要的就是这股子拧劲

——漫谈超音速飞行的机翼设计

晨枫

原载:西西河

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  但变后掠翼的概念依然吸引人,如果能消除变后掠翼的不足,这还是一个很有生命力的概念。于是斜翼(oblique wing 或者 slanted wing)的概念粉墨登场。斜翼在低速时是平直翼,也就是说没有后掠。随着速度的增加,一侧后掠角增加,另一侧反向前掠,好像整个机翼拧过来一样。从空气的角度来看,这还是后掠,只是机翼只有“一边”,没有了“另一边”。

AD-1 是至今唯一飞起来的载人斜翼飞机

但斜翼的梦想开始于 50 年代超音速客机的研究

  斜翼在结构上少了变后掠翼的很多问题,比如说变后掠翼的铰链位置很不好确定,但斜翼的铰链位置只有一个:在中间。要是斜翼飞机根本没有了机身,而是飞翼,就更没有问题了。

  斜翼不是没有问题的。问题之一是起飞着陆时翼展巨大,但这是飞翼的通病,不是新问题。要是斜翼不做的很大,问题不太严重。另一个问题是机翼-机体的角度一直在变,飞行员座舱的角度随着变,操作会很别扭。不过要是斜翼飞翼用于无人机,这些就不是问题了。

  美国国防先进研究局(DARPA)和诺思罗普正在研究两种斜翼飞翼,都是无人机。一种是所谓“折刀”,在斜翼中央翼下吊挂一对发动机;另一种在斜翼的两侧中段各吊挂一个发动机。

 

诺思罗普“折刀”在低速时就像平常的飞翼                                 但高速时,就好像斜挑着扁担一样

 

这是诺思罗普的另一个方案                                                 随着速度的增高,斜翼的后掠角增大

M1.2 的时候已经达到 65 度的后掠角。通常大后掠翼飞机要在低速和高速性能之间平衡,M1.2 还不敢用这么大的后掠角,实际上损失了一些超音速性能。斜翼就没有这个顾虑,只要需要,后掠角还可以继续增大,只要不是前面的发动机挡着后面的路就成

  “折刀”估计还是用机械的方法扭转斜翼,用飞控系统补偿反力矩作用,维持正常飞行。另一种尚不知名的斜翼飞翼则更加巧妙,用两台发动机的相对推力差扭转斜翼。理论上,铰链可以自由旋转,根本不需要液压或者别的机械作动机构产生扭转。当然,两台发动机的推力方向要保持平行,否则互相拉扯起来会不好办。这可以用平行的机械连杆做到,并不复杂。

  这两种斜翼飞翼将具有很大的翼内油箱,可以在低速到超音速范围内保持最高的气动效率,是居家旅行杀人放火的必备利器。这两种斜翼现在还是实验性的,还没有太大的实用价值,最多以后用作侦察、监视什么的,或许还能载弹攻击。斜翼在未来也不大可能扩展到常规的客机或者战斗机,货机倒是有可能。总的来说还是比较偏门,不过是非常有意思的思路。

  谁说拧着不好?要的还就是这股子拧劲!

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