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前掠翼飞机
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日期:2023-06-21 02:43:14 栏目:电自 阅读:
前掠翼飞机 forward-swept wing aircraft 机翼前、后缘向前伸展(前掠)的飞机。前掠翼与后掠翼正好相反,梢弦在根弦的前面,左右翼俯视投影形成一个V字。前掠翼是和后掠翼同时提出的,两者推迟激波产生的原理是完全相同的(参见后掠翼飞机)。
1944年德国制造了第一架前掠翼飞机容克斯287,机翼前掠角为15°。前掠翼飞机在大迎角时首先从翼根部分开始失速,它不会影响飞机纵向、横向的平衡和操纵,失速特性比后掠翼飞机好得多。因此前掠翼飞机低速性能好,可利用的升力比较大,可以根据阻力最小的要求控制机翼升力沿展向分布,从而保证机翼有更高的气动效率。前掠翼的严重问题是在结构方面,沿结构曲线方向的弯曲变形会使外翼沿气流方向增大迎角,增加外翼部分升力,进—步增加机翼的弯曲变形。
随着飞行表速的增大而外翼扭转变形增大,这种现象会形成恶性循环,直到使机翼弯曲折断。这个现象称弯扭发散。开始弯扭发散的速度称弯扭发散(临界)速度。为了提高前掠翼的弯扭发散速度,需增加机翼抗弯刚度,这就会导致机翼结构重量的增加,以致完全抵消采用前掠翼带来的好处。
这是前掠翼飞机很少被采用的主要原因。20世纪70年代以后,有人提出用复合材料结构的弯扭变形耦合效应克服前掠翼发散的缺点,也就是通过布置不同纤维方向的铺层,使机翼的弯曲变形引起附加的负扭转变形,从而抵消由升力引起的前掠翼正扭转。这样可以得到不发散而重量轻的前掠机翼,美国的X- 29(见图),俄罗斯的S-37都是复合材料结构的前掠翼飞机。
精彩回答 (1)

前掠翼飞机的英文名称为:forward-sweptwingairplane,前掠翼飞机是机翼前、后缘向前伸展(前掠)的飞机。它的梢弦在根弦的前面,左右翼俯视投影形成一个V字。前掠翼是和后掠翼同时提出的,两者推迟激波产生的原理是完全相同的。
前掠翼虽和后掠翼同时提出,却很少被采用。20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,前掠翼飞机于是又受到航空界的重视。1984年12月14日美国X-29A前掠翼验证机首次升空
机翼前、后缘向前伸展(前掠)的飞机。前掠翼与后掠翼正好相反,梢弦在根弦的前面,左右翼俯视投影形成一个V字。前掠翼是和后掠翼同时提出的,两者推迟激波产生的原理是完全相同的。1944年德国制造了第一架前掠翼飞机容克斯287,机翼前掠角为15°。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。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。
前掠翼的特点:
(1)结构受力形式与后掠翼相同;
(2)前梁根部和靠近前梁的根部壁板时承受的载荷较大;
(3)机身内部布置容易;
(4)符合面积律要求;
(5)升阻比高。
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。前掠翼技术可使飞机在亚音速飞行时具有非常好的气动性能,从而大大提高其在仰角状态下的机动性。若前掠翼布局与推力矢量控制系统综合使用,还可使其在空战中更具优势,其近距空战机动能力将成倍地提高。
前掠翼结构可以保障机翼与机身之间更好地连接,并且合理地分配机翼和前起落翼所承受的压力。这些优势用其它方法很难达到或者不可能达到,它大大提高了飞机在机动时、尤其是在低速机动时的气动性能。此外,前掠翼的结构设计,还可使飞机的内容积增大,为设置内部武器舱创造了条件,同时也大大提高了飞机的隐身性能。
机动优势
前掠翼技术可使飞机在亚音速飞行时具有非常好的气动性能,从而大大提高其在仰角状态下的机动性。若前掠翼布局与推力矢量控制系统综合使用,还可使其在空战中更具优势,其近距空战机动能力将成倍地提高。
起降优势
与相同翼面积的后掠翼飞机相比,前掠翼飞机的升力更大,载重量增加30%,因而可缩小飞机机翼,降低飞机的迎面阻力和飞机结构重量;减少飞机配平阻力,加大飞机的亚音速航程;改善飞机低速操纵性能,缩短起飞着陆滑跑距离。据美国专家计算,F-16战斗机若使用前掠翼结构,可提高转变角速度14%,提高作战半径34%,并将起飞着陆距离缩短35%。
可控优势
使用前掠翼结构可以提高飞机低速度飞行时的可控性,并能在所有飞行状态下提高空气动力效能,降低失速速度,保证飞机不易进入螺旋,从而使飞机的安全可靠性大大提高。
前掠翼虽和后掠翼同时提出,却很少被采用。20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,前掠翼飞机于是又受到航空界的重视。1984年12月14日美国X-29A前掠翼验证机首次升空
机翼前、后缘向前伸展(前掠)的飞机。前掠翼与后掠翼正好相反,梢弦在根弦的前面,左右翼俯视投影形成一个V字。前掠翼是和后掠翼同时提出的,两者推迟激波产生的原理是完全相同的。1944年德国制造了第一架前掠翼飞机容克斯287,机翼前掠角为15°。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。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。
前掠翼的特点:
(1)结构受力形式与后掠翼相同;
(2)前梁根部和靠近前梁的根部壁板时承受的载荷较大;
(3)机身内部布置容易;
(4)符合面积律要求;
(5)升阻比高。
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。前掠翼技术可使飞机在亚音速飞行时具有非常好的气动性能,从而大大提高其在仰角状态下的机动性。若前掠翼布局与推力矢量控制系统综合使用,还可使其在空战中更具优势,其近距空战机动能力将成倍地提高。
前掠翼结构可以保障机翼与机身之间更好地连接,并且合理地分配机翼和前起落翼所承受的压力。这些优势用其它方法很难达到或者不可能达到,它大大提高了飞机在机动时、尤其是在低速机动时的气动性能。此外,前掠翼的结构设计,还可使飞机的内容积增大,为设置内部武器舱创造了条件,同时也大大提高了飞机的隐身性能。
机动优势
前掠翼技术可使飞机在亚音速飞行时具有非常好的气动性能,从而大大提高其在仰角状态下的机动性。若前掠翼布局与推力矢量控制系统综合使用,还可使其在空战中更具优势,其近距空战机动能力将成倍地提高。
起降优势
与相同翼面积的后掠翼飞机相比,前掠翼飞机的升力更大,载重量增加30%,因而可缩小飞机机翼,降低飞机的迎面阻力和飞机结构重量;减少飞机配平阻力,加大飞机的亚音速航程;改善飞机低速操纵性能,缩短起飞着陆滑跑距离。据美国专家计算,F-16战斗机若使用前掠翼结构,可提高转变角速度14%,提高作战半径34%,并将起飞着陆距离缩短35%。
可控优势
使用前掠翼结构可以提高飞机低速度飞行时的可控性,并能在所有飞行状态下提高空气动力效能,降低失速速度,保证飞机不易进入螺旋,从而使飞机的安全可靠性大大提高。
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