後掠角

飛機翅膀有幾種布局，二戰時候一般都是平直翼，就是一個長方形，後來為了提高速度，發展出了後掠翼，就是翅膀以機體的垂直線為基準朝後旋轉，使機翼後部外緣和機體中軸線夾角小於90度，這個角度就叫後掠角。後掠角是指從機翼平均氣動弦長連線自翼根到翼尖向後歪斜的角度。

基本介紹

• 中文名：後掠角
• 外文名：angle of sweepback
• 優點：提高了飛機的航向穩定性以及速度
• 缺點：低速條件下升力較小

定義

後掠角定義

後掠角是指從機翼平均氣動弦長連線自翼根到翼尖向後歪斜的角度。通俗講就是機翼機身之間的夾角。飛機發展的初期，機翼是垂直於機身的，也就是後掠角為零，後來飛機的速度越來越快，為了減小阻力，所以機翼向後偏了一定的角度。

產生的歷史

平直機翼是最原始的機翼，其優點是升力大，氣動構型最簡單，控制方便，相應的內部結構少，重量輕，載油係數大，缺點就是因為過於原始，只能低速飛行，無法適應高速狀態的複雜氣動。

其後開發的是後掠翼，後掠翼是平直翼簡易降阻的構型，通過後掠角在儘量保證升力面積的情況下減小阻力，最初級的提速方案。缺點是初期設計後緣氣動性能差，升力小，現代改良的梯形翼則是目前性能最好的常規機翼，主要套用在重型機上。

基於早期後掠翼的問題，採用的解決方案就是三角翼，三角翼優點是在保證了和後掠翼同樣的低阻性能的前提下增加了升力面積，並且由於三角形幾何特點的先天優勢以及先天不用處理翼尖氣流分離的問題，三角翼的技術要求和控制難度可謂是和平直翼一樣的低，這也是為何大多數中期二代機和二流三代機都使用三角翼的原因。但是，三角翼由於失速角低，低速性能極差，於是出現了兩種變體機翼，一種是前緣雙角度的雙三角翼，另一種就是能夠在近平直後掠翼和類三角翼之間變換的變後掠翼（其本質就是為了獲取兩種機翼的優點，後來被梯形翼取代，技術難度大，可靠性低，結構死重，難維護，載油係數低，不能掛載武器是變後掠翼的獨特缺點），由於三角翼前緣氣動過於簡單，表面氣流速度大（也是其低阻的原因），翼根面積過大，導致其迎角稍大就會出現表面氣流分離而失速，為了一定程度上補足這一點，引用二戰後期的前置控制面設計出現了“鴨式布局”，其本質就是帶渦流輔助面的無尾三角翼布局。

作用

機翼的後掠角有幾個好處：1、相同的來流馬赫數下後掠角越大沿機翼法向（即垂直方向）的馬赫數分量更小，提高了飛機在高亞音速飛行但又未產生激波的最大馬赫數，2、提高了飛機的航向穩定性。

後掠角的機翼也存在幾個大的缺點：1、在大迎角條件下翼尖先失速，飛機容易失去對滾轉的操縱，所以一般現代客機都在翼尖前部有前緣縫翼等增升裝置；2、低速度情況下升力產生較小，理由是空氣的速度在其法向分量小。

未來發展方向

對於採用後掠機翼的超聲速飛機，高速和低速性能要求相互矛盾。大後掠角雖然可以降低激波阻力，有利於跨聲速和超聲速飛行，但是也帶來誘導阻力大、低速特性差的問題。只有變幾何形狀機翼的飛機布局，其後掠角在飛行中可以控制，能滿足對現代超聲速多狀態飛機的一系列相互矛盾的要求。

可變後掠翼（或變後掠翼）是指在飛行過程中機翼後掠角可以隨飛機飛行高度、速度變化而改變的機翼。變後掠翼飛機最大的優點在於飛行中可以通過改變機翼後掠角來改進飛機升力、阻力特性，使飛機飛行性能在高速、低速都能得到最佳化。