網(wǎng)友提問(wèn)：到底什么是飛機(jī)的后掠翼?

專(zhuān)家解答：

正如鳥(niǎo)類(lèi)需要翅膀才能翱翔藍(lán)天一樣，為飛機(jī)安裝一副好用的“翅膀”一直是人們不懈追求的目標(biāo)。早期的飛機(jī)一般都采用平直翼，但隨著飛行速度的提高，飛機(jī)會(huì)在高速俯沖時(shí)因解體而墜毀。后來(lái)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)當(dāng)飛行速度接近音速時(shí)，飛機(jī)會(huì)遇到極大的阻力,就像撞上了看不見(jiàn)的“石墻”。這時(shí)，飛機(jī)要么速度難以再提高，要么承受不住巨大的沖擊力而粉身碎骨。這看不見(jiàn)的“石墻”也稱(chēng)激波。激波的鋒面正好在聲速時(shí)是平直的。隨著速度的增加，激波的鋒面變成圓錐形，錐的后傾角度隨速度增加而增加，鋒面背后的空氣重新回到亞聲速。

如果平直的機(jī)翼像燕子的翅膀一樣后掠，“躲”到機(jī)頭引起的激波鋒面的背后，就可以避免機(jī)翼本身引起的激波阻力。德國(guó)人阿道夫布斯曼在上世紀(jì)30年代就提出了后掠翼，只是沒(méi)有引起當(dāng)時(shí)人們的重視而已。飛機(jī)的后掠翼就是前、后緣向后伸展的機(jī)翼，呈錐形。表征機(jī)翼后掠程度的指標(biāo)是后掠角，即機(jī)翼前緣與水平線的夾角。通常所說(shuō)的后掠翼飛機(jī)，指機(jī)翼后掠角多在25度以上的飛機(jī)。毫不夸張的說(shuō)，后掠翼的出現(xiàn)是機(jī)翼形狀的一次重大變革，對(duì)飛機(jī)發(fā)展產(chǎn)生了極大影響。如今我們所看到的高亞音速和超音速飛機(jī)，無(wú)一例外都是采用后掠翼或由其改進(jìn)的后掠三角翼。

事實(shí)上，后掠翼無(wú)論是對(duì)于亞聲速飛行還是對(duì)于超聲速飛行都大有益處。對(duì)于亞聲速飛行來(lái)說(shuō)，后掠翼可以提高阻力發(fā)散所對(duì)應(yīng)的飛行馬赫數(shù);對(duì)于超聲速飛行來(lái)說(shuō)，后掠翼則可以減小激波阻力。后掠翼避免機(jī)翼本身引起激波阻力的作用在飛機(jī)速度還沒(méi)有達(dá)到超聲速時(shí)就已經(jīng)體現(xiàn)出來(lái)了。機(jī)翼是通過(guò)對(duì)上表面氣流加速以形成上下表面氣流的速度差，進(jìn)而導(dǎo)致壓力差而產(chǎn)生升力的。

在高亞聲速時(shí)，機(jī)翼上表面氣流速度可以超過(guò)聲速。采用后掠翼的話，迎面氣流按后掠角分解成垂直于機(jī)翼前緣的分量(法向分量)和平行于機(jī)翼前緣的分量(展向分量)，法向分量產(chǎn)生升力，展向分量不產(chǎn)生升力。后掠角等于零時(shí)，法向分量和迎面氣流相等;后掠角越大，法向分量越小。也就是說(shuō)，通過(guò)使用合適的后掠角，高亞聲速飛機(jī)的機(jī)翼上表面氣流在法向可以降低到聲速以下，避免激波阻力。后掠翼大量使用在跨聲速(0.8-1.2 倍聲速范圍內(nèi))和高亞聲速飛機(jī)上，像殲-6 戰(zhàn)斗機(jī)、各種波音和空客客機(jī)。

標(biāo)簽： 飛機(jī)的后掠翼