从前掠翼到后掠翼，飞机改变的不只是形状

从前掠翼到后掠翼，飞机改变的不只是形状

原创 2017-07-03 航空制造网 航空制造网

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谈到前后掠翼的问题，我们首先要了解的就是机翼为什么要前掠或者后掠。解释飞机的前后掠，小编有一个还算形象的比喻。那就是当我们从高处跳下的时候，比如蹦极，跳伞等，我们的两只手臂会有两种放置方式，一种就是向后掠，甚至夹紧在身体两侧，一种就是两只手臂往前伸。

这是为什么呢？仅仅是人类学习的结果么？显然不只是，更多的是这样可以减少阻力，身体犹如流线型一样。飞机机翼的前后掠也是有此功能。大家知道，飞机在空中飞行，机翼犹如一把刀在切割空气，气流在机翼处上下分离。当飞机速度继续增大时，机翼前缘会产生强烈的激波，带来激波阻力。如果是平直机翼的话，激波阻力会严重的限制飞机速度的增加，甚至会因为造成颤振使得飞机解体。世界上第一架超音速飞行的飞机就是平直机翼，冲击音障时飞机解体。而采用掠型翼，机翼前缘的激波会随着气流的外洗而逐渐的脱离机翼，前掠翼从翼根处脱离，后掠翼从翼尖处脱离。

掠型翼时飞机冲破音障，达到更大的速度，实现超音速甚至高超音速飞行的必要条件之一。这次，小编就和大家，一起从前掠翼讲到后掠翼。

1、前掠翼

前掠翼最具代表性的飞机就是前苏联的苏-47金雕。

前掠翼飞机的机翼外形的最大特点就是其前缘和后缘均向前掠。在结构上，前掠翼结构可以保障机翼与机身之间更好的连接，并且合理的分配整机所承受的压力。在机动性上，前掠翼技术可以使得飞机在亚音速下具有非常好的气动性能，大仰角状态下的机动性。在起降上，前掠翼飞机的升力更大，载重量也大，因此可以减小机翼面积，缩短滑跑起飞的距离。在控制性上，前掠翼飞机具有较大的可控性，尤其是低速时的可控性。

前掠翼并非十全十美，其技术相当复杂，与之配套的相关技术的要求也很高。气动部件的强度要求大，而且翼尖颤振的问题至今无法解决，由于材料的制约，前掠翼飞机气动弹性发散的问题也一直无法克服。因此前掠翼一直没有广泛的应用。

2、平直机翼

平直翼是一种最简单的机翼形状，从飞机被人类设计出来开始，平直翼就一直存在。有人说，机翼前缘并不严格的垂直于机身轴线的机翼算平直翼么？这个是算平直翼的。机翼前缘和机身垂直，机翼从翼根到翼尖一样宽，这时最典型的平直翼。一般出现在现在的小型通航飞机上。这样的机翼制造容易，升力产生效率高，同时阻力也大。为了改善机翼的受力，平直翼可以带有一点的锥度。从翼根到翼尖逐渐变窄，同时前缘略微后掠。

平直机翼加锥度和后掠后，可以明显的改善升力的分布，使得更多的升力产生在靠近机翼根部的位置，因为这个地方结构最强，而且力臂也短，降低翼根的应力。平直机翼是大多数低速飞机的首选，成本低，性能够用。当速度大幅度提高时，平直翼就无法胜任了。

3、后掠翼

后掠翼是大多数飞机的型式。现代的民航客机，大型的运输机，一般都会选用后掠翼。后掠翼是机翼的前后缘向后伸展的飞机。后掠翼的大小表示机翼后掠的程度，当机翼后掠角度超过25度时，才称之为后掠翼，不超过25度，依然叫做平直翼。后掠翼飞机有利于高速飞行，因为它具有延缓翼面局部音速气流的产生，减小飞行阻力。

有人可能会问，既然后掠翼提高飞机的飞行速度，达到超音速的目的，为什么没看到有说战斗机用后掠翼。其实战斗机用的机翼不止后掠，而且演变成了更加新型的机翼——三角翼。后掠翼及三角翼跨音速气动阻力小，有利于减缓激波阻力的产生，从而能够使得飞机突破音障。但是飞机机翼后掠，飞机的配平更加困难，导致机动性需要更多的翼面控制和复杂的控制系统。

后掠翼解决了飞机突破音障的问题，但是也带来了机翼升力不足的问题。机翼的后掠角越大，升力系数越小，机翼带来的升力也就越小。因而对于飞机的起飞、降落等低速飞行时不利。而后掠翼也有一个致命的缺陷，那就是翼尖失速，气流流经机翼时，沿机翼前缘由翼根向翼尖移动，从而造成翼尖失速，使得飞机失去部分升力。

4、三角翼

三角翼是飞机机翼的形状之一，因其像三角形而得名。三角翼构型普遍用于超音速飞行的飞机，像美国的F-22、F-18，中国的歼-10，以及大量的苏式战机等。三角翼超音速飞行时阻力小，结构强度高，跨音速时飞机重心向后移动量小。

在超音速飞行中，机鼻形成的冲击波到达三角翼的大后掠前缘时，会使三角翼产生非常高的气动效率。大迎角飞行时，三角翼前缘还能产生大量的气流，附着与上翼面，能够提高升力。

三角翼的缺点就是其在低速飞行时，机动性和操纵性下降，在起飞、降落，对地攻击时，都会有影响，对飞机的油耗也有不利的影响。

飞机最重要的部件就是机翼，飞机可以没有水平尾翼、垂直尾翼，也可以没有机身，但必须有机翼。飞翼式布局的飞机，整个飞机就是一个机翼。因此，随着对飞机气动形式研究的深入，材料、工艺等学科的发展，也许我们能够看到，满天飞的都是各种奇形怪状的飞机。

   

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