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變後掠翼飛機的意思、變後掠翼飛機的詳細解釋

關鍵字:

變後掠翼飛機的解釋

在飛行中機翼的後掠角可以改變的飛機。後掠角變化在20變後掠翼飛機70°範圍内。飛行中適時改變後掠角大小,可適應高速和低速飛行的要求。飛機作超聲速飛行時,後掠角變大,能延遲激波的産生和波阻的減小,保證良好的飛行性能;起飛、着陸和低速飛行時,後掠角變小,可縮短起飛和着陸滑跑距離,增大航程和續航時間。但機翼轉動的構造複雜,質量大。

詞語分解

專業解析

變後掠翼飛機是一種通過機械裝置調節機翼後掠角度的飛行器,其核心特征在于飛行過程中機翼可動态改變幾何形态。根據《中國航空百科》定義,這類飛機在高速飛行時采用大後掠角以減少阻力,低速時切換小後掠角以提升升力效率,實現了飛行性能的優化平衡。

結構特性與運行機理

機翼鉸接于機身中部轉軸,通過液壓或電動驅動系統實現20°至70°的後掠角度調節。北京航空航天大學《飛行器設計原理》指出,該設計融合了空氣動力學與結構力學的雙重需求,轉軸部位需承受超過200噸的飛行載荷,涉及钛合金複合材料的精密制造工藝。

典型應用與發展沿革

美國F-14雄貓戰鬥機(格魯曼公司研制)是首款量産的變後掠翼戰機,其機翼可在25°至68°間自動調節。蘇聯蘇-24戰鬥轟炸機則采用了類似設計以兼顧超音速突防與短距起降能力。英國《簡氏世界飛機年鑒》記載,這類飛機在1970-1990年代達到技術巅峰,後因複合材料技術的發展逐漸被固定翼替代。

性能優勢與工程挑戰

中國航空研究院報告顯示,變後掠翼布局使飛行器具備2.5馬赫高速巡航與600米内短距着陸的雙重能力。但波音公司技術白皮書強調,複雜的機械結構導緻機體增重15%-20%,維護成本較傳統機型提升40%,這是限制其大規模應用的主因。

網絡擴展解釋

變後掠翼飛機是一種在飛行中可調整機翼後掠角度的航空器設計,其核心特點是通過改變機翼形态來適應不同飛行速度的需求。以下是詳細解釋:

一、定義與工作原理

  1. 基本概念
    變後掠翼飛機的機翼後掠角可在20°至70°範圍内調整。飛行時,根據速度需求自動或手動調節後掠角:
    • 高速飛行(超音速):增大後掠角,減少激波阻力和波阻,提升加速性能。
    • 低速飛行(起降/巡航):減小後掠角,增加升力,縮短滑跑距離并延長航程。

二、優勢與局限

  1. 核心優勢

    • 兼顧高速與低速性能,解決了傳統固定翼飛機無法同時優化不同速度場景的問題。
    • 典型應用場景包括超音速突防、短距起降和長距離巡航。
  2. 主要缺陷

    • 機械結構複雜,導緻機身重量增加;
    • 維護成本高且故障率較高,現代航空技術(如翼身融合、邊條設計)已逐步替代此類設計。

三、典型機型與曆史

  1. 代表機型
    英德意聯合研制的“狂風”戰鬥轟炸機是經典案例,具備對地攻擊、截擊和電子戰能力,1980年服役。

  2. 技術起源
    德國在二戰期間率先研發P.1101可變翼噴氣機(僅地面調節),後被美國獲取技術并發展出首款空中可變後掠翼戰機F-111。

四、空氣動力學原理補充

根據公式,激波阻力與後掠角的關系可表示為:
$$
C_{D,wave} propto frac{1}{cosLambda}
$$
其中$Lambda$為後掠角,增大後掠角可顯著降低波阻,驗證了變後掠翼在超音速飛行中的有效性。


變後掠翼設計曾是平衡多任務飛行需求的關鍵技術,但隨着材料與氣動技術的進步,其應用已逐漸減少。如需更完整機型列表,可參考的“狂風”案例及曆史發展資料。

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