沒有明顯的界限。翼身融合體的優點是結構重量輕、內部容積大、氣動阻力小，可使飛機的飛行性能有較大改善。

後來還發現，由於消除了機翼與機身交接處的直角，翼身融合體也有助於減小飛機的雷達反射截面積，改善隱身性能。這一設計的典型代表是法國的「陣風」戰鬥機。翼身融合體的缺點是：外形複雜，設計和製造比較困難。

前掠翼

S-37「金雕」

另外，還有一些戰鬥機採用了前掠翼技術，與後掠翼相反，前掠翼的外形特點是前緣和後緣均向前掠。這種戰機目前僅僅停留於驗證階段。

本文轉載自：新動說航模

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