作战飞机翅膀可以扭曲翻转,为何对飞行性能有严重影响?

利刃军事
文|利刃军事
〝离散效应〞(结构发散效应),是严重影响军机飞行性能的一个独特现象。
这一效应是飞行时机翼被扭曲、受影响严重程度随着扭曲不断加重的现象。这里先定义弯曲与扭曲,将翼身交界线当y轴,垂直于y轴、与机翼共平面的当x轴。同时假设机翼是平的。飞机飞行时,升力作用在机翼上,就会将机翼弯起,此时最复杂也最常见的情况就是,机翼既会绕x轴翻转,同时也会绕y轴翻转,特殊的状况就是只绕y轴翻转。

因为y轴是固定的,所以绕x轴翻就是在〝扭曲机翼〞,绕y轴翻,就是在〝弯曲机翼〞。一般情况下,前掠翼是最容易出现既弯曲又扭曲的布局。

只要机翼有对x轴翻转(扭曲)的效应,就出现了迎风阻力增大的额外难题。对于米格-21的三角翼、米格-19的后掠翼而言,这个迎风面在风压作用下会被复位,也就是气动力会将其扭曲限制在一定的范围,因此这种结构被看作〝收敛扭曲结构〞。唯一例外的是前掠翼,迎风面受风压而增大扭曲,反而不断恶化,这是和常规机翼相反的特点。这就是所谓的〝结构发散〞。

在历史上,纳粹德国早早研制了前掠翼飞机,但却无法大量装备服役,这与上述问题直接相关。后来到了轻重量、大强度材料丰富起来的年代,前掠翼飞机开始崭露头角。最著名的是X-29、S-37两种验证机,但是因为性能并未有太大的突破,使得美苏两国都没大量使用这一布局的作战飞机。
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