| 词条 | 前掠翼技术 |
| 释义 | 前掠翼是相对后掠翼而言的一种翼型，其梢弦在根弦的前面，左右翼俯视投影形成一个V字。前掠翼是和后掠翼同时提出的，两者推迟激波产生的原理是完全相同，由于前掠翼上的展向流动指向翼根，大迎角飞行时气流首先从机翼根部分离，从根本上克服了翼尖失速问题，因而低速性能好，可用升力大，机翼的气动效率高。 前掠翼技术的首次应用1945年2月，德国容克斯公司首飞一种名为Ju-287的机翼前掠的四发喷气轰炸机，在这架飞机上使用了前掠角为15°角的机翼，开创了前掠翼飞行器的先河。 但前掠翼产生弯曲变形时会使外翼迎角增大，从而使外翼升力增大，造成机翼弯曲变形加剧，在一定（临界）速度下，这种现象会形成恶性循环，直到使机翼折断。为了提高临界速度，需要付出增加结构重量等代价。所以，前掠翼虽和后掠翼同时提出，却很少被采用。 前掠机翼技术是在第二次世界大战时纳粹德国的发展的，并首次在汉斯·沃克领导设计的Ju-287轰炸机上使用。1943年1月，美、英联军开始联合对德国本土进行轰炸。1943年中，联军大量的P-51及加装副油箱的P-47战斗机用于为轰炸机护航，德国空军在对其拦截的空战中，战斗机损失率骤然大增。在东线，1943年下半年库尔斯克战役结束后，德国空军也丧失了制空权，遗留有20%的战斗机应付战局，加上苏联空军大量装备拉-5和雅克-9战斗机，所以德空军很难对苏联境内实施战略轰炸。在这种背景下，希特勒就提出了研制一种“能超越盟军任何一种战斗机”的轰炸机，Ju-287就这样出笼了。 Ju-287在最初设计时采用的是后掠翼，但由于后掠翼使飞机在低速飞行时的稳定性较差，这必然会影响轰炸机的投弹精度。综合考虑的结果，最终选择了前掠翼。Ju-287共开发了三种型号，分别为v1，V2、V3。德军战败后，苏军在汉斯·沃克小组的配合之下，在德国本上完成了V2的装配工作，后又制造了V3型轰炸机，并于1945年夏进行了试飞。 在Ju-287研制的同时，德国亨克尔公司设计了一种前掠翼飞机。即He-162D型，但没有成功。 前掠翼技术的四大优势结构优势前掠翼结构可以保障机翼与机身之间更好地连接，并且合理地分配机翼和前起落翼所承受的压力。这些优势用其它方法很难达到或者不可能达到，它大大提高了飞机在机动时、尤其是在低速机动时的气动性能。此外，前掠翼的结构设计，还可使飞机的内容积增大，为设置内部武器舱创造了条件，同时也大大提高了飞机的隐身性能。 机动优势前掠翼技术可使飞机在亚音速飞行时具有非常好的气动性能，从而大大提高其在仰角状态下的机动性。若前掠翼布局与推力矢量控制系统综合使用，还可使其在空战中更具优势，其近距空战机动能力将成倍地提高。 前掠翼在气动方面有着独特的优势，它的升阻比高；能保证机翼与机身之间更好的连接；有利于起降；并且，它的最大好处在于机动性，这种优势在亚音速范围内最为明显。如果将前掠翼布局与推力矢量控制系统综合使用，飞机在空战中更是如虎添翼。 起降优势与相同翼面积的后掠翼飞机相比，前掠翼飞机的升力更大，载重量增加30%，因而可缩小飞机机翼，降低飞机的迎面阻力和飞机结构重量；减少飞机配平阻力，加大飞机的亚音速航程；改善飞机低速操纵性能，缩短起飞着陆滑跑距离。据美国专家计算，F-16战斗机若使用前掠翼结构，可提高转变角速度14%，提高作战半径34%，并将起飞着陆距离缩短35%。 可控优势使用前掠翼结构可以提高飞机低速度飞行时的可控性，并能在所有飞行状态下提高空气动力效能，降低失速速度，保证飞机不易进入螺旋，从而使飞机的安全可靠性大大提高。 前掠翼技术的不足当然，前掠翼也并非十全十美。比如它技术复杂，对与之配套的相关技术要求比较高，气动部件强度要求大，而且翼尖振颤的问题至今无法彻底解决。所以目前还是很少有战斗机采用这种布局。不过它毕竟代表了一种飞机的发展方向。 由于材料的制约，人类一直无法克服机翼前掠所带来的“气动弹性发散”问题，使得前掠翼的独特优势一直无法发挥，也因此，前掠翼一直无法得到广泛的应用。直到20世纪70年代，复合材料机翼结构的应用，才使得前掠翼的发展柳暗花明。 前掠翼技术的完善1947至1948午，苏联对LL-3前掠翼实验机进行了测试，该机以火箭为动力，最大速度为1150公里/小时(0．95马赫)。【穿音速】（未达音速0.8倍为次音速、音速0.8~1.2倍上下为穿音速、音速1.2~5倍为超音速、超过音速五倍以上为高超音速。 ）因为结构上的问题无法解决，在其后数十年间，苏联没有什么进展，美国也不例外。 进入20世纪70年代，两项科研成果给前掠翼飞机的研究带来了转机，这就是复合材料技术的进步和机翼刚性分布计算机计算法的应用。前者为前掠翼提供了更轻、更强的结构，可使机翼在扭曲时不至于折断，后者则使机翼在面临离散效应时能够只弯曲而不扭曲，这就解决了因机翼扭曲而造成的负面气动效应问题。在此基础上，苏联改进了以米格-23和苏-27作为研究对象的前掠翼风洞模型设计，为进行前掠翼战斗机设计的苏霍伊设计局提供了不少宝贵的试验数据和经验。同时，苏霍伊设计局自己也制造了1架前掠翼滑翔试验机，用以验证大迎角飞行能力以及失速、螺旋等特性。试验结果表明，前掠翼战斗机维持大迎角飞行的时间可达到苏-27的3至4倍，而苏-27则具有相当出色的大迎角飞行性能。 1970年代以后，出现了利用复合材料结构的弯扭变形耦合效应（即通过布置不同纤维方向铺层）克服上述现象，同时由于变弯度技术、放宽静稳定度技术和电传操纵控制技术等的发展，前掠翼飞机遂又受到航空界的重视。1984年12月14日美国X-29A前掠翼验证机首次升空。 美国在研制F-16时电曾提出了一个前掠翼方案。据他们估计，这种方案与F-16相比，其转弯角速度可增加14%，作战半径可增大34%，起降距离可减少35%。1984年12月24日，美国格鲁曼公司的X-29成功首飞，比较成功地解决了前掠翼飞机的“气动弹性发散”问题，虽然它并没有完全解决前掠翼在超音速时的发散问题，但它在航空基础领域和先进技术方面做出了大量的积累，为美国航空的建设带来了一笔宝贵的财富。 随着材料技术的发展，刚度更高，质量更轻的材料必将能为解决前掠翼的“气动弹性发散”问题奠定基础，前掠翼也将会得到推广、流行。 机型S-37“金雕”前掠翼技术验证机S-37金雕的第一次露面足在1996年俄罗斯空军的一次会议上。从这次会议所刊登的一张照片中，人们发现一架涂成黑色，带有前掠翼、前置平尾、普通平尾、双立尾的飞机模型，专家们据此推测出一些很难辨别的细节，绘出一张示意图。于是在西方又掀起了新一轮对俄新型战斗机性能水平和作战能力的分析报道热潮。设计1997年这架飞机终于正式露面，苏霍伊设计局声称这是俄空军第五代战机的技术验证机，采用特别的前掠翼设计，以提高低速度飞行时的可控性，并能在所有飞行状态下提高空气动力效果。此外还采用三翼面、双垂尾、前后全动式操纵面的气动布局和推力矢量控制技术，机体广泛采用了复合材料，具有良好的超音速巡肮、超机动性和隐身能力。影响S-37独特的前掠翼设计给人留下很深刻的印象，它独特的气动外形也引起众多争议，正因为如此它才会在世界航空史上占有重要的地位。不足前掠翼战机在中空亚音速时的气动性能不好，这一点还有待于工程师的改进。（s-37是生产线实验的编号，并非Su-37，该飞机既Su-47/苏47） 生产商：俄罗斯苏霍伊航空生产联合体 类型：重型制空战斗机 重量：空重24000千克 最大起飞重量54000千克外形尺寸：机长22.6米，机高6.56米，翼展16.7米 性能数据：最大平飞速度2700千米/小时，实用升限1,8000米千米 俄罗斯苏-47“金雕”前掠翼战斗机该机采用了前掠翼，以提高低速度飞行时的可控性，并能在所有飞行状态下提高空气动力效果。采用三翼面、双垂尾、前后全动式操纵面的气动布局和推力矢量控制技术，机体广泛采用了复合材料，具有良好的超音速巡航、超机动性和隐身能力。装有两台AL-41F推力矢量涡扇发动机，单台最大加力推力175千牛，推重比约为10。机长22.6米，机高6.4米，翼展16.7米，最大起飞重量34吨，最大速度2.1马赫，升限18000米，最大航程3300公里。机载设备包括俄制最先进的数字化多信道设备、自动化综合指挥系统、组合导航系统及新一代的乘员生命保障和弹射综合系统。装备先进的雷达，使用了带有电视、热红外、激光设备的光学雷达及后视雷达。机内武器舱可携带超远程空空导弹和远程空空导弹，包括KS-172导弹，这种二级导弹可以达到高超音速，装备复合制导系统，能够打击400公里外的空中目标。也可携带空对地突击武器，同时保留了30毫米机炮。 “金雕”Su--47（苏-47）基本数据： 长： 22.60米 翼展：16.70米 起飞全重：24吨 最大速度：1.6马赫 最大过载：超过苏-27的9G 建造材料：13%的重量采用复合材料，铝合金及钛合金 该飞机方案无疾而终，军方认为该飞机“无法适应2010年以后的空战” 。 近期T-50的试飞进一步证明了该说法。 |
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