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词条 斜翼机
释义

斜翼机的英文名称为:obliquewingairplane。它是指左右两半翼为一整体且可绕机身垂直枢轴转动的飞机。斜翼机左右半翼连成一体,简化了机翼与机身的连接结构,此外,在斜置位置上左右半翼不对称,还会由滚转操纵引起俯仰和偏航运动。目前,斜翼机还处于试验阶段。

简介

斜翼机

oblique wing airplane在原理上它与变后掠翼飞机相似。飞机在起飞、着陆和低速飞行时,机翼位置如图中的虚线所示,相当于平直机翼,这时机翼展长最大,诱导阻力小,升力系数大,起飞着陆和低速飞行性能好。飞机以高亚音速和超音速飞行时,机翼可绕枢轴转动某一角度(图中实线位置)。这时,一侧机翼前掠,另一侧机翼后掠,都可以推迟激波的产生,从而减小阻力,提高巡航时的升阻比,降低油耗。斜翼机与变后掠翼飞机的区别是当左半翼处于后掠位置时,右半翼则前掠。机翼在斜翼位置时,整个飞机横截面面积沿机身轴的分布较后掠翼飞机均匀,近于流线体,在降低波阻方面比后掠翼更为有利。斜翼机左右半翼连成一体,简化了机翼与机身的连接结构,但是固定刚性较差。此外,在斜置位置上左右半翼不对称,还会由滚转操纵引起俯仰和偏航运动。美国国家航空航天局在研究和实验的基础上制造了小型斜翼验证机AD-1。机翼斜置角变化范围从0°~60°,总重726公斤。

工作原理

飞机在起飞、着陆和低速飞行时,机翼位置如图中的虚线所示,相当于平直机翼,这时机翼展长最大,诱导阻力小,升力系数大,起飞着陆和低速飞行性能好。飞机以高亚音速和超音速飞行时,机翼可绕枢轴转动某一角度(图中实线位置)。这时,一侧机翼前掠,另一侧机翼后掠,都可以推迟激波的产生,从而减小阻力,提高巡航时的升阻比,降低油耗。斜翼机与变后掠翼飞机的区别是当左半翼处于后掠位置时,右半翼则前掠。机翼在斜翼位置时,整个飞机横截面面积沿机身轴的分布较后掠翼飞机均匀,近于流线体,在降低波阻方面比后掠翼更为有利。

最新研究成果

世间凡是能飞的东西,不论是人造的还是天然的,都具备对称性,否则就难以保持飞行平衡。但是,美军现在就是要造一种不对称的斜翼飞行器,而且,这种飞机飞得更快、更远,油耗

更低。一旦成功,这种新式飞机将在未来20年内成为美军隐形轰炸机的主打机型,并将改写飞行历史。数年来,美国军方都在寻求一种飞机——它能够在敌方领空外徘徊十几小时,静静地等待命令。一旦接到指令,就立即以超音速直扑目标、瞄准目标、摧毁目标。但是,问题在于,凡是能够进行长时间亚音速飞行的飞机,都无法胜任超音速飞行,反之亦然。

代号弹簧小折刀

为了解决这个长期存在的空气动力学问题,美国国防部高级研究计划署(DARPA)近日授予诺斯罗普·格鲁曼公司斜翼飞行器研发项目。第一阶段合同为期20个月,拨款1030万美元,要求诺斯罗普·格鲁曼公司进行飞行器的初始设计,解决可控性问题。

这种飞行器被命名为“弹簧小折刀”(Switchblade),一种可改变翼扫(机翼相对机身的角度)的无人机,既有很高的低速飞行效率,能执行盘旋监视任务,又能执行超音速打击任务。

既是侦察机又是轰炸机

美国国防部高级研究计划署要求诺斯罗普·格鲁曼公司在2007年11月之前绘制出详细设计图,实验机则在2010年推出。初步概念是在单翼下面安装引擎、转轴以及监视设备。这样的设计使得发动机朝向飞行方向的同时,单翼可以旋转。

美国国防部高级研究计划署明确指出,概念性斜翼作战飞机有两大任务:一是情报、监视与侦察任务,要求该机能携带2000千克有效载荷,在18000米高空以亚音速飞行5000海里;二是轰炸任务,要求该机能携带7500千克有效载荷,飞行5000海里。该机的最大速度为2马赫。

巡航时亚音速轰炸时超音速

在巡航状态下,“弹簧小折刀”展开61米长的单翼(不像普通飞机那样是双翼,而是把双翼从中间接合在一起,组成一块翼),像一架普通飞机那样飞行;但是,当它要突破音障前,它的单翼将旋转60度,形成一个翼尖前掠、一个翼尖后掠的状态。这样的构造重新分配了飞机前部积累的冲击波,有效降低了超音速状态下的波阻力,飞机就进入超音速飞行状态。当“弹簧小折刀”要恢复亚音速飞行时,单翼就再次旋转,使之恢复和发动机垂直的状态。

2010年进行首飞

美国国防部高级研究计划署称,假如一切进行顺利,1/5比

例的“弹簧小折刀”示范模型将于2010年进行首飞,该试验机翼展约为12米,全比例飞行器预计于2020年投入使用。 对于“弹簧小折刀”这种无尾翼变掠角飞机,可控性是主要问题。诺斯罗普·格鲁曼公司必须演示该机在改变飞行模式从而大大改变空气动力特性的时候能够保持稳定性。

“弹簧小折刀”试验机将最终验证斜翼飞机计划是否可行,这个问题自20世纪40年代以来就存在争议。如果这架超音速试验机的飞行试验取得成功,斜翼飞机可能成为美空军计划2025年后装备的、具有高速和长航时飞行能力的下一代隐形轰炸机的候选机型。

优点

斜翼机:耗油低航程远

斜翼机左右两半翼为一整体,且可绕机身垂枢轴转动,在原理上它与变后掠翼飞机相似。飞机在起飞、着陆和低速飞行时,机翼与引擎成直角,相当于平直机翼,这时翼展最大,诱导阻力最小,升力系数大,起飞、着陆和低速飞行性能好。飞机以超音速飞行时,机翼可绕枢轴转动60度,这时,一侧机翼前掠,另一侧机翼后掠,都可以推迟激波的产生,从而减小阻力,提高升阻比,降低油耗。

斜翼机与变后掠翼机的区别是,当左半翼处于后掠位置时,右半翼则前掠。机翼在斜翼位置时,整个飞机横截面积沿机身轴的分布较后掠翼飞机均匀,近似于流线体,在降低波阻力方面比后掠翼更为有利。

斜翼机在结构和气轴特性方面,都比通常的变后掠翼飞机要优越。它的波阻小、噪音小。与后掠翼或三角飞机比较,它的耗油低、航程远。

缺点

翼机左右半翼连成一体,简化了机翼与机身的连接结构,但是固定刚性较差。此外,在斜置位置上左右半翼不对称,还会由滚轴操纵引起俯仰和偏航运动。

早在第二次世界大战中,德国就对斜翼机方案进行了研究。美国也于上世纪50年代开始斜翼机的理论研究,但正式试制还刚刚开始。

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更新时间:2024/12/23 13:46:47