哪位高手知道歼十是如何转弯的

盛夏光年小说2023-05-08  29

转弯是靠副翼,操作面位置在主翼后缘外侧,靠近翼尖。比如向左转,右侧的副翼向下偏,左侧的副翼向上偏,这样飞机两侧机翼受力不一至,向左侧“滚转”,然后就向左偏航。

机翼后方靠近内侧有一个活动面,叫襟翼。其实飞机机翼前缘也有活动面,叫前缘襟翼。其作用是改变飞机的翼形。机翼的弯曲度越大,升力也就越大,但阻力也会增大,失速速度会降低。一般飞机起飞、降落时,都是低速飞行,而速度太低又会出现“失速”,即失去升力,飞机直接掉下来。这时就要打开襟翼,才可以使用较慢的速度飞行(也有些飞机,像F15没有前缘襟翼)。

当然J10这样的战斗机,一般设计都是“襟副翼”式的设计,即转弯时襟翼、副翼、前缘襟翼一同协调运动,使性能得到提升。而普通民航襟翼、副翼是相对独立的,FC-1襟翼和副翼也是相对独立的。

垂尾上有方向舵,作用是修正偏航,通常转弯时跟副翼一起使用,用方向舵踏板来控制。仅使用副翼转弯时,会出现机头指向和实际运动轨迹不一至的情况,即侧滑。或者通俗点说,就相当于汽车的“飘移”。这样就需要通过方向舵来修正。比如,向左转,踩左边的踏板,方向舵向左偏(与此同时操纵杆向左打,左侧副翼抬起、右翼副翼下降,机身向左侧倾斜)。当然方向舵也能单独使用,比如侧风着陆时使用侧滑法着陆、或者修正较小的偏航。

鸭翼就是水平安定面(升降舵)。普通的飞机尾部有水平和垂直安定面,叫常规布局。而把水平安定面前移到主翼的前方,就成了鸭翼布局,其作用是一样的,用来控制飞机的俯仰。鸭翼向下机头就向下,鸭翼向上机头就向上(跟放在屁股后头是相反的)。

鸭翼的好处是能够提供额外的涡升力,大仰角下机动性也会更好。再一个就是气动中心前移,一般鸭翼布局都是放宽静稳定度的设计(当然,常规布局也能做到静不稳定),气动中心位于重心之前。且即便在高速下(重心前移)也不会变成静稳定。水平安定面的升力与机翼的升力是相加的,有利于提高机动性。

鸭翼的缺点就是,因为力矩较小,不容易配平(远距耦合鸭翼还好,但容易挡飞行员向下的视野,如台风),为解决此问题,近距(阵风、JAS39)和中距(J10)耦合鸭翼翼面一般都比较大,增加结构重量。在小迎角和超音速时阻力较大。对飞控要求较高(不过现在飞机的设计都是随控布局,并使用主动控制技术,不像较老的飞机设计围绕结构、气动和发动机进行的,没考虑飞控的因素)。

J10从前往后的气动平面依次是:

鸭翼(水平安定面/升降舵);

前缘襟翼(机翼前缘);

襟翼(机翼后缘靠近内侧);

副翼(机翼后缘靠近外侧);

腹鳍(飞机尾部,不可动,可以减小垂尾的面积,降低结构重量,有利于横向机动的稳定性,但不对隐身有不利影响,J20和F16也有腹鳍);

垂尾(垂直安定面/方向舵)。

这个叫机翼前缘锯齿,是改善机翼气动特性的措施之一,多用于后掠和三角薄机翼。

因为超音速飞机常用的后掠和三角形薄机翼存在低速大迎角特性不好的缺点,再具体点说是在大迎角飞行时,机翼表面低能量气流(附面层)会向翼梢聚集,这会导致翼梢先开始失速。由于后掠机翼的翼梢部分在飞机重心之后,大迎角时翼梢先失速不仅会引起飞机倾斜(实际飞行中左右翼不大可能同时失速),而且还会引起飞机抬头,使飞机更进一步失速而失去控制。所以,很多战斗机在设计的时候运用了机翼前缘锯齿这个结构,以起到优化外翼气流流动状况,改善飞机在大迎角时的稳定性。

不单F-15,你还可以在其他很多战斗机上找到这种结构,最明显的就比如F/A-18EF。

来源:疯狂机械控

战斗机机翼

战斗机机翼的主要作用是产生升力,以支持飞机在空中飞行。它还起一定的稳定和操纵作用。根据机翼的平面形状来区分,常用的有矩形翼、梯形翼、三角翼、双三角翼、箭形翼、边条翼等。

根据机翼在机身的前后位置及作用可分为主机翼、尾翼(平尾和垂尾或倾斜尾翼)、前翼{又称鸭翼}。而根据主机翼与机身的角度不同来划分,又有前掠翼、后掠翼和可变后掠翼。

现代飞机一般都是单翼机,但历史上也曾流行过双翼机( 两副机翼上下重叠)、三翼机和多翼机。根据单翼机的机翼与机身的连接位置,可分为下单翼、中单翼、上单翼和伞式上单翼(即机翼在机身的上方,由一组撑杆将机翼和机身连接在一起)。

下面从各个不同角度来认识一下战斗机常用的几类机翼。

尾翼

尾翼是安装在飞机后部的起稳定和操纵作用的装置。尾翼一般分为垂直尾翼和水平尾翼。垂直尾翼由固定的垂直安定面和可动的方向舵组成,它在飞机上主要起方向安定和方向操纵的作用。垂直尾翼简称垂尾或立尾。根据垂尾的数目,飞机可分为单垂尾、双垂尾、三垂尾和四垂尾飞机。

现在双垂尾布局的战斗机有些采用V形布局,例如美国的第四代战斗机F—22。水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成,它在飞机土主要起纵向安定和俯仰操纵的作用。水平尾翼可简称平尾。有的飞机为了提高俯仰操纵效率,采用的是全动平尾,即平尾没有水平安定面,整个翼面均可偏转。

有一种特殊的 V字形尾翼,它既可以起垂直尾翼的作用,也可以起水平尾翼的作用。水平尾翼一般位于主机翼之后。但也有的飞机把“水平尾翼”放在机翼之前,这种飞机称为鸭式飞机。此时,将前置“水平尾翼”称之为“前翼”或“鸭翼”。没有水平尾翼 (甚至没有垂直尾翼) 的飞机称为无尾飞机。这种飞机的俯仰操纵、方向操纵、滚转操纵均由机翼后缘的活动翼面或发动机的推力矢量喷管控制。

鸭翼

鸭式布局:座舱两侧有两个较小的三角(后掠)翼,后边是一个大的三角翼。比如中国的歼10、歼20、欧洲EF2000都采用鸭式布局,是一种十分适合于超音速空战的气动布局。

早在二战前,前苏联已经发现如果将水平尾翼移到主翼之前的机头两侧,就可以用较小的翼面来达到同样的操纵效能,而且前翼和机翼可以同时产生升力,而不像水平尾翼那样,平衡俯仰力矩多数情况下会产生负升力。

早期的鸭式布局飞起来像一只鸭子,“鸭式布局”由此得名。采用鸭式布局的飞机的前翼称为“鸭翼”。战机的鸭翼有两种,一种是不能操纵的,其功能是当飞机处在大迎角状态时加强机翼的前缘涡流,改善飞机大迎角状态的性能,也有利于飞机的短矩起降。

真正有可操纵鸭翼的战机目前有中国的歼10 、欧洲的EF-2000、法国的“阵风”和瑞典的JAS-39等。这些飞机的鸭翼除了用以产生涡流外,还用于改善跨音速过程中安定性骤降的问题,同时也可减少配平阻力、有利于超音速空战。在降落时,鸭翼还可偏转一个很大的负角,起减速板的作用。

后掠翼

机翼各剖面沿展向后移的机翼称为后族翼,这种机翼的外形特点是,其前缘和后缘均向后掠。机翼后掠的程度用后掠角的大小来表示。

与平直机翼相比,后掠翼的气动特点是可增大机翼的临界马赫数,并减小超音速飞行时的阻力。飞机在飞行中,当垂直于机翼前缘的气流流速接近音速时,机翼上表面局部地区的气流受凸起的翼面的影响,其速度将会超过音速,出现局部激波,从而使飞行阻力急剧增加。

后掠翼由于可使垂直于机翼前缘的气流速度分量低于飞行速度,因而与平直机翼相比,只有在更高的飞行速度情况下才会出现激波( 即提高了临界马赫数),从而推迟了机翼面上激波的产生,即使出现激波,也有助于减弱激波强度,降低飞行阻力。后掠角的缺点是扭转刚度差、升力线斜率较低、气流容易从翼梢处分离、亚音速飞行时诱导阻力较大等。

三角翼

幻影2000的三角翼

平面形状为三角形的机翼称为三角翼。与之相近的有双三角翼和切角三角翼。目前常用的主要是略有切角的三角翼。三角翼飞机出现于50 年代,其代表机型有美国的F—102、前苏联的米格— 21、 法国的“幻影”Ⅲ等。

大后掠角三角翼具有超音速阻力小、焦点随 M数变化小、结构刚度好等优点,适合于超音速飞行和机动飞行。三角翼的缺点是:在亚音速飞行状态,机翼的升力线斜率较低、诱导阻力较大、升阻比较小,从而影响飞机的航程和起降性能。

变后掠翼

后掠角在飞行中可以改变的机翼称之为变后掠翼。在飞机的设计工作中,有一个不易克服的矛盾:要想提高飞行M数,必须选择大后掠角、小展弦比的机翼,以降低飞机的激波阻力,但此类机翼在亚音速状态时升力较小,诱导阻力较大,效率不高。从空气动力学的角度讲,要同时满足飞机对超音速飞行、亚音速巡航和短矩起降的要求,最好是让机翼变后掠,用不同的后掠角去适应不同的飞行状态。

对变后掠翼的研究,始于 40年代,但直到 60年代,才设计出实用的变后掠翼飞机。一般的变后掠翼的内翼段是固定的,外翼同内翼用铰链轴连接,通过液压助力器操纵外翼前后转动,以改变外翼段的后擦角和整个机翼的展弦比。变后掠翼的缺点是,结构和操纵系统复杂,重量较大,不大适合轻型飞机使用。美国的F—14战斗机是可变后掠翼的代表机型。

边条翼

边条翼是 50 年代中期出现的一种新型机翼,一些第三代高机动战斗机采用了这种机翼,像美国的F—18和中巴合研的“枭龙”都采用边条翼。

在飞机中等后掠角(后掠角 25度~45度左右) 的机翼根部前缘处,加装一后掠角很大的细长翼(后掠角65度~85度) 所形成的复合机翼,称为边条翼。在边条翼中,原后掠翼称为基本翼,附加的细长前翼部分称为边条。

边条翼的气动特点是,在亚、跨音速范围内,当迎角不大时,气流就从边条前缘分离,形成一个稳定的前缘脱体涡,在前缘脱体涡的诱导作用下,不但可使基本翼内翼段的升力有较大幅度的增加,还使外翼段的气流受到控制,在一定的迎角范围内不发生无规则的分离,从而提高了机翼的临界迎角和抖振边界,保证飞机具有良好的亚、跨音速气动特性。在超音速状态下,由于加装边条后,使内翼段部分的相对厚度变小,机翼的等效后掠角增大,可明显降低激波阻力。

另外,边条的存在,还可使飞机在跨音速和超音速飞行时的全机焦点后移量减小,导致飞机的配平阻力降低。因此,这种机翼也具有良好的超音速气动特性。边条翼的缺点是,在小迎角范围内,其升阻特性不如无边条的基本翼好;它的力矩特性也不理想,力矩曲线随迎角的变化呈非线性。

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