【原创】对这些天论坛上热闹的前掠翼舰载机（W形机翼） ...

实话说那个类似内部资料的截图早在前两年就看到过，个人对那个图片是有点不以为意，主要是那个前掠翼方案的论述中包含有“技术状态因为有基本型号的数年测试、飞行验证，可以更加成熟可信”这个说法，因为前掠翼我们自己没有做过验证，除非是从苏霍伊拿到这些数据和设计方案，但这似乎并不现实，另外俄罗斯最终选择的是T-50而不是前掠翼方案，所以前掠翼“成熟可信”的说法是有点不太靠谱。正式因为基于这个看法，个人认为这篇似乎文章截图有点值得质疑的地方，所以也就没在意。

这些天首先是空军世界微博贴了这个以前的图，后来有人在论坛上贴，然后是高山基于做了前掠翼CG，从此论坛上开始针对前掠翼热闹起来。

那么这个前掠翼到底是不是一个可行的方案，对前掠翼面临的突出问题机气动弹性发散问题到底有没有办法解决而投入实用？

考虑到很多网友以前没有听说过“气动弹性发散”，这里稍微解释一下：我们都知道机翼虽然看上去很结实实在，单在受力时也会变形，而当机翼不是平直而是斜掠时，机翼作为一个悬臂梁结构会弯曲和扭转（平直机翼基本是弯曲，即翼稍上翘，基本不扭转），翼稍扭转角度会比中部要大；对于后掠翼来说，翼稍在机翼后面，翼稍扭转是减小迎角，这样有利于减小翼稍升力，从而减小扭转，这就是所谓收敛，而前掠翼的翼稍在机翼前面，翼稍扭转增加了迎角，增加迎角后翼稍升力更大，更大的升力造成更大的扭转，其结果翼稍扭转力越来越大直至折断，即所谓气动弹性发散。

气动弹性发散式前掠翼天然带来的问题，如果要用前掠翼布局，就得考虑如何解决这个问题。早期气动弹性发散靠增加结构强度来解决，但发现增重太多已经失去了采用前掠翼带来的好处，后来发现复合材料可以通过改变材料受力后的扭转特性来解决扭转问题，但仍然存在寿命和制造方面的难题，所以虽然有一些验证项目，譬如X-29和SU-47，但最后都没有投入实用。那么是不是前掠翼就一定不能用呢？个人看法是未必不能用前掠翼，实际能不能用都要具体问题具体分析，这就好比J-20之前的气动布局中并没有出现鸭式边条翼升力体气动布局一样，采用综合措施后前掠翼还是有可能能够投入实用，关键看究竟是什么样的前掠翼。

个人看法是，现在流传的前掠翼可谓是“此前掠翼非彼前掠翼”，具体差别见下：

现在的前掠翼实际上是W形机翼而非以前的那种单纯的前掠翼，所以前掠部分的翼展要比例要比典型的前掠翼X-29和SU-47的比例要小，占整个翼展的比例没有超过50%，大约在38%的样子，所以整个布局是否还叫前掠翼就值得商讨了。由于前掠翼部分占得比例不大，所以相应的气动弹性发散的解决难度就减小了。


另外，在俯仰操纵上，前掠翼通常采用鸭式布局，而鸭式布局的鸭翼在针对升力中心靠前的前掠翼布局操纵力臂小，所以像X-47采用了三翼面布局，而X-29也是采用了类似三翼面布局，具体情况见下图：



这种W形在俯仰操纵与X-47、X-29不同，并没有采用类似三翼面的方式，而采用了与传统鸭式布局类似的利用后缘襟副翼的办法实现俯仰操纵，但显然由于机翼后缘前掠造成升降副翼力臂减小，所以就需要增大升降副翼面积，见下图：


值得注意的是，上面有一个非常特别的地方，就是外侧襟副翼的面积不是像传统的机翼副翼面积较小而是特别增大，这又是为何？见下图：



个人看法是，这个反常的举措应该是一种综合的考虑，一方面估计是为了让内侧襟翼有更大面积下偏来产生俯仰操纵力矩，另外可能与解决气动弹性发散有一定关系：我们知道，当飞机襟翼放下时会增加升力，而增加的升力会让机翼的升力合力向后移动，这样就有可能让前掠部分的真正气动力作用点靠后，从而减小弯扭力矩，进而减小气动弹性发散的程度。当然这是我个人的猜测，并不一定对，仅供参考。

前面将各部分特点分析后，我们回头再总体看一下。个人认为这个气动布局算是鸭式边条W翼升力体气动布局，利用边条翼和内侧后掠机翼结合来改善内侧机翼气流，增强其大迎角性能；利用鸭翼涡带走内侧后掠翼和外侧前掠翼造成的气流在机翼折转部分的聚集；利用前掠来改善起降和巡航特性和盘旋性能；较大的襟副翼在满足俯仰操纵的同时也能在起降中提供更大的升力；较大的翼展和前掠带来的机翼结构承重靠前可以改善外挂环境，有利于挂载更多武器。

不过，前面说的都是优点，当然其存在相当多的缺点，在气动方面的主要缺点个人认为是超音速性能的下降，因为前掠翼改变了飞机的截面积分布，前掠翼的前掠翼稍多少会带来新的阻力，当然我们也看到在超音速方面也有考虑，譬如把翼稍截去一部分，形成了一个更靠内侧的翼尖，从而在一定程度上让超音速性能仍然可以接受，见下图：


最后小结一下，虽然总体上个人仍然认为采用这样的W形机翼面临相当多的难题，存在较大的风险，但仍然不排除这种方案的可行性。而在真正的舰载机气动布局方面，个人仍然认为如果常规布局可以达到效果就不一定要用这种W形布局，毕竟常规布局更久经考验，各方面性能更为均衡，风险也更小，毕竟激进的气动布局造成的失败我们难以承受。

上面纯属个人瞎分析，仅供参考。
实话说那个类似内部资料的截图早在前两年就看到过，个人对那个图片是有点不以为意，主要是那个前掠翼方案的论述中包含有“技术状态因为有基本型号的数年测试、飞行验证，可以更加成熟可信”这个说法，因为前掠翼我们自己没有做过验证，除非是从苏霍伊拿到这些数据和设计方案，但这似乎并不现实，另外俄罗斯最终选择的是T-50而不是前掠翼方案，所以前掠翼“成熟可信”的说法是有点不太靠谱。正式因为基于这个看法，个人认为这篇似乎文章截图有点值得质疑的地方，所以也就没在意。

这些天首先是空军世界微博贴了这个以前的图，后来有人在论坛上贴，然后是高山基于做了前掠翼CG，从此论坛上开始针对前掠翼热闹起来。

那么这个前掠翼到底是不是一个可行的方案，对前掠翼面临的突出问题机气动弹性发散问题到底有没有办法解决而投入实用？

考虑到很多网友以前没有听说过“气动弹性发散”，这里稍微解释一下：我们都知道机翼虽然看上去很结实实在，单在受力时也会变形，而当机翼不是平直而是斜掠时，机翼作为一个悬臂梁结构会弯曲和扭转（平直机翼基本是弯曲，即翼稍上翘，基本不扭转），翼稍扭转角度会比中部要大；对于后掠翼来说，翼稍在机翼后面，翼稍扭转是减小迎角，这样有利于减小翼稍升力，从而减小扭转，这就是所谓收敛，而前掠翼的翼稍在机翼前面，翼稍扭转增加了迎角，增加迎角后翼稍升力更大，更大的升力造成更大的扭转，其结果翼稍扭转力越来越大直至折断，即所谓气动弹性发散。

气动弹性发散式前掠翼天然带来的问题，如果要用前掠翼布局，就得考虑如何解决这个问题。早期气动弹性发散靠增加结构强度来解决，但发现增重太多已经失去了采用前掠翼带来的好处，后来发现复合材料可以通过改变材料受力后的扭转特性来解决扭转问题，但仍然存在寿命和制造方面的难题，所以虽然有一些验证项目，譬如X-29和SU-47，但最后都没有投入实用。那么是不是前掠翼就一定不能用呢？个人看法是未必不能用前掠翼，实际能不能用都要具体问题具体分析，这就好比J-20之前的气动布局中并没有出现鸭式边条翼升力体气动布局一样，采用综合措施后前掠翼还是有可能能够投入实用，关键看究竟是什么样的前掠翼。

个人看法是，现在流传的前掠翼可谓是“此前掠翼非彼前掠翼”，具体差别见下：

现在的前掠翼实际上是W形机翼而非以前的那种单纯的前掠翼，所以前掠部分的翼展要比例要比典型的前掠翼X-29和SU-47的比例要小，占整个翼展的比例没有超过50%，大约在38%的样子，所以整个布局是否还叫前掠翼就值得商讨了。由于前掠翼部分占得比例不大，所以相应的气动弹性发散的解决难度就减小了。


另外，在俯仰操纵上，前掠翼通常采用鸭式布局，而鸭式布局的鸭翼在针对升力中心靠前的前掠翼布局操纵力臂小，所以像X-47采用了三翼面布局，而X-29也是采用了类似三翼面布局，具体情况见下图：



这种W形在俯仰操纵与X-47、X-29不同，并没有采用类似三翼面的方式，而采用了与传统鸭式布局类似的利用后缘襟副翼的办法实现俯仰操纵，但显然由于机翼后缘前掠造成升降副翼力臂减小，所以就需要增大升降副翼面积，见下图：


值得注意的是，上面有一个非常特别的地方，就是外侧襟副翼的面积不是像传统的机翼副翼面积较小而是特别增大，这又是为何？见下图：



个人看法是，这个反常的举措应该是一种综合的考虑，一方面估计是为了让内侧襟翼有更大面积下偏来产生俯仰操纵力矩，另外可能与解决气动弹性发散有一定关系：我们知道，当飞机襟翼放下时会增加升力，而增加的升力会让机翼的升力合力向后移动，这样就有可能让前掠部分的真正气动力作用点靠后，从而减小弯扭力矩，进而减小气动弹性发散的程度。当然这是我个人的猜测，并不一定对，仅供参考。

前面将各部分特点分析后，我们回头再总体看一下。个人认为这个气动布局算是鸭式边条W翼升力体气动布局，利用边条翼和内侧后掠机翼结合来改善内侧机翼气流，增强其大迎角性能；利用鸭翼涡带走内侧后掠翼和外侧前掠翼造成的气流在机翼折转部分的聚集；利用前掠来改善起降和巡航特性和盘旋性能；较大的襟副翼在满足俯仰操纵的同时也能在起降中提供更大的升力；较大的翼展和前掠带来的机翼结构承重靠前可以改善外挂环境，有利于挂载更多武器。

不过，前面说的都是优点，当然其存在相当多的缺点，在气动方面的主要缺点个人认为是超音速性能的下降，因为前掠翼改变了飞机的截面积分布，前掠翼的前掠翼稍多少会带来新的阻力，当然我们也看到在超音速方面也有考虑，譬如把翼稍截去一部分，形成了一个更靠内侧的翼尖，从而在一定程度上让超音速性能仍然可以接受，见下图：


最后小结一下，虽然总体上个人仍然认为采用这样的W形机翼面临相当多的难题，存在较大的风险，但仍然不排除这种方案的可行性。而在真正的舰载机气动布局方面，个人仍然认为如果常规布局可以达到效果就不一定要用这种W形布局，毕竟常规布局更久经考验，各方面性能更为均衡，风险也更小，毕竟激进的气动布局造成的失败我们难以承受。

上面纯属个人瞎分析，仅供参考。