早期喷气时代舰载机机翼的变迁
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早期喷气时代舰载机机翼的变迁

第一代喷气舰载机问世的时候,那真是百花齐放,啥稀奇古怪的机翼都能出来。究其实,还是因为当时的喷气机速度不高,基本没有能飞出超音速的。大家都在亚音速里混,还用不着考虑那个噩梦般的激波阻力,所以就可以玩各种小确幸。

最先上场的是平直翼,比如德哈维兰DH100“吸血鬼”、北美的FJ1还有格鲁曼的F9F。最大优点就是起降特性好。你想,平直翼,展弦比就小不了,再弄个前缘襟翼什么的帮衬一下,航母起降那是妥妥的。另外气动特点也熟悉,二战的时候哪架舰载机不是平直翼?不过,就是速度上不去。格鲁曼F9F参加了朝鲜战争,但是碰上米格15就只有挨抽的份,所以就改成后掠翼了,大名也改成F9F-6了。

DH100

改成后掠翼,速度是上来了,但别的毛病也出来了。F9F-6起降速度也跟着高了,这对舰载机来说可太要命了:舰载机的起降速度真的是越低越好,最好能慢得赛蜗牛。而且,F9F-6模拟着舰时还特容易出现上仰带偏航,还是能直接进入尾旋的那种,这新节奏把试飞员简直吓得半死。改吧,但是又不能改回平直翼去,于是把机翼加宽!这样就增大升力,降低速度了。而上仰问题的根子在于气流分离,为了抑制气流分离除了早就用上的前缘襟翼又用上了锯齿和翼刀。这么一通改总算可以交差。照例改了名,叫做F9F-8。

F9F-8

除了后掠翼,还有人还玩过三角翼。这是道格拉斯的,叫做F4D,后来又改叫F6A。翼展才10.2米,机翼面积居然超过51平方米,这展弦比小到只有2。因为翼载荷小而且静稳定性差,据称亚音速机动性倒是不错,但是长时间开它对飞行员体力是个考验。此外它服役的时候都50年代了,超音速战斗机都一大堆了,勉强能飞到音速的F4D已经有点赶不上趟了。

F4D

道哥还好,钱斯沃特更牛,敢玩后掠翼无平尾双垂尾布局!他家的F7U”弯刀”一出场就艳压群芳。这布局放到今天都绝逼科幻。而且还是美国海军第一款正版超音速舰载机(F4D那个打擦边球的货就算了)。可惜,这货的重心太靠后,起降迎角大,而且由于布局科幻导致飞控往往驾驭不住这匹烈马,在着舰的时候摔机摔得那叫一个惊世骇俗。一时之间“海军少尉杀手”如驴贯耳。钱斯沃特给摔老实了,主任设计师乖乖回到正常布局,搞出了F8U“十字军”。

F7U这外形怎么样?够未来派的吧?

摔起来那也是空前绝后的惨

从F8U开始就可以说喷气舰载机进入了第二代。超音速成了硬指标舰载机在保持传统的低速性的同时必须解决超音速飞行的问题,否则在敌方的岸基超音速战斗机面前就是送人头。而超音速飞行就必须解决激波阻力问题,展弦比超过4的机翼就不能再堂而皇之地出现了。这样一来,第一代喷气舰载机五花八门的设计就统统game over了。

着舰中的F8U,机翼已经抬起

F8U使用了后掠翼,后掠角在高低速之间做了个折中,取值42度。后来的F16、F22也把机翼后掠角设为此值。在使用蜂腰机身和薄机翼保证了高速性能之后,F8U必须下功夫解决低速着舰问题。钱斯沃特使用了颇为新奇的一招:迎角可变机翼。在着舰时将机翼向上抬起7度,从而增大升力,降低速度。同时还配合前缘襟翼和锯齿设计,使得F8U具备了着舰所需的低速性。虽然不是特别好,但也还在可承受范围之内。

接下来隆重出场的这位就是麦道的F4“鬼怪”了。F4也使用了后掠翼、前缘襟翼和锯齿等手段。但和F8U的上单翼不同,F4使用的是下单翼,这是不可能玩钱斯沃特的迎角可变魔术的。但F4另有绝活,人家使用了吹气襟翼:直接从J79发动机的压气机引出一股气流吹向前后缘襟翼,大大提升了低速起降能力。当然这玩意你从外头是看不出来的,细节全藏在翅膀里了。

升降机上的F4,可见折叠翼处的锯齿

凭这一手,F4成为美国海军的得意之作:最大速度超过音速2.2倍,海平面爬升率210米/秒,携带6枚MK82炸弹(227公斤)、4枚麻雀导弹、2个1400升副油箱时作战半径可达533海里(987公里)!论空战,在越南战场与轻巧灵活的苏制米格21杀得难解难分,而在中东战场则基本统治了天空。论对地攻击,伊朗空军1981年远程偷袭伊拉克H3空军基地之举可作为其攻击能力的最佳注脚。所以,连美国空军也不得不叹服,厚着脸皮从海军讨来坐上了空军主力战斗机的头把交椅。

好了,对早期喷气舰载机机翼的介绍就到这里。将来有机会再聊现代舰载机的机翼设计。

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