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為什么現(xiàn)在空軍強國們都不發(fā)展可變后掠翼的飛機了?

作者:Anita 發(fā)布時間: 2022-05-23 23:07:40

簡介:】可變后掠翼代價太大,邊條翼技術(shù)性價比更高可變后掠翼大法,通過調(diào)整起飛機機翼后掠角,從而在不同速度、空氣密度下調(diào)整機翼升力系數(shù)和誘導阻力,可以獲得更好的升阻比。相比于傳統(tǒng)

可變后掠翼代價太大,邊條翼技術(shù)性價比更高可變后掠翼大法,通過調(diào)整起飛機機翼后掠角,從而在不同速度、空氣密度下調(diào)整機翼升力系數(shù)和誘導阻力,可以獲得更好的升阻比。相比于傳統(tǒng)固定翼飛機,可變后掠翼戰(zhàn)機最大優(yōu)勢在于可以同時兼顧低速區(qū)和超音速區(qū)域的性能。

當飛機亞音速低速飛行時,減少后掠角,機翼平直可以提高機翼升力系數(shù),獲得更好升阻比。這樣可以在低速飛行,譬如起降階段獲得更好飛行性能,在巡航時候也可以獲得更好的經(jīng)濟性,省油擴大航程。

而當飛機進行超音速飛行時,增加后掠角,從而減少超音速的誘導阻力,獲得更好的超音速性能。因而這種設(shè)計方案在60~70年代非常流行,特別是對地攻擊為主的攻擊機和轟炸機來說,低速省油增加航程,高速沖刺突防就是最看重的兩項指標,所以選擇可變后掠翼簡直是完美。

同時艦載機對于起降性能要求非常苛刻,所以對于大型艦載機來說,可變后掠翼可以顯著改善低速性能。所以直到美國海軍的F-22N計劃,也是選擇可變后掠翼方案,來同時兼顧低速起降,和高速的超音速巡航兩個方面。

但是可變后掠翼的代價太大了,一方面是變后掠翼結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、維護困難。以F-14A 雄貓戰(zhàn)斗機為例,平均每個飛行小時所需要的保養(yǎng)時間高達31.3小時,可變后掠翼翼盒中的那一套復(fù)雜的液壓驅(qū)動系統(tǒng)對于航母地勤來說簡直是噩夢。維護性能差、維護費用高,使得蘇聯(lián)解體后,雄貓退出航母甲板的罪魁禍首

另一方面,可變后掠翼對于飛機設(shè)計上的限制也相當大。比如可變后掠翼機翼不能安排副油箱,武器掛架要使用特殊的旋轉(zhuǎn)掛架;對于翼身融合方面制造相當大的障礙;同時對于氣動和機身重心變化影響較大,對于靜不穩(wěn)定設(shè)計飛機來說,設(shè)計可變后掠翼難度相當大。所以逐漸,可變后掠翼越來越成為一把雙刃劍,代價太大,對自身的限制和約束同樣非常大。

特別是隨著氣動研究發(fā)展,在航空設(shè)計上邊條翼的出現(xiàn),可以較好的替代可變后掠翼的功能。邊條翼通過在機翼根部前緣處,加裝一后掠角很大的細長翼形成的復(fù)合機翼。在高速超音速飛行時,后掠角極大的邊條翼同樣可以起到降低部分誘導阻力作用,而主機翼只需要做好主要飛行區(qū)域設(shè)計就可以。就這樣邊條翼與主機翼形成兩種不同后掠角,同樣可以產(chǎn)生兼顧低速和高速區(qū)域性能的作用,雖然其調(diào)整能力遠不如可變后掠翼,但是付出的重量代價也非常小。邊條翼最顯著的應(yīng)用者大黃蜂,從某種意義上將也是“大黃蜂”代表的邊條翼,終結(jié)了“雄貓”代表的可變后掠翼

再加上邊條翼對于飛機飛行性能改善還有多個方面。設(shè)計成機身邊條的形式,增加翼身融合度,降低飛行阻力。邊條翼分割機身前部氣流,增加機身前部壓力,提高飛行穩(wěn)定性。不僅如此,邊條翼可以拉出強勁的邊條渦流,利用渦升力,增強低速和大仰角的升力能力。兩者進行此消彼長,在進入80年代三代機時期,邊條翼迅速流行,可變后掠翼在戰(zhàn)斗機和戰(zhàn)斗轟炸機領(lǐng)域迅速退出。

三代機中的兩大標桿和經(jīng)典,F(xiàn)-16和蘇-27都是采用機身邊條翼的設(shè)計布局

在最后的轟炸機領(lǐng)域,又隨著B-2轟炸機的出現(xiàn),飛翼機構(gòu)型也成為主流,飛翼構(gòu)型本身亞音速升阻比最高,整個飛機就是個升力體。而隱身突防理念代替超音速高速突防,突防威力和效果更加可怕,本身研究轟炸機的沒幾個,當他們把注意也開始放到隱身轟炸機時,可變后掠翼最后的舞臺也就失去了。

我是薩沙,我來回答。

因為可變后掠翼已經(jīng)過時!

可變后掠翼早在二戰(zhàn)時期就有研究,但沒有成功。

美國研究德國的試驗品Me P.1101戰(zhàn)斗機,認為可變后掠翼很有研究的價值。

當時戰(zhàn)斗機無非是兩種,高空高速戰(zhàn)斗機、高效亞音速戰(zhàn)斗機。

這兩種戰(zhàn)機的設(shè)計有很大區(qū)別,以當時技術(shù)是無法兼顧兩者的性能。

而可變后掠翼的跨音速和超音速性能較好。

采用機翼后掠,可以增大飛機的臨界馬赫數(shù),并降低飛機的激波阻力,提升飛行速度。

由此,可變后掠翼兼顧了飛機在低速和高速下的飛行性能,相當完美。

世界上第一種變后掠翼戰(zhàn)斗機F-111,由美國通用動力公司在1965年研發(fā)。

至于米格23、F14“雄貓”、狂風戰(zhàn)斗機都是典型的變后掠翼戰(zhàn)斗機。

在上世紀六七十年代,可變后掠翼是先進戰(zhàn)機的代名詞。

然而,兩件事宣布了可變后掠翼的死刑。

第一,可變后掠翼結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,重量太大。

可變后掠翼的結(jié)構(gòu)和操縱系統(tǒng)復(fù)雜,故障率是相當高的。

大家注意伊朗的F14,自己摔掉了不少,還有一些因維護技術(shù)不夠、零件不足而報廢。

另外,可變后掠翼的特殊設(shè)計,轉(zhuǎn)動機構(gòu)的重量非常大,導致飛機性能有明顯下降。

這是無法改變的缺陷。

第二,新技術(shù)的發(fā)展。

1960年以后,隨著現(xiàn)代空氣動力學和航空發(fā)動機技術(shù)的高速發(fā)展,很多新技術(shù)涌現(xiàn)出來。如采用幾何可變機翼(翼面擾流板、前緣機動襟翼等)、升力機身、邊條等技術(shù),可以有效解決飛機兼顧高低速飛行和控制的問題。

這些技術(shù)有可變后掠翼的優(yōu)勢,沒有它的缺點。

時至今日,沒有國家還是用這種設(shè)計了。

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