為什么殲-6有翼刀,之后的殲擊機卻都沒有再采用翼刀?
摘要:為什么在國產殲-6型殲擊機的機翼上有翼刀,而之后的國產殲擊機卻都沒有再選用翼刀?
為什么在國產殲-6型殲擊機的機翼上有翼刀,而之后的國產殲擊機卻都沒有再選用翼刀?
翼刀,望文生義,便是飛機機翼上的刀。專業的說法便是在飛機機翼前緣鋸齒形的機翼導流片。翼刀是只要噴氣式飛機上才有的,螺旋槳飛機是不會有翼刀的。在前期的噴氣式戰役機上是比較常見的。翼刀的作用簡略來說,便是防止飛翔過程中高速氣流流向翼尖,使翼尖失去升力。
二戰后期,由于戰爭的迫切需求,對飛機速度的要求越來越快,開端呈現了噴氣式飛機。但在噴氣式飛機上,傳統的平直機翼難堪大用,特別是大大限制了速度的提升,在強激波阻力下簡略呈現飛機崩潰墜毀等問題。
德國工程師最早發明晰后掠翼技能,也便是將機翼向后歪斜一定視點,來添加機翼臨界馬赫數,推遲激波的呈現,減小飛翔阻力,進步飛翔速度,乃至可以順利跨越音速。
不過人們很快發現后掠翼也有缺點,便是簡略失速,以及上仰嚴峻,這種狀況與翼尖氣流別離密切相關。高速氣流從機翼流過,在翼根、翼尖效應的影響下,翼根吸力小,翼尖吸力大,然后構成壓力差,導致失速和上仰。
由于物體外表不可能是肯定潤滑,而且氣體有粘性,所以機翼與氣流相交的鴻溝面上就會呈現一層附面層。附面層在壓力差作用下,會從翼根向翼尖活動,并在翼尖堆積,然后呈現氣流別離。而氣流一別離,翼尖部分升力就會急劇下降,飛機全體受力平衡就被打破,然后導致更嚴峻的成果。
一起,后掠翼飛機的翼尖延伸到機身中后部,又會構成一個向上昂首的力矩,使得機頭上仰。這種機頭上仰的現象,飛翔員很難糾正,成果就會引起失速,最終導致飛機墜毀。
為了處理這個問題,德國工程師沃爾夫·岡利貝首要發明晰翼刀,并在BA349“毒蛇”噴氣飛機進步行了翼刀實驗,在機翼上外表三分之二處裝了一個與機身軸線平行的刀片,來減緩翼尖附面層的堆積,進步臨界迎角,增強操控性,推遲失速的產生。
二戰德國的航空工程師們在高速飛翔方面的研討是具有劃年代含義的,其間最重要的一個貢獻便是選用后掠翼布局,但在實驗中也發現后掠翼在高速飛翔時,機翼上的附面層氣流會沿著后掠翼從翼根向翼尖運動,產生不穩定力矩,造成飛機狀況難以控制,尤其是在飛機以一定的仰角飛翔時,很簡略造成翼尖失速,然后使得飛機失控墜毀。
對此,德國航空工程師們經過實驗提出了兩個處理方案,榜首便是在機翼上加裝翼刀,以降低附面層氣流向翼尖運動,這種辦法簡略牢靠,幾乎不添加什么本錢;第二便是在機翼前緣選用自動縫翼,閉合式與機翼成為一個全體,高速或大機動飛翔時前伸打開與翼面構成縫隙,通過這道縫隙強行導入一股緊貼主機翼外表的氣流,強行沖擊附面層推遲機翼上方氣流別離。這兩種處理辦法各有各的優點和缺點不過,作用也都不錯。
蘇聯規劃師向來喜歡簡略有用的,而且二戰末期蘇聯還繳獲了德國的BA349“毒蛇”噴氣飛機,這架戰機便是噴氣戰役機翼刀實驗機型,蘇聯人很快就將這個技能用在了米格-15上。翼刀的缺點便是在進行高速大仰角機動,尤其是機翼歪斜不規則運動時,附面層氣流仍是難免會繞過去,因而當二代機強調超音速飛翔后,用翼刀來阻止附面層氣流也就不怎么好用了。另外,翼刀在戰役機水平機動時就適當于幾塊減速板,因而在水平機動能力上就會差一些。這也是蘇聯米格-21僅僅只要一個小翼刀,后期改型乃至干脆取消了翼刀。美國則和蘇聯相反,什么作用最好就用什么,不太考慮本錢,因而美國處理翼尖附面層選用的是前緣縫翼布局,這種布局在機翼附面層的處理上要比翼刀更為明顯,但控制起來也要雜亂許多。前緣縫翼的缺點便是戰機筆直爬升時,仰角更大的縫翼相同起到了減速板的作用,在筆直方向的爬升功能會受到影響,一起簡略產生振顫,這也是米格-15筆直爬升功能強,而一起代美國的F-86“佩刀”則是水平機動性強的原因地點。
二戰完畢后,人類進入了噴氣年代。前期的噴氣式戰役機尋求高空高速,所今后掠翼成為干流。翼刀結構簡略,作用也很明顯,所以很快就得到了大量運用。
許多人以為翼刀簡略有用,所以才會這樣被廣泛運用。其實,這僅僅人們在噴氣年代前期對后掠翼的空氣動力學特性了解太少。首要想到的是用物理辦法來處理翼尖失速問題。后來跟著對空氣動力學研討的進一步深入,才發現了更多的控制沿翼展活動的辦法,包括前緣襟翼、鋸齒缺口等等。跟著這些辦法逐漸有用化,翼尖失速的問題也得到了徹底處理。
再回到殲-6的話題上,殲-6的原型是蘇聯的米格-19。米格-19歸于戰后的第二代噴氣式戰役機,二代機最大的特點便是最大速度打破音速,也便是俗稱的超音速。不過,其時對跨音速飛翔的研討很不夠,全世界各國都產生了在超音速試飛時產生事故的悲劇。蘇聯在研發超音速飛機的時候,也產生過機毀人亡的嚴峻事故。
米格-19是在米格-17的基礎上改然后成,所以主要機體結構都是沿襲米格-17的規劃。規劃的重點是超音速飛翔的操縱和穩定性,所以選用了米格-17上的翼刀。
殲-6是米格-19的國產仿制型,所以也就沿襲了米格-19的翼刀。
其實,這是飛翔動力學上的問題,飛機飛翔,靠的便是機翼上下氣流差。殲-6是地道蘇聯血緣的仿制產品,這一代飛機也是榜首代打破音障的飛機,從技能上來說,仍是源自德國技能,其時德國人就發現噴氣飛機速度到了音速今后,飛翔時氣流會在機翼外表構成一層相對流速較慢的附面層氣流,在后掠翼機翼上,這層氣流還會朝機翼翼尖活動累積,最后能導致飛機從翼尖開端失速失控,這方面是有血的經驗的。德國人對此提出了兩個處理方案,一個辦法便是在機翼上加裝翼刀,用簡略粗暴的辦法,強行打斷附面層氣流朝翼尖活動。
另一個辦法是加裝縫翼,裝在機翼前的縫翼,一般是和機翼合成一個全體,在高速飛翔時,則打開和機翼行成一道細縫,憑借高速飛翔時,這道縫隙里產生的高速氣流,去吹散機翼上的附面層氣流。二戰完畢后,這部分資料分別被美蘇得到,又有了各自開展,蘇聯選擇了簡略牢靠的翼刀,而美國則開展了縫翼,在其時這一代機型上,這兩者各有優劣,翼刀簡略牢靠,大仰角飛翔時,更是勢不可擋,咱們可以在許多影視作品里,看到翼刀飛機在高速飛翔時,翼刀拉出的白色氣流,給人以真正“劃破漫空”的震懾作用,不過裝了固定翼刀后,飛機在水平機動上,就適當于裝了幾塊減速板,所以在說到這類飛機時,水平機動一般是不大提的。
縫翼飛機又不同,水平機動適當超卓,大仰角飛翔則跟翼刀機水平機動時相同,縫翼會變成減速板,而且跟全體加裝且固定的翼刀相比,縫翼是活動的,受力面大,支撐點少,簡略被吹飛吹斷,產生故障不能活動的狀況頻出,在其時那一代機型上,應該說縫翼本錢高,牢靠性差,比翼刀是略遜一籌的?墒菑母呖崭咚俚亩鷻C開展到速度極限開端,速度的敏捷進步,對氣動布局的要求越來越高,這時的飛機現已不太在乎翼尖失速了,讓翼刀的作用逐漸喪失,對飛翔布局的影響卻在加大,所以講求速度的殲擊機上,翼刀開端消失。到了三代機、四代機,都是開端玩縫翼和新呈現的襟翼,以及鋸齒型機翼規劃,這跟航空技能里資料開展,工藝開展也分不開,如今的縫翼早不想開始那樣本錢高牢靠性差了。
可是,跟著三代機的呈現,飛翔速度更快,機動性更好,對大迎角飛翔功能的要求也更高。跟著戰機速度的添加,流經氣流的流速也相應進步,如果再運用翼刀的話,在遲滯高速氣流時受到的力就會比較大,很有可能造成翼刀的斷裂。所以說,為了可以取代翼刀,就呈現了前緣襟翼等規劃。這便是在殲-6之后的三代機大都裝有前緣襟翼,其作用便是添加升力和進步戰機的失速臨界角。
不過翼刀也不能說從此被篩選了,有時作為一種彌補規劃,仍是會被選用,例如美國的F-18“大黃蜂”戰役機前期型號,為了處理大邊條翼產生的渦流會直接流向雙垂尾,對垂尾造成危害。就從故紙堆里翻出了翼刀規劃來處理問題,在機翼上加裝了兩片翼刀。雖然初衷與翼刀的開始目的毫不相干,但裝的便是翼刀,這總沒錯。蘇聯的米格-25及其改善型米格-31也有一對大翼刀。
所以說,跟著技能的開展,以及對航空理論的深入研討,以前難以處理的問題現在都變得極為簡略,運用不影響戰機氣動功能的辦法,就可以替代原本雜亂的規劃。噴氣式飛機上的翼刀便是這樣的典型比如。
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