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图说雄猫

发布时间:2016-07-15  原作者:文/LUNA 图/Danis Rechie   点击数:

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作者微博 @双垂尾Luna @Danis_Rechie

  2006年,在航母甲板上工作了三十余年的F-14雄猫战斗机领到了退休通知书告别了服役生涯,作为外形最具美感的战斗机之一,雄猫是战斗机里的人气之王,在其退役十周年之际,本文通过文字配合漫画的形式,向各位读者细说大猫一些不为人知的小故事,缅怀大猫的一点一滴。

“为什么是变后掠翼”

  进入上世纪60年代后,苏联轰炸机对美国航母战斗群的导弹饱和攻击逐渐成为现实,美国海军需要一种能够在远离航母的空域长时间巡逻并能够搭载远距空空导弹在敌轰炸机攻击之前就将其击落的防空战斗机。但是越战的经验和F-111B研制的失败也使海军认识到不能仅强调战机的超视距远程空战能力,新型舰载战斗机也必须拥有优秀的格斗能力。

  作为防空飞机及对地攻击飞机,必须有较大的飞行速度和较好的机动性能,而作为舰载机,又必须拥有很低的起飞着陆速度和较大的航程及作战能力,能够把这些要求很好地统一到一架飞机上,F-14选择变后掠气动布局是唯一的答案。

  为什么变后掠翼可以满足这些自相矛盾的需求?下面我们分项说明这些气动力特性变化对于飞机性能的影响。

  1)升力斜率:当机翼处于小后掠角状态时,由于相对厚度及展弦比大,拥有很高的升力斜率,而此时增升装置效率也很高(多数变后掠翼飞机采用全展襟翼,充分发挥其性能),使得变后掠飞机在起飞和着陆阶段获得较高的升力系数,降低了飞机的起飞着陆速度。F-14之前的F-4J,由于需要保证高速性能,其后掠角高达51°,只能用降低翼荷载的方式降低进场速度,相同条件下的进场速度比F-14高了近30公里/小时,而F-14之后的F-18,尽管为了低速性能而生,其进场速度也比F-14高了15公里/小时。

  2)零升阻力系数:在亚音速范围内,各后掠角度的零升阻力基本没有差别,这是因为后掠角改变对于机翼浸润面积的变化极小,摩擦阻力基本是相同的,对于进入超音速明显增大的波阻就不同了,由于后掠效应延缓了压缩性作用,减弱了激波强度,大后掠角时机翼波阻大大减小。变后掠飞机利用这个特性,可获得较好的高速性能。这里我们拿在三代机里超音速性能一流的F-15来进行对比,在挂载4枚麻雀和4枚响尾蛇油量相同的情况下,F-14从0.8马赫加速到1.8马赫的时间比F-15快了20秒,可能有好奇的读者想知道F-18的数据,然而F-18在这种挂载条件下只能飞到1.3马赫。

  最大升阻比:在亚音速范围内,小后掠机翼拥有最好的气动效率,而在超音速范围内,大后掠机翼拥有优越性,这也是为什么进入超音速时代后,战斗机普遍使用大后掠角小展弦比布局。而变后掠翼飞机在各个飞行速度都有较好的气动效率,也就是说比按后掠翼飞机可以在执行任务的每一个阶段都达到较为满意的性能,这是固定翼飞机难以达到的。

  但是变后掠翼飞机并非完美无缺,其较高的结构重量和相对复杂的设计依然是制约变后掠翼飞机发展的命门。

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