军工科普|气动布局:“隐形的翅膀”

来源:pt电子登录网址作者:齐呈荣 姜子晗 李韬责任编辑:王凤2022-07-08 12:28

摘要:战斗机不同的气动布局,可以产生不同的升力效果,被称为舰载机“隐形的翅膀”。

科研人员在设计舰载机时,气动布局是需要考量的重要因素。战斗机不同的气动布局,可以产生不同的升力效果,被称为舰载机“隐形的翅膀”。

与陆基战斗机不同的是,舰载机的起飞距离仅为陆基战斗机的1/10,舰载机如何实现短距起飞,是舰载机气动布局设计的难点。

有一种气动布局,将水平尾翼移至主翼前的机头两侧,因外形酷似鸭子被称为“鸭式布局”。舰载机起降时,鸭翼能使机头产生正升力,从而快速“抬头”,像放风筝一样让舰载机借风飞翔,实现短距起飞。

然而,鸭翼有一个致命缺陷:会扩大舰载机的俯仰反应,着舰时容易发生擦地现象。法国达索公司在改进“阵风”战斗机时发现,短机身可以增加擦地角度。于是,科研人员将 “阵风”战斗机机身缩短,研制出“阵风M”舰载机,成功解决这一难题。

与欧美主流战斗机设计不同的是,俄罗斯在舰载机气动布局设计上另辟蹊径,采用“前翼+机翼+平尾”的三翼面气动布局。苏-33是三翼面气动布局的主要代表,增加双开缝增升襟翼,有效提升机翼升力;前翼形成可控涡流作用力,将升力系数在原有基础上增加了0.2;升高垂直安定面高度,提升战斗机在侧风条件下的起降稳定性。

此外,在舰载机气动布局改进过程中,不能为了提高升力而加大翼面,这样会导致航母可携带战斗机数量大大减少。

因此,翼展较大的舰载机往往会选择折叠机翼设计。独立的襟翼和副翼会在折叠铰链处进行分界,从而缩小舰载机在甲板上所占面积。以美国尼米兹级航母搭载的F/A-18“大黄蜂”舰载机为例:在机翼不能折叠的情况下,只能搭载44架;若采用折叠机翼,最多可以搭载127架,航母作战效能显著提高。

(齐呈荣、姜子晗、李韬)

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