[原创]前掠翼可以取代传统后掠翼吗？

飞机的气动布局是指飞机的各个主要空气动力翼面，如机翼，尾翼等是如何布置的。我们看任何一架飞机首先会注意到的是它的气动布局，它是飞机总体布局的一个重要组成部分。对于军用作战飞机来说，气动布局更是直接影响到飞机的作战性能。<br/>在莱特兄弟的第一架飞机问世以后不久，研制飞机的研究人员便将飞机的水平和垂直两种尾翼都放在机翼后面以缩短飞机长度。这种布局十分成功以至一直沿用到现在，这种布局被称之为常规布局。美国二十一世纪战斗机F-22仍然是采用的这种常规布局。经过几十年的发展，现代作战飞机的气动布局已经有很多种，除了前面提到的主流-常规布局，其他还有无尾布局，鸭式布局，飞翼布局和三翼布局等等。各种布局都有其特殊性和优缺点，都产生过很多有名的战斗机。但这些布局都有一个共同点，即都是后掠翼布局。1977年，俄罗斯第四代战斗机S-37前掠翼战机首飞成功，宣告世界上首型与传统后掠翼战机正好相反的真正现代前掠翼战机的诞生。前掠翼飞机再次引起了世人的关注，作为一种与传统后掠翼正好相反的前掠翼，它到底有何特殊的本领？它有可能取代传统后掠翼战机吗？ <p>前掠翼战机于二次世界大战后期时由德国首先发展，汉斯·沃克领导设计的容克JU-287轰炸机就是前掠翼轰炸机。二战以后的数十年间，美俄等军事强国在前掠翼技术上都进行了深入的研究和发展。经过数十年的研究，研究人员发现前掠翼具有许多后掠翼所不具有的优势。</p><p>一：跨音速阻力低操纵性好。<br/>当物体在空气中的运动速度约为0.9-1.3马赫时，其空气动力性质较亚音速及超音速复杂，阻力增加率也特别大，称为跨音速区。目前战斗机在进行大机动战斗的时候，即使空战开始时是超音速，但随着战斗的进行，往往要降到跨音速或是亚音速。而前掠翼具有低跨音速阻力特性，使得前掠翼战机在格斗时能维持相对较高的速度，也能尽快回到超音速，而且前掠翼的高跨音速操纵性又能使飞机具有良好的空战机动能力。</p><p>二：升力系数大。<br/>与同面积后掠翼相比，前掠翼升力可增加百分之三十，这意味着使用相同面积的机翼可以负载更多的重量或使飞机有更好的机动性，或者飞机在减少机翼尺寸以后仍能满足相同的任务需求。</p><p>三：跨音速巡航航程增加。</p><p>因为前掠翼飞机的跨音速阻力低，起降性能好，因此可增加飞机的跨音速巡航航程，这对于现代高速战斗机来说是一个重要的性能指标。</p><p>四：机动性能优越，具有过失速机动能力。<br/>前掠翼飞机失速前性能优越，即使刚开始失速仍能有效控制，若加装上涡流发生器则更能延缓失速，因此增加了飞机的可操纵性。前掠翼飞机刚失速时的性能也比后掠翼或者三角翼好。前掠翼飞机依靠它的前翼或机翼前缘向前延伸的涡流发生器，可利用其在飞行中产生的涡流来吹除附面层的气流。而且当机翼内侧发生失速时，外侧翼面仍能有效发挥作用，由于外侧翼面产生的滚转力矩较内侧大，所以此时飞机仍是可控的。这符合过失速机动的标准。虽然三角翼或后掠翼飞机也能用涡流延缓失速，但效果没有前掠翼好。前掠翼产生的升力主要集中在翼根区域，这也减少了翼根承受的弯曲应力，意味着在翼根机构不变的情况下，可以进一步提高飞机的机动性。</p><p>五：生产技术优势。<br/>以俄罗斯S-37前掠翼飞机为例，S-37全机表面主要由28块复合材料构件组成，例如机翼表面上就有长达8米的复合材料蒙皮，其制造工艺水平相当高，因为这些复合材料构件采用了先进的预成型技术制造。这种技术的优点在于，它能大量预制复合材料构件，工程化程度高，能实现批量生产，同时也大大降低了人力工作量，所以生产成本低。如S-37的预成型复合材料构件可减轻飞机百分之十五的重量，并可以减低百分之四十至百分之六十的生产劳动强度。</p><p>综上所以述，前掠翼战机在未来作战飞机的发展中具有相当大的优势，尽管美国人认为，前掠翼不符合隐形飞机的设计思想，并且认为人类使用复合材料的历史远不及金属，对其性质了解还不是很透切，加上在该复合材料研制上遇到了困难，所以美国在发展前掠翼技术上并不太积极。在这一方面，俄罗斯走在了前面，不仅创造性的发展出了S-37前掠翼战机，而且在S-37前掠翼战机上独创性的采用了等离子体隐形技术，在不影响战机的气动性能的前提下，保证了战机的隐身性能。</p><p>虽然前掠翼具有许多后掠翼无可比拟的技术优势，但现在说前掠翼能否取代传统的后掠翼还为时过早，毕竟前掠翼技术现在还在验证阶段。随着S-37研制的进展和服役，也许那个时候，我们会真正看到前掠翼时代的到来。</p>[em04]飞机的气动布局是指飞机的各个主要空气动力翼面，如机翼，尾翼等是如何布置的。我们看任何一架飞机首先会注意到的是它的气动布局，它是飞机总体布局的一个重要组成部分。对于军用作战飞机来说，气动布局更是直接影响到飞机的作战性能。<br/>在莱特兄弟的第一架飞机问世以后不久，研制飞机的研究人员便将飞机的水平和垂直两种尾翼都放在机翼后面以缩短飞机长度。这种布局十分成功以至一直沿用到现在，这种布局被称之为常规布局。美国二十一世纪战斗机F-22仍然是采用的这种常规布局。经过几十年的发展，现代作战飞机的气动布局已经有很多种，除了前面提到的主流-常规布局，其他还有无尾布局，鸭式布局，飞翼布局和三翼布局等等。各种布局都有其特殊性和优缺点，都产生过很多有名的战斗机。但这些布局都有一个共同点，即都是后掠翼布局。1977年，俄罗斯第四代战斗机S-37前掠翼战机首飞成功，宣告世界上首型与传统后掠翼战机正好相反的真正现代前掠翼战机的诞生。前掠翼飞机再次引起了世人的关注，作为一种与传统后掠翼正好相反的前掠翼，它到底有何特殊的本领？它有可能取代传统后掠翼战机吗？ <p>前掠翼战机于二次世界大战后期时由德国首先发展，汉斯·沃克领导设计的容克JU-287轰炸机就是前掠翼轰炸机。二战以后的数十年间，美俄等军事强国在前掠翼技术上都进行了深入的研究和发展。经过数十年的研究，研究人员发现前掠翼具有许多后掠翼所不具有的优势。</p><p>一：跨音速阻力低操纵性好。<br/>当物体在空气中的运动速度约为0.9-1.3马赫时，其空气动力性质较亚音速及超音速复杂，阻力增加率也特别大，称为跨音速区。目前战斗机在进行大机动战斗的时候，即使空战开始时是超音速，但随着战斗的进行，往往要降到跨音速或是亚音速。而前掠翼具有低跨音速阻力特性，使得前掠翼战机在格斗时能维持相对较高的速度，也能尽快回到超音速，而且前掠翼的高跨音速操纵性又能使飞机具有良好的空战机动能力。</p><p>二：升力系数大。<br/>与同面积后掠翼相比，前掠翼升力可增加百分之三十，这意味着使用相同面积的机翼可以负载更多的重量或使飞机有更好的机动性，或者飞机在减少机翼尺寸以后仍能满足相同的任务需求。</p><p>三：跨音速巡航航程增加。</p><p>因为前掠翼飞机的跨音速阻力低，起降性能好，因此可增加飞机的跨音速巡航航程，这对于现代高速战斗机来说是一个重要的性能指标。</p><p>四：机动性能优越，具有过失速机动能力。<br/>前掠翼飞机失速前性能优越，即使刚开始失速仍能有效控制，若加装上涡流发生器则更能延缓失速，因此增加了飞机的可操纵性。前掠翼飞机刚失速时的性能也比后掠翼或者三角翼好。前掠翼飞机依靠它的前翼或机翼前缘向前延伸的涡流发生器，可利用其在飞行中产生的涡流来吹除附面层的气流。而且当机翼内侧发生失速时，外侧翼面仍能有效发挥作用，由于外侧翼面产生的滚转力矩较内侧大，所以此时飞机仍是可控的。这符合过失速机动的标准。虽然三角翼或后掠翼飞机也能用涡流延缓失速，但效果没有前掠翼好。前掠翼产生的升力主要集中在翼根区域，这也减少了翼根承受的弯曲应力，意味着在翼根机构不变的情况下，可以进一步提高飞机的机动性。</p><p>五：生产技术优势。<br/>以俄罗斯S-37前掠翼飞机为例，S-37全机表面主要由28块复合材料构件组成，例如机翼表面上就有长达8米的复合材料蒙皮，其制造工艺水平相当高，因为这些复合材料构件采用了先进的预成型技术制造。这种技术的优点在于，它能大量预制复合材料构件，工程化程度高，能实现批量生产，同时也大大降低了人力工作量，所以生产成本低。如S-37的预成型复合材料构件可减轻飞机百分之十五的重量，并可以减低百分之四十至百分之六十的生产劳动强度。</p><p>综上所以述，前掠翼战机在未来作战飞机的发展中具有相当大的优势，尽管美国人认为，前掠翼不符合隐形飞机的设计思想，并且认为人类使用复合材料的历史远不及金属，对其性质了解还不是很透切，加上在该复合材料研制上遇到了困难，所以美国在发展前掠翼技术上并不太积极。在这一方面，俄罗斯走在了前面，不仅创造性的发展出了S-37前掠翼战机，而且在S-37前掠翼战机上独创性的采用了等离子体隐形技术，在不影响战机的气动性能的前提下，保证了战机的隐身性能。</p><p>虽然前掠翼具有许多后掠翼无可比拟的技术优势，但现在说前掠翼能否取代传统的后掠翼还为时过早，毕竟前掠翼技术现在还在验证阶段。随着S-37研制的进展和服役，也许那个时候，我们会真正看到前掠翼时代的到来。</p>[em04]