飞机中的前掠翼和后掠翼各有什么特点

Question

飞机中的前掠翼和后掠翼各有什么特点

Answer 1

后掠翼飞机,是指机翼前、后缘向后伸展（后掠）的飞机.后掠角的大小表示机翼后掠的程度.通常所指后掠翼飞机的机翼后掠角（x ）多在25°以上,后掠角 较小的机翼 仍称平直 机翼.当飞机飞行速度接近声速时,机翼上表面局部气流速度将超过声速,这将出现激波,引起激波后面的气流分离,使飞机阻力急剧增加.对于后掠机翼,垂直机翼前缘的气流速度分量（vcosx）低于飞行速度 v,从而可以在v已达到或超过声速时 ,vcosx还未达到声速.后掠翼还能减弱激波强度,降低波阻.现代高亚声速旅客机大多是后掠翼飞机.跨音速和超音速军用飞机多为后掠翼飞机.飞行中,当垂直于机翼前缘的气流速度接近音速时,机翼上表面局部气流速度将超过音速,出现激波,使飞行阻力急剧增加.后掠翼飞机由于与机翼前缘垂直的气流速度分量低于飞行速度,与平直机翼飞机相比,只有在更高的飞行速度下才会出现激波,从而推迟了激波的产生.即使产生激波,也能减弱激波强度,减小飞行阻力.但这种机翼的扭转刚度差,会使副翼的操纵效率降低.其次,由于有指向翼尖的展向流动,大迎角飞行时气流首先从靠近翼尖部分分离,使飞机自动上仰和滚转,严重影响飞行安全.后掠翼飞机的设想是20世纪30年代末开始提出的,主要是为了克服因接近音速飞行而急剧增大的空气阻力,突破“音障”,随后,出现大量的军用后掠翼飞机.如美国的F-100战斗机、B-52战略轰炸机；苏联的米格-19歼击机、图-16远程轰炸机；中国的歼-5型歼击机.60～70年代,军用后掠翼飞机发展很快.为了满足不同高度、速度飞行和起飞着陆对机翼后掠角的不同要求,又生产出变后掠翼飞机.如美国的F-111战斗轰炸机、苏联的米格-23歼击机.有些变后掠翼飞机机翼的后掠角是用电子计算机自动控制的,如美国的F-14舰载多用途战斗机.这些飞机飞行的最大马赫数多在2.0以上.
前掠翼飞机是指机翼前、后缘均向前伸展的飞机.前掠翼推迟激波产生的原理和后掠翼相同.由于前掠翼上的展向流动指向翼根,大迎角飞行时气流首先从机翼根部分离,从根本上克服了翼尖失速问题,因而低速性能好,可用升力大,机翼的气动效率高.但前掠翼产生弯曲变形时会使外翼迎角增大,从而使外翼升力增大,造成机翼弯曲变形加剧,在一定（临界）速度下,这种现象会形成恶性循环,直到使机翼折断.为了提高临界速度,需要付出增加结构重量等代价.所以,前掠翼虽和后掠翼同时提出,却很少被采用.直到现在也只有德国的容克-287,苏联的SU-47和美国的X-29A前掠翼验证机出现.
上世纪70年代以后,出现了利用复合材料结构的弯扭变形耦合效应（即通过布置不同纤维方向铺层）克服上述现象,同时由于变弯度技术、放宽静稳定度技术和电传操纵控制技术等的发展,前掠翼飞机遂又受到航空界的重视.