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变后掠翼技术概览


□ 龙 滨

  变翼之缘起
  
  所谓变后掠翼技术(variable-sweep wing),就是指飞机在飞行过程中可以改变机翼后掠角度。这看似貌不惊人的变化对飞行性能有着巨大的应用潜力,这意味着飞机能够在飞行中改变自己的基本构型,可以根据环境的不同实现最优的飞行效能。
  一般而言,后掠翼最适合高速飞行,而近似平直的机翼则更适合低速飞行——飞机的起降就属于这种情况。如果机翼的后掠角可以变化,那么飞行员就能根据飞机速度的不同要求选择合适的机翼后掠角。对于那些希望在
  高速和低速条件下都有良好表现的飞机,特别是军用飞机,变后掠翼技术的确魅力不小。
  但是,变后掠翼技术造成的复杂结构以及设计方面的问题部分地抵消了变后掠翼给飞行性能带来的优势。也正是因为这一原因,变后掠翼技术只是小范围应用在部分军用飞机上,没有在大范围开花结果。
  早在1911年,法国人就开始了对变后掠翼技术的尝试。二战爆发前,德国设计师阿道夫·布希曼博士(AdolfBuseman)曾在罗马召开的一次国际学术会议上提出过一种实用性可动翼概念。按照他的理论,梅塞施密特公司在1942年开发了一种可变后掠翼试验机P.1101。该机的机翼不能在飞行中移动,但可以在地面上进行调整,以实现不同的后掠角。这种技术超前的飞机还没来得及量产,战争便已经结束。二战结束时,美国人缴获了P.1101并将其运回美国。通过在贝尔飞机公司进行的研究,美国人发现,P.1101装备的喷气发动机推力非常有限,这样的条件下采用变后掠翼技术是否能够有很好的效果还值得怀疑,但不管怎么说,德国人的设计给了美国人很好的启发。后来,贝尔飞机公司在研究成果的基础上开发了能够在飞行中改变机翼后掠角的X-5验证机。但在测试中人们发现了一个问题,即贝尔X-5的机翼在呈大后掠角时,其升力中心也会同时后移,导致飞机产生低头力矩,机头下俯。要解决这一问题,就需要给变后掠翼设计的飞机安装一套自动补偿系统。
  二战后,英国工程师巴恩内斯·沃利斯(Bames Wallis)开始对变后掠翼技术进行实用性研究,以期能提高超声速飞行的经济性。这一项目最初在军方的“野鹅”计划中进行,后来军方又开展了“维克斯燕子”计划,希望能够让新研制的作战飞机在10小时内从欧洲到澳洲飞上一个来回。该计划提出的设计方案采用了翼身融合设计和无尾布局,沃利斯对几种模型进行了测试,还在上世纪50年代对一个6英尺(1英尺合0.3048米)大小的缩比模型进行了高达马赫数2的风洞测试,但后来政府的资助终止,这一项目也就没能进行下去。
  后来美国人拿到了英国人的设计资料——当时美国希望继续展开研究,但最终还是没有什么进展。1949年,航空工程师贝尼斯(Baynes)申请了一项关于变后掠翼超声速战斗机的设计专利,但这一方案也没能投产。 ......
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摘自:航空知识
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