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歼6机翼上有翼刀而之后的战斗机为何都取消了(歼6机翼形状)

导语:歼6机翼上有翼刀,而之后的战斗机为何都取消了,到底是什么原因

战斗机翼刀的问题,这首先得说后掠翼。二战德国的航空工程师们在战机高速飞行上的研究是具有划时代意义的,其中重要的一个贡献就是采用后掠翼布局,后掠翼可以有效降低激波阻力,但在试验中也出现了一个很严重问题。战机后掠翼在高速飞行时,机翼上的附面层气流会沿着后掠翼向翼尖运动,产生不稳定力矩,造成飞机状态难以控制,尤其是在飞机以一定的仰角飞行时,很容易造成危险的翼尖失速让飞机失控。于是德国航空科学家们经过试验提出了两个解决方案,第一就是在机翼上加翼刀,强行隔绝或降低附面层气流向翼尖运动,这种方式简单可靠,几乎不增加什么成本;第二就是在机翼前缘采用自动缝翼,闭合式与机翼成为一个整体,高速或大机动飞行时前伸打开与翼面形成缝隙,通过这道缝隙强行导入一股紧贴主机翼表面的气流,强行冲击附面层推迟机翼上方气流分离。两种控制方法各有各的优点。

苏联设计师向来喜欢简单实用的,而且二战末期苏联还缴获了德国正在试验的A349“毒蛇”喷气飞机,这架战机就是喷气战斗机翼刀试验机型,苏联人很快就将这个技术用在了米格15上。翼刀的缺点就是在进行高速大仰角机动,尤其是机翼倾斜不规则运动时,附面层气流还是难免会绕过去,因此当二代战机普遍强调超音速飞行后,用翼刀来阻止附面层气流也就不怎么好用了,于是我们看到苏联早期的米格21仅仅有一个小翼刀作为辅助效果,后期改型甚至取消了这个翼刀。美国则和苏联相反,什么效果最好就用什么,至于成本贵点也无所谓,因此美国在研发上首先采用的前缘缝翼布局,这种布局在机翼附面层的处理上要比翼刀出色很多,但控制起来也要复杂很多。另外翼刀在战斗机水平机动时就相当于几块减速板,因此在水平机动能力上就会差一些!

美国与苏联恰恰相反,什么效果最好就用什么,复杂一些也无所谓。因此美国则选择了第二种方式,采用前缘缝翼,这种技术在处理机翼附面层气流上比翼刀更出色,但也更复杂一些。他的缺点就是战机垂直爬升时,仰角更大的缝翼同样起到了减速板的作用,在垂直方向的爬升性能会受到影响,同时容易产生振颤,这也是朝鲜战场米格15与F86佩刀在较量中,一个水平盘旋强,一个垂直爬升强的原因所在。另外翼刀是固定的,可靠性强,而缝翼是可动调节的,因此高速飞行中故障率高了很多。

中国早期的歼5仿制苏联米格17,歼6仿制苏联米格19,说白了就是我国用了苏联技术并在本国开的生产线,沿袭苏联的翼刀设计也就不足为奇了。

但是到了二代机开始追求高空高速性能后,翼刀的作用就有些不够用了,之后翼刀慢慢的就不多见了。随着技术发展,在处理后掠翼的附面层气流的方式上也变得多样化,比如前缘缝翼、前缘襟翼。前缘锯齿等等,效果比以前的更好。至于翼刀是不是就被淘汰了呢?目前还没有,很多高速战机还在沿用翼刀技术,只是翼刀只是作为其他技术的一个补充,典型的就是俄罗斯的米格31,其机翼上还有一道大显眼的翼刀,另外在图95、轰6这些元老级别的轰炸机上,我们还能看到翼刀的身影。

图:米格31和轰6的翼刀都很明显附面层气流:飞行时,因为空气与飞机表面层的摩擦力而产生的一种速度较慢的气流,这便是“附面层”。我们可以看到现代战机进气道位置,要么采用一个缝隙将进气道与机身隔开,要么采用类似DSI强行分离等措施,这些其实都是为了避免附面层的慢速气流进入进气道中。而战机后掠翼在高速飞行时,机翼上的附面层气流会像翼尖方向移动和堆积,速度越快这个效应就越明显,而机翼的升力是靠上下气流的压力差来达到了,这样的结果造成翼尖上部压力加大,翼尖升力降低。另外越靠近翼根升力会越大,这样不自觉的就会形成一个抬头力矩,速度太快甚至可能造成飞机失速。翼刀就是在机翼上加一块或几块栏板,将向翼尖移动的附面层气流强行隔开。

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