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三翼面、鸭翼、常规、飞翼这几种布局各有什么优缺点?

 半梦书斋 2019-04-07

常规布局符合自然界中鸟类的形态,是生物进化的最优结果。主翼在重心附近,承担主要重量,尾翼远离主翼和重心,既能减少相互干扰,又能提高操控力矩。

鸭式布局出于消除负升力,提高翼面升力。但是操控性变差。在低速飞行的时候缺点不明显。

在螺旋桨飞机时代,发动机很重,导致重心很靠前,没有足够的距离布置前翼面。所以螺旋桨飞机都是主翼很靠前,像一个“士”字。

三翼面是二战后出现的自动控制理论与人体工程学结合的产物。提出来“随控布局”的概念。飞机的气动布局要根据操纵者的需要进行设计安排。在这个布局概念中,飞机的飞行姿态完全根据驾驶员的需要。飞机可以平移、转动。美国在F-15上进行了三翼面随控布局试验。

俄罗斯的三翼面战斗机不是随控布局飞机。因为其前翼是不动的,只是增加飞机的升力。

显而易见,三翼面的隐身效果比较差。

飞翼也是出于利用升力的考虑。传统设计都是用机身承载重量。相当多的重量不能用来产生升力。飞翼取消了机身,或者说整个机身都做成机翼形状。

飞翼的缺点是方向、俯仰和横向安定性差。

飞翼的纵向稳定性一般是小于等于零的。由于没有垂尾,一般只有垂直安定面,长长的翼展对方向稳定性影响很大,也不容易手动控制。飞翼的横向静稳定性力矩较大,遇到侧风产生侧滑形成滚转运动。一般飞翼没有上反角,不容易自动修正。诺思罗普XP-79就因为进入慢滚转无法恢复而坠机。YB-35、YB-49也是如此。

总之,飞翼的安定性很差。诺思罗普热衷于飞翼设计,但是始终无法解决如何稳定飞行。直到计算机自动控制系统出现,才有了B-2。





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