後掠翼飛機:後掠翼飛機英文名稱為：swept-backwingairpl -百科知識中文網

概況

機翼前、後緣向後伸展（後掠）的飛機。後掠角的大小表示機翼後掠的程度。通常所指後掠翼飛機的機翼後掠角（x）多在25°以上，後掠角較小的機翼仍稱平直機翼。當飛機飛行速度接近聲速時，機翼上表面局部氣流速度將超過聲速，這將出現激波，引起激波後面的氣流分離，使飛機阻力急劇增加。對於後掠機翼，垂直機翼前緣的氣流速度分量（vcosx）低于飛行速度v，從而可以在v已達到或超過聲速時，vcosx還未達到聲速。後掠翼還能減弱激波強度，降低波阻。現代高亞聲速旅客機大多是後掠翼飛機。

原理

跨音速和超音速軍用飛機多為後掠翼飛機。飛行中，當垂直於機翼前緣的氣流速度接近音速時，機翼上表面局部氣流速度將超過音速，出現激波，使飛行阻力急劇增加。後掠翼飛機由於與機翼前緣垂直的氣流速度分量低于飛行速度，與平直機翼飛機相比，只有在更高的飛行速度下才會出現激波，從而推遲了激波的產生。即使產生激波，也能減弱激波強度，減小飛行阻力。但這種機翼的扭轉剛度差，會使副翼的操縱效率降低。其次，由於有指向翼尖的展向流動，大迎角飛行時氣流首先從靠近翼尖部分分離，使飛機自動上仰和滾轉，嚴重影響飛行安全。

由來

後掠翼飛機的構想是20世紀30年代末開始提出的，主要是為了克服因接近音速飛行而急劇增大的空氣阻力，突破“音障”，隨後，出現大量的軍用後掠翼飛機。如美國的F-100戰鬥機、B-52戰略轟炸機；蘇聯的米格-19殲擊機、圖-16遠程轟炸機；中國的殲-5型殲擊機。

60～70年代，軍用後掠翼飛機發展很快。為了滿足不同高度、速度飛行和起飛著陸對機翼後掠角的不同要求，又生產出變後掠翼飛機。如美國的F-111戰鬥轟炸機、蘇聯的米格-23殲擊機。有些變後掠翼飛機機翼的後掠角是用電子計算機自動控制的，如美國的F-14艦載多用途戰鬥機。這些飛機飛行的最大馬赫數多在2.0以上。

優點

作戰飛機採用後掠翼、可變後掠翼等新型機翼，提高了飛機的飛行速度，縮短了起降距離。飛機是靠機翼所產生的升力而飛上天的，所以機翼的形狀和大小直接關係到它的飛行速度及起降距離。早期的飛機多為十字架型，有單翼機，也有雙翼機，到二次大戰時多為單翼機。戰後以來，開始研製後掠機翼，1948年，美國在F-86戰鬥機上採用了後掠翼，前蘇聯也於不久研製出類似的“米格”-15戰鬥機。在後掠翼的基礎上，又研製了梯形和三角形機翼，如美國的SR-71偵察機就是採用的三角形機翼，其飛行馬赫數為3.5，飛行高度可達27000米。採用後掠翼雖能提高飛行速度，但產生的升力較小，在起飛和著陸時需要有較長的距離，一般戰鬥機起飛滑跑要1000米以上，重型轟炸機則要2000米以上，這種大型機場跑道則長達3～5公里，在戰時跑道被破壞的情況下就很難起飛。為此，又研製了可變後掠翼，在起飛、著陸和巡航時，機翼在平直位置；要飛大速度時，機翼便可後斜。目前，許多作戰飛機都採用變後掠翼，就是重達100噸以上的戰略轟炸機也採用變後掠翼。在短距起飛技術方面，目前已達500米左右，今後則繼續向短距（200米左右）起飛、垂直降落方向發展。

後掠翼還能減弱激波強度，降低波阻。現代高亞聲速旅客機大多是後掠翼飛機。

缺點

後掠翼雖然空阻小，但存在機翼前緣升力不足的缺點，而且後掠角越大，升力係數越低，使得飛機在起飛，著陸，空速限制等指標上都不理想。

後掠翼除去前緣升力小的缺點外，還有一個致命的缺陷，叫做"翼尖發散"或"翼尖失速"，就是說飛機機翼的表面受空氣粘性影響形成的一薄層氣流(術語稱：附面層)會從翼根向翼尖流動,在大迎角機動時，翼尖的附面層會因流動過於激烈而與機翼分離，使得飛機失去大部分升力。

後掠翼的故事

	P.0310251-13/II是福克武爾夫於45年1月推出的大型夜間戰鬥機方案（機長超過16~18米，翼展20~22米）。方案類似Do335的後繼型號P.252，使用機體內的活塞式發動機驅動機尾的大型螺鏇槳，另外翼下加掛兩台噴氣發動機，所以它是一種混合動力的飛機，技術雖很複雜卻也不無實現的可能。
P.0310251-13/II

談到超音速飛行，我們一般都會想到噴氣發動機的發明者弗朗克·惠特爾爵士和德國發明家奧海因，這無疑是對的，因為超音速飛行的兩大關鍵技術之一就是噴氣式發動機的產生。而對於另一項技術，有些人可能就不是十分了解了，這就是後掠翼技術的出現。有關噴氣發動機的記述已經很多了，所以在這裡我想把後掠翼技術的產生及影響向大家做一個簡要的介紹。

自從飛行器誕生以來，人類變進入了一個更為廣闊的活動領域，交流變得更加順暢了。尤其是在第一次世界大戰中，飛機的作用使人們眼界大開。所以在一戰結束後的一段時間裡，飛機的設計水平突飛猛進，湧現出了很多優秀的飛行員和非常具有天賦的設計師，針對飛機的各項研究也受到極大的重視。在這些人當中，有一位叫布茲曼的德國人，那時他還在德國的哥根廷大學，在德國著名的力學家、德國近代航空流體力學的奠基人普朗特教授知道下從事研究工作。也正是在普朗特教授身邊的這段日子裡，為布茲曼後來在超音速空氣動力學領域的權威地位奠定了堅實的基礎，當然，這是後話了。真正使布茲曼一鳴驚人的是一次在義大利舉辦的學術會議，這是一個由羅馬的皇家科學院和沃爾它基金會舉辦的以“高速航空”為主題的學術會議，接到邀請一般都是國際航空界的知名人士，在被邀請的德國人當中，就有普朗特教授和布茲曼，當然，這主要還是由於普朗特教授的緣故，因為當時的布茲曼在國際航空領域還沒有什麼知名度可言，這次會議無疑為他提供了一次難得的機遇，而事實上，他也確實抓住了這個機遇。由於他還不為國際航空界所知曉，這無形中也給他帶來了壓力，因為選擇什麼樣的課題及對該課題的研究水平才可以滿足那些參加會議的大師級人物的要求，布茲曼心裡一點底也沒有。後來經過聯繫，他決定和一位瑞士學者合作，研究一個在當時很有挑戰性的課題-----------超音速飛行時的升力。之所以選擇這個題目，除了要保證研究成果的先進性之外，還有另外的考慮，因為在當時的德國，法西斯正在為戰爭做各種準備，很多與軍事有關的科研項目都被列入了機密，與該機密有關的人員均被禁止出國。而超音速飛行在當時還被看成是不可想像的事情，自然也就沒有軍事價值了，所以可以很容易避開當局的糾纏。課題選定之後，布茲曼仍然擔心自己的研究結果不能滿足那些大使們的需要，因為自己畢竟太年輕了。所以他夜以繼日地工作、研究，正是在這樣的背景之下，他提出了後掠翼的構想。我們都知道，直翼飛機在接近音速的時候，由於流經上翼面的氣流速度比飛機飛行的速度要快，因此已經超過了音速，這時氣流本身就會發生重大變化，對飛機產生阻力，也就是波阻，對飛機進一步提高飛行速度來說，這是一個難以逾越的障礙。而後掠翼則巧妙地把本來垂直於飛機飛行方向的氣流進行了分解，因為機翼是傾斜的，這樣作用於機翼垂直方向的氣流速度肯定要比直翼飛機要小，從而可以推遲波阻的產生，為進一步提高飛機的飛行速度創造了條件。這一結果使他興奮不已，為了證實這個結論在正確性，布茲曼又進行了大量的實驗，結果令人滿意。

沃爾它會議如期舉行了，當布茲曼宣讀了自己的研究論文後，全場譁然，與會的專家和權威們無一不被他的論文所折服，布茲曼從此躋身於世界著名空氣動力學家的行列。在後來，世界著名空氣動力學家、美國航空事業的創始人之一的卡門在一篇文章中寫到這次會議是時說“在這次會議上，最精彩的論文出自一位年輕的德國人之手，他就是布茲曼博士”。由於當時還沒有合適的發動機，因此這項研究在其他國家並沒有繼續開展下去，僅有德國開展了這項研究工作。因為德國人認識到了這項研究的軍事用途，軍方將這項課題也列入了其秘密研究計畫當中，從此，布茲曼在航空界的公開場合消失了，德國軍方專門為他提供了一個既便於保密，環境又非常舒適的地方-----不倫瑞克森林。整個二戰期間，盟軍一直也沒注意到這個機構的存在，因此，布茲曼才可以進行潛心的研究，得出了大量的關於後掠翼研究的風洞數據。實驗證明，後掠翼不僅可以推遲波阻的到來，它還可以提高飛行器在高速飛行時的穩定性。德國的梅塞施米特公司立即將這項成果套用到戰鬥機上面，ME-262就是這項技術具體套用的第一個結果，這種飛機剛一出現，立即引起了盟軍的極大關注，因為它的飛行速度在當時來看，簡直就是不可思議的事情，只是由於飛行員對該機的性能還不熟悉，ME-262在案戰場上才未產生重大的影響。二戰結束以後，美國人首先來到了不倫瑞克研究所，其中就有卡門博士，在看到這個研究所的研究成果後，他感到非常震驚，並且意識到布茲曼這個科學家的重大價值，因此後來布茲曼被美國當時的蘭利研究中心工作。美國人對他感興趣，當時的蘇聯人也同樣感興趣，他們也在德國蒐集了大量的研究數據。結果，在朝鮮戰場上，出現了兩種不同國家生產的後掠翼飛機之間的戰鬥。

今天，當我們乘坐著舒適的噴氣客機旅行的時候，是否想到過那些航空界前輩們呢？我們不應該忘記他們。他們孜孜不倦的追求、科學嚴謹的工作作風永遠是我們取之不盡的寶貴財富。