解放军报回顾战机机翼演变史!冲上云霄:战机机翼演变史
在第十五届中国航展上,歼-35A和歼-20战机展示了低空通场和高难度飞行动作。俄罗斯飞行员谢尔盖·博格丹驾驶苏-57战机,展示了“落叶飘”和“钟摆机动”等高难度动作,令人叹为观止。这些战术动作与战机机翼的设计息息相关。
人类追求翱翔蓝天的梦想始终未变。从莱特兄弟发明第一架飞机到现在,飞机机翼的设计不断发展演化。其中,战机机翼的变化尤为多变复杂,先后出现了平直翼、后掠翼、三角翼等多种形状。机翼的设计思路始终服务于飞机整体性能和作战用途,与当代飞行器技术发展水平密切相关。
作为托举飞机的关键部位之一,机翼的作用在于让飞机有效克服重力。1903年,莱特兄弟制造出世界上第一架飞机——“飞行者一号”。在此之前,人类尝试过各种扑翼机设计,但受限于材料和技术,未能实现飞天梦想。直到乔治·凯利通过研究将机翼剖面设计成“上凸下平”的不规则水滴状,才使飞行从冒险的尝试引向科学探索。这种设计产生了升力,推动了滑翔机的发展。
早期飞机大多采用平直翼,结构简单易制造,但安全性和稳定性较差。为了提高稳定性,曾出现双翼、三翼布局,但多翼设计结构复杂、阻力大。随着铝合金航空材料的应用,单翼机逐渐取代了多翼机,但平直翼的主流地位没有改变。
随着动力系统不断迭代,空战对飞行速度的要求不断提高,平直翼的缺点日益明显。为了突破音障,科学家们提出了多种机翼设计方案。德国空气动力学家阿道夫·布兹曼提出的后掠翼设计,推迟了激波阻力的产生,应用于ME-262战机,显著提高了性能。梯形翼结合了平直翼和后掠翼的优点,适用于不同飞行需求,如苏联的米格-21战机。美国科学家则通过三角翼设计,解决了后掠翼升力不足的问题,如F-102战机。前掠翼设计则改善了跨声速和超声速飞行时的机动性能,如苏-47战机。