飞机后掠翼的结构特点（从平直翼到飞翼）

机翼作为飞机的重要组成部分，对飞机的性能起着至关重要的作用。从飞机诞生初期的平直翼，再到未来感十足的飞翼，机翼的形态千变万化。不同的机翼有着不同的优点，同时也蕴藏着不一样的科技知识。

机翼上的操纵面与附属装置

1. 翼尖小翼

2. 低速副翼

3. 高速副翼

4. 襟翼滑轨整流罩

5.前缘襟翼－克鲁格襟翼

6. 前缘缝翼

7. 内侧襟翼

8. 外侧襟翼

9. 扰流板

10.扰流板-减速板

现代战争当中，多维化、复合化、信息化是公认的未来趋势。空战力量更是决定一场战斗成败与否的决定性因素。各国核心空战机种也各具特色，光是机翼就有多种多样不同的形态。那么这些机翼的背后隐藏了怎样的科学奥秘呢？

从达芬奇绘制的飞行器到莱特兄弟研发的第一架飞机，再到今天琳琅满目的飞机种类，机翼的类型千变万化。

平直翼

平直翼飞机在整个一战和二战的前期是空战中的主流机种。在战斗机发展的早期，人们对机翼的结构还没有过多的研究，大多是简单直接的平直翼。机翼的前后缘和机身垂直，机翼从里到外一样宽。

1921年，意大利军事理论家朱里奥杜黑首先提出了制空权理论。他认为20世纪的战争只要拥有空军和轰炸机，就可以完成军事压制，这被称为战略轰炸理论。第一次世界大战期间，空军轰炸后地面部队配合突进成为了经典的战术。而为了抑制敌军的轰炸，主打空中肉搏战斗的战斗机中也开始逐渐发展。战争进入了争夺制空权的新阶段。

在整个一战和二战期间，平直翼战机几乎成为了各国空军的核心力量。这种平直机翼的生产和制作相对容易一些，所以它成为了早期战斗机主要的机翼类型。但是随着这个空战对于飞机飞行速度的要求不断的提升，人们发现这种平直机翼虽然能够为飞机提供很大的升力，但同时也带来了非常大的阻力。所以它影响了飞机速度的进一步提升。如何通过音障就成了一个大问题。

飞机在飞行的时候，会对前方的空气产生压力，就好像船在航行时，船首在前方推开波浪一样。在低于音速飞行的时候，前方空气在压力波的推动下，有序向两侧让开飞机。然而当速度高于音速的时候，压力波会挤到一起，密度巨增，像坚硬的石墙一样。试图超音速飞行的飞机就好像顶着一大片看不见的石墙，飞行阻力剧增，飞行速度也不能再提高。人们曾以为声速是飞机速度不可逾越的障碍，所以取名为音障。

后掠翼

为了应对阻力，获得更快的飞行速度。二战后期战斗机的研发开始从机翼形态上寻找解决方案。这个时候出现的全新理念就是后掠翼。机翼前缘与后缘均向后侧倾斜，这样的设计方式可以有效避免机翼本身引起的阻力激波。空战从此进入了全新的速度领域。

米格-15是20世纪40年代末期苏联米高扬设计局研制的第一代喷气战斗机，采用头部进气，机身上方为水泡型座舱，内置弹射座椅。机翼位于机身中部，前后掠角35度，带四枚翼刀。翼下可挂两只副油箱或炸弹。机翼穿透机身与进气道内的隔板共同作用，将进气气流分为四股。

米格15在朝鲜战争中首次大规模投入空战，显示了优异的飞行和作战性能。据统计，中国空军驾驶米格15战斗机共击落美机330架，击伤美机160架。

前掠翼

世界各国空军的主力战机大多都采用了后掠翼作为他们的基础布局。但后掠翼也有它的缺陷，虽然它可以得到更高的飞行速度，但在低速飞行的时候，它不如平直翼飞的稳定，俄罗斯空军就采用了一种全新的设计思路。他们把两侧的机翼反向前倾斜，形成了一种前掠翼的布局。这就诞生了大名鼎鼎的高颜值战斗机苏-47金雕。

苏-47战斗机的前掠翼设计是一次大胆的尝试，两侧机翼迎风布局，这样飞机在飞行时会有更多的气流流过机翼，从而使飞机获得更大的升力。这样飞机在大幅度机动与空中缠斗中可以获得更大的优势，并且由于流过机翼的气流更多，所以前掠翼飞机单位面积产生的升力就更大。因此在相同的条件下，前掠翼飞机的机翼就可以做得更小，而剩下的空间就可以装备更多的武器或航电设备。

前掠翼既然有这么多的优势，但是事物都具有两面性，前掠翼布局也是有着自身的缺陷的，而且这个缺陷还很致命。

同等条件下前掠翼结构承受着更大的阻力和负载，会导致机翼变形，这就是前掠翼布局的核心缺陷。这个细微的形态变化，在战机的实际应用当中会被无限放大。战机在高速飞行时的非常容易发生结构变形或损伤，到了极限机翼就会扭断。用一般的铝合金材料，甚至是钛合金材料来制作机翼都解决不了这个问题。因此很多飞机方案都不用前掠翼。

同时前掠翼的结构会造成机翼升力分布不均匀，外侧明显高于内侧。这种受力的不均匀会造成机翼的扭曲和变形。如果飞机速度过快，甚至有机翼折断的风险。

要解决这个问题，需要采用复合材料结构中的弯扭变形耦合效应。在机翼布局的不同纤维方向铺层，把多余的升力引导到不同的方向上，从而达到机翼内外侧的平衡。不过想要做到恰到好处却相当的复杂。

从上个世纪80年代中后期开始，美国的研究方向变了。他过去追求的是高机动，到了后期他们转向了以隐身技术为主。那么前掠翼在隐身设计方面就存在着一些比较严重的缺陷，或者是经过对比前掠翼不如后掠翼能获得更加优秀的隐身性能和机动性能。

三角翼

前掠翼和后掠翼在结构上都有各自的缺陷。一种后掠翼的演变形态就被提了出来，这就是三角翼。我国自行设计研制的被誉为“空中美男子”的歼8战斗机就是典型的三角翼战斗机。

1956年，英国空军设计研发的第一架三角翼机种火神轰炸机开始投入使用。到现在，三角翼气动布局已经成为了世界各国空军战斗机的主要机种。

歼八是我国自主研制的第二代战斗机，从1969年完成首飞后不断研发升级，1980年正式服役。是我国20世纪80年代到21世纪初期的主力战斗机种之一。和平直翼相比，三角翼后掠的前缘可以推迟阻力的产生，提高飞行速度。而连接机身的三角形结构具有极强的结构稳定性，对材料强度的依赖性比前掠翼更低。

三角翼它比后掠翼有一个更大的优势，就是它的翼面积比较大，使它更适合长途飞行。另一方面，由于三角机翼的展弦比小，导致机翼的滑翔性能差，拥有细长机翼的飞机在动力不足或者动力失效的情况下还能自己滑翔飞行一段时间。但是三角翼飞机相对来说就不容易滑翔。动力损毁的情况下容易造成更为严重的后果。

鸭翼

在追求战斗机性能和操纵的道路上，除了对飞机主翼的探索和研究之外，另一个研究重点就是飞机的尾翼。

尾翼在常规飞机上的主要作用体现在对飞机俯仰的操纵上。设计师们就考虑如果把这个尾翼放到主翼的前面会有什么样的变化呢？这样做的优势就在于它可以不再被主翼的气流所干扰，而且还能拉出漩涡。同时也不影响对飞机俯仰的操纵。这种在三角翼气动布局下进一步提升的气动布局方式叫做鸭式布局。也就是我们俗称的鸭翼。我国自主研发的第四代主力战斗机歼-10战斗机就是鸭翼的典型代表。

鸭式布局目前是我国和欧洲主攻的机翼布局类型。法国阵风战机和瑞典鹰狮战机也都选用了鸭式布局作为当前的主战机型。而同一时期的美国F22、F117，俄罗斯的T50基本都选择了传统布局，这与各国的军事科研方向、核心技术优势有着必然的联系。

鸭式布局与传统布局一样，也存在自己的弱项。比如在大仰角情况下容易失速，着陆性能较差等等。

飞翼

情报能力的差别往往能够决定一场战斗的成败，如何规避敌方的雷达侦测，以隐形姿态完成攻击，成为了另一个重点的机翼形态研究方向。在冷战时期的特殊国际局势下，诞生了一款采用特殊机翼形态的轰炸机，它最大化机体的突防能力能够避开对方雷达的探测，潜入敌方纵深完成轰炸任务。这就是采用了飞翼结构的美军B2隐形轰炸机。

雷达发射天线就好比手电筒，雷达接机就好比人的眼睛，想要让雷达发现不了就必须让机身光滑不形成漫反射，尽量把雷达波反射到无关紧要的方向，并且避免战机上出现直角。

在战斗机的整体布局当中，唯有机翼是不可或缺的组成部分，那么将全部机体与机翼融为一体，就是飞翼式布局。B2轰炸机采用严格的平行锯齿化设计，雷达波打上来只会反射到两个预定的安全区方向。

幽灵B2可以说是冷战时期遗留下来的黑科技遗产，但B2的技术系统非常复杂，相较于传统的作战飞机有着同样多的缺点。飞翼布局取消了尾垂，造成操控性极差，对飞机的设计和飞控要求极高。隐身材料和新技术的使用也造成了研发和制造成本的高昂。同时它的飞行速度也有极大的限制。可以说除了隐身，它相较于常规布局飞机没有任何的优势。但随着未来信息化战斗的环境需求，飞翼布局无人机也成了各大国重点研究的对象。

我国目前研发了包括彩虹-7察打一体长航时无人机、天鹰无人侦察机和高端无人靶机等多款采用了飞翼布局的军用无人机。

机翼形态的发展过程中，其实还衍生出了众多的奇思妙想。从战斗机机翼的发展历史中，我们可以深切感受到新军事变革对武器装备研制理念的强大冲击，以及信息化战争对于全新军事科技的迫切要求，只有研制出符合未来实战的武器装备才是决胜未来战场的科技强军之路。

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