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从空气动力学的理论和实践可以看出,平翼更适合低速飞行的飞机。高速飞行时,应采用后掠翼来减少阻力的急剧增加。但是飞机在飞行中会使用不同的速度,不同速度对机翼的要求是矛盾的。因此,人们发明了可变后掠翼来解决这一矛盾。从20世纪50年代到70年代,可变后掠翼是一种“时髦”的设计方案,多种飞机机翼都采用了这种布局,比如美国的F-111和F-14以及苏联的米格-23和米格-27。

苏-24战斗轰炸机采用可变后掠翼,然而,在实践中发现,可变后掠翼布局存在许多缺点,主要是由于飞机重量增加和机体结构复杂的不利影响。例如,美国海军F-14战斗机的空重为18吨,大大超过了同类战斗机,如F-15战斗机的空重为13吨。此外,在机身中部安装翼轴和驱动机构需要足够高的强度和足够轻的重量,所以采用了当时难以加工的钛合金材料,大大增加了飞机的制造成本。而且可变后掠翼的可靠性不如固定翼。比如美军F-111战斗轰炸机就曾经发生过翼轴断裂导致飞机坠毁死亡的重大事故。

此外,变后掠翼在掠角变化时,气动中心也会发生变化,给飞行控制带来困难。比如苏联在60年代末研制的米格-23战斗机上,由于当时苏联还不能通过计算机控制机翼的变化,米格-23上的飞行员采用手动操作来改变机翼后掠角,只能在16、45和72三个固定角度之间切换。而且改变后掠角引起的机翼气动力的突然变化会使飞机突然上仰或下俯,飞行员需要花费大量的精力来维持飞机原有的飞行状态。所以米格-23的作战性能很差。驾驶它的飞行员普遍反映飞机“难飞”,“机动性差”。一些飞行员甚至声称,米格-23的可变后掠翼在飞行中“几乎有害无益”。

正因为如此,后来设计的战斗机都没有采用这种布局。随着人们对空气动力学认识的提高,以及风洞实验技术和计算机技术的进步,人们设计了多种机身和机翼形式,可以满足低速和高速飞行的矛盾。比如双三角、鸭翼、边条翼、机身跨音速面积比、翼身融合技术等现代技术可以弥补纯后掠翼的不足,使飞机获得非常好的综合性能。同时避免了采用可变后掠翼带来的诸多缺点,因此可变后掠翼飞机逐渐淡出人们的视线。

美国F-111可变后掠翼战斗机

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