梯形翼

梯形翼是機翼的平面形狀為梯形的一種機翼。

梯形翼不靠後掠角減阻，所以機翼前緣的後掠角可以較小，在性質上更加接近同樣翼展下的平直翼，升力較好。不過梯形翼的翼展受到限制，所以最後結果並不一定優於大後掠翼或者三角翼。

和三角翼相比，梯形翼的使用比較少，但還是有一些忠實的信徒，尤其是諾斯羅普，F-5 和F-18 都是梯形翼。洛克希德的F-104 也是梯形翼，但 F-22 已經超出傳統梯形翼，而是介於梯形翼和三角翼之間了。

基本介紹

• 中文名：梯形翼
• 外文名： trapezoidal wing
• 套用學科：航空科技（一級學科）
• 定義：機翼為梯形
• 適用範圍：低速飛機
• 套用情況：F-5、F-18和F-104

簡介

超聲速飛行時，機翼只要“躲”在激波錐的鋒面之後，就可以避免產生激波阻力。也就是說，翼展較短的機翼也同樣可以達到降阻的作用。為了儘量增加翼面積以保證提供足夠的升力，機翼的弦長可以增加，甚至把平直的後緣前掠，形成粗短的梯形翼。後掠翼靠後掠角減阻，但大後掠角帶來較大的展向分量，造成升力損失，尤其在低速的時候，大後掠角使很大一部分迎面氣流都“溜肩”損失掉了，造成低速時升力不足的問題，所以大後掠翼飛機的起飛、著陸速度一般比較高，機動性不夠好。
三角翼也有同樣的問題。相比之下，梯形翼不靠後掠角減阻，所以機翼前緣的後掠角可以較小，在性質上更加接近同樣翼展下的平直翼，升力較好。不過梯形翼的翼展受到限制，所以最後結果並不一定優於大後掠翼或者三角翼。

和三角翼相比，梯形翼的使用比較少，但還是有一些忠實的信徒，尤其是諾斯羅普，F-5 和F-18 都是梯形翼。洛克希德的F-104 也是梯形翼，但 F-22 已經超出傳統梯形翼，而是介於梯形翼和三角翼之間了。

機翼

機翼是飛機的重要部件之一，安裝在機身上。其最主要作用是產生升力，同時也可以在機翼內部置彈藥倉和油箱，在飛行中可以收藏起落架。另外，在機翼上還安裝有改善起飛和著陸性能的襟翼和用於飛機橫向操縱的副翼，有的還在機翼前緣裝有縫翼等增加升力的裝置。

飛機上用來產生升力的主要部件。一般分為左右兩個翼面對稱地布置在機身兩邊。機翼的一些部位主要是前緣和後緣可以活動。駕駛員操縱這些部分可以改變機翼的形狀控制機翼升力或阻力的分布以達到增加升力或改變飛機姿態的目的。機翼上常用的活動翼面有各種前後緣增升裝置、副翼、擾流片、減速板、升降副翼等。機翼內部經常用來放置燃油。在機翼厚度允許的情況下飛機主起落架也經常是全部或部分地收在機翼內。此外許多飛機的發動機或是直接固定在機翼上或是吊掛在機翼下面。

機翼產生升力的原理可通過牛頓第三定律和伯努利定律來解釋。當平行於翼弦方向的氣流（在此將其視為不可壓流）流經機翼時，由於機翼的阻礙導致流管截面變小，而導致機翼上下表面的空氣流速均增加。但由於機翼上表面的彎度大於下表面彎度，根據伯努利定律可知上表面氣流的流速整體上要高於下表面氣流速度，也就是說氣流作用在機翼上表面的靜壓整體上小於作用在下表面上的靜壓。由於上下表面壓差的存在，使得機翼最終受到向上的合力，亦即升力。

當然隨著機翼相對氣流迎角的變化，翼型周圍的空氣流場也會發生明顯變化。當機翼攻角增大時，由於翼型對氣流的阻礙作用致使氣流下洗，使得前緣附近氣流駐點相對於前緣位置下移，從而導致更為明顯的升力效應。而當機翼攻角減小甚至為負值時，翼型彎度的作用將被削弱，即升力減小直至產生負升力。

機翼分類

機翼的幾何特性包括機翼的平面形狀和前視形狀。所謂機翼的平面形狀，是指從飛機頂上看下來機翼在平面上的投影形狀。按照平面形狀的不同，機翼可分為:矩形機翼、橢圓形機翼、梯形機翼、後(前)掠機翼和三角形機翼等，如圖所示;前3種形狀主要用於低速飛機，而後2種形狀則主要用於高速飛機。

套用

F-5

F-5起源於諾斯羅普公司於1955年展示的N-156設計方案，設計目標是一種低成本、維護簡單的戰鬥機。美國陸軍曾對這型飛機的對地支援功能有興趣，可是開發固定翼飛機是美國空軍的責任，他們不願意也不同意讓陸軍在對地支援中使用固定翼作戰飛機。而美國空軍自己也看不上這款“簡陋”的飛機。儘管從未成為美軍第一線戰機，但是F-5卻在美國眾多盟友中得到廣泛使用。當甘迺迪政府提出“軍事支援計畫”後，美國需要一種低成本戰鬥機銷售給開發中國家。其中N-156F在眾多競爭者中最被看好，後來成為整個系列中的第一型——F-5A戰機。F-5A的第一份生產契約在1964年簽訂，而第一筆海外訂購契約由挪威在1964年2月簽署。到1972年生產結束為止，總共生產了636架F-5A/B，包括200架雙座F-5B。這些F-5B主要是擔負作戰訓練用，拆除機頭的M39航炮，但仍保有一般作戰能力。

F-5系列戰鬥機種最主要的改進型便是F-5E/F，其中F-5E是單座戰鬥機，F-5F則是雙座戰鬥教練機。這是一種空戰增強型，機身加長，翼展增大，機翼邊條也增大，最大飛行速度從A/B型的1.4馬赫提高到1.6馬赫。F-5E/F機翼幾何形狀為梯形，根梢比較大，前緣後掠角為24度。F-5E/F飛機在美國的“二流盟友”中得到了廣泛使用。

整個F5系列（包含YF-17），諾斯羅普的設計思想都在於：採用大展弦比（以超聲速戰鬥機的標準來說）、較小前緣後掠角度的梯形機翼（實際上屬於平直翼類別）設計，獲得很高的亞聲速升力效率；同時採用較小的機翼面積設計，以減輕結構重量，壓縮機翼的翼展和在空氣中的浸潤面積，減小高速、高機動狀態下的阻力。

F-104

F-104星式戰鬥機（F-104 Starfighter）是美國洛克希德公司製造的，其設計一反當時美國空軍朝向更大更重的趨勢，強調重量輕與簡單，被認為是韓戰經驗的總結作品，是世界上第一架擁有兩倍音速速度的戰機，並在1960年代長期保持升速、航高（10萬英尺）的紀錄。也外銷到許多國家，並且成為北約會員國的主要戰術核子武器投射力量。有“寡婦製造機”、“人肉飛彈”等綽號。

F-104採用正常布局，單發單座，兩側半圓帶調節錐進氣道，機翼為帶大下反角的小展弦比梯形翼，高平尾布局（亦稱T形尾翼布局）。為了減低超音速阻力，機翼的相對厚度很小，只有3.36%（後期機種增厚）。在美國電影“星戰F-104”（原文THE STARFIGHTERS）中，則有以F-104機翼切割紙張之畫面。為了使機翼輕簿而具備足夠的結構強度，整個機翼是由實心鋼板銑削而成的。為了減小跨音速阻力，其機身細長，並具備符合跨音速面積率的蜂腰設計。為了抑制飛機在俯仰軸和航向軸產生耦合動作（荷蘭滾）的趨勢，機翼採用了高達10度的下反角以提升其滾轉穩定性。