變後掠翼

機翼後掠角在飛行中可以改變的機翼稱之為變後掠翼。

在飛機的設計工作中，有一個不易克服的矛盾：要想提高飛行馬赫數，必須選擇大後掠角、小展弦比的機翼，以降低飛機的激波阻力，但此類機翼在亞音速狀態時升力較小，誘導阻力較大，效率不高。從空氣動力學的角度講，要同時滿足飛機對超音速飛行、亞音速巡航和短矩起降的要求，最好是讓機翼變後掠，用不同的後掠角去適應不同的飛行狀態。對變後掠翼的研究，始於 40年代，但直到 60年代，才設計出實用的變後掠翼飛機。一般的變後掠翼的內翼段是固定的，外翼同內翼用鉸鏈軸連線，通過液壓助力器操縱外翼前後轉動，以改變外翼段的後擦角和整個機翼的展弦比。變後掠翼的缺點是，結構和操縱系統複雜，重量較大，不大適合輕型飛機使用。

基本介紹

• 中文名：變後掠翼
• 外文名：variable swept back wing
• 優點：低速和高速飛行獲得機翼前緣升力
• 缺點：大大的增加了製造和維護費用
• 主要機型：米格--23 F-14“雄貓”

設計原理

變後掠機翼是50年代以後開始出現的一項薪技術。它的基本設計思想是讓機翼前後轉動，以改變後掠角大小，使飛機同時兼顧高速和低速飛行的氣動要求，擴大飛行速度範圍。具體講，就是當飛機起飛、著陸或需要作低速飛行時，將機翼往前轉動，減小後掠角，以提高飛機的低速飛行性能，縮短起落滑跑距離；而當飛機需要作高速飛行時，將機翼往後轉動，增大後掠角，以減小飛行阻力，提高飛機的高速飛行性能。由此可見，變後掠翼技術可以解決超音速飛機的高低速矛盾，改善起飛、眷陸性能，這是好的一面。但是採用變後掠翼也會帶來新的問題，如改變後掠角時，飛機的重心位置和升力作用點也會改變，使得飛機不易操縱，此外，在結構上也需要付出代價。為了解決這些問題，目前所採取的措施是採用外翼部分轉動(內翼仍為固定翼)、設定燃油輸送系統和使用高強材料等。

優點

通過機翼後掠角變化，使飛機在低速和高速飛行中獲得理想的機翼前緣升力。

後掠翼雖然空阻小，但存在機翼前緣升力不足的缺點，而且後掠角越大，升力係數越低，使得飛機在起飛，著陸，空速限制等指標上都不理想.可變後掠翼在起飛，著陸和低速飛行時，使用較小的後掠角，使機翼前緣升力增加，機翼效率提高，而高亞音速和超音速飛行時使用大後掠角，提高飛機的加速性能和高速飛行能力。

缺點

變後掠翼飛機的主要缺點是：機翼轉動的機構複雜，重量大；活動外翼的載荷全部集中在樞軸上，而樞軸又必須靈活地轉動；固定翼內部必須留出足夠的空間容納縮進的外翼部分。固定翼與活動翼之間還需要有密封罩，以減小阻力；此外，還要有一套強有力的驅動裝置，在飛行中能快速地改變後掠角；如果活動外翼下有外掛物(副油箱、飛彈或炸彈)，還需要一套協調機構，使它們在機翼改變後掠角過程中始終保持順氣流方向。活動翼的操縱方式有人工和自動兩種。在人工操縱方式中，機翼可有小後掠、中後掠和大後掠三個位置，駕駛員可根據飛行狀態加以選擇。先進飛機更採用自動無級變後掠角裝置，其後掠角可隨飛行馬赫數和高度的變化，自動保持在最有利的狀態。

變後掠翼由於結構複雜引申出很多問題。為了支持機翼後掠角的可變，機翼必須由可變動機構組成。增加了機身重量，機翼懸掛點減少，負載減少，靈活度減少。增加了機構的複雜度與固件的數量，可靠性成幾何倍數的降低，同時生產複雜度和維護費用成幾何倍數的增加，從而造成付出多餘回報。而且就算犧牲如此多的方面也不能彌補其結構上的強度的降低。

如經典之作F-14。先是去掉了副翼，而後其關鍵部位必須使用不能常規焊接的鈦合金製造，為了其空氣動力學原理，甚至使用了類似氣囊的部件來補充機翼後緣缺失的部分，就算如此其重量還是大大的超過了同類戰機。從而大大的增加了製造和維護費用。對於一種常規性武器的批量生產這是很不利的。

不過，就算其有以上這些問題存在，無法掩蓋其機動性能上的強大優勢。

可變後掠翼飛機設計複雜，操縱也非常麻煩，故障率也比較高，最要命的是複雜的變翼機構限制了飛機的載荷，外型，隱身等一系列性能的提高。

而現代飛機設計通過採用雙三角設計，鴨翼，跨音速面積率曲線設計，大邊條設計，翼身融合技術等現代技術可以很好的彌補後掠翼的不足，使飛機獲得非常好的性能，而避免了變翼飛機的諸多不足，所以沒有必要採用變翼這種複雜的設計方式了。

發展沿革

世界上第一種變後掠翼戰鬥機F-111，是由美國通用動力公司於1965年研製成功的。亞音速和超音速飛機大部分採用大後掠角的機翼，這種機翼和平直機翼相比，更有利於高速飛行．但低速飛行性能不好，轉變半徑大，起飛和著陸滑跑距離比較長。於是，有人開始研究能在飛行時改變機翼的後掠翼角度的飛機，起降和低速飛行時呈平直機翼，在高速飛行時呈後掠翼或三角翼型，較好地解決飛機低速和高速飛行性能的矛盾。早在笫二次世界大戰期間，德國就已進行了這項研究。美國戰勝並占領德國後，在此基礎上於1948年開始變後掠翼飛機的技術試驗。F-111就運用了上述技術成果。此後，蘇聯的米格-23戰鬥機、美國的F-14戰鬥機和英國、聯邦德國、義大利聯合研製的“旋風”式戰鬥機也採用了變後掠翼技術。

實戰套用

1946年英國人最早開始研究變後掠翼，但是美國人後來者居上，於1964年底將第一架實用型變後掠翼飛機F-111送上了天。此後，變後掠翼開始在多用途戰鬥機和轟炸機中廣泛使用，出現了如前蘇聯的米格-23、圖-160，西歐的“狂風”和美國的F-14、B-1等變後掠翼飛機。

主要機型介紹

米格--23

米格（mig)--23戰鬥機是一種變後掠翼單座單發超音速戰鬥機，是70年代前蘇聯空軍用以取代米格--21的主要制空戰鬥機。該機兼有較強的對地攻擊能力。西方把它稱為“鞭撻者”。

米格——23

米格--23於1963年開始研製，1970年投入生產並裝備前蘇聯空軍，1973年開始大量生產，其後不久即出口外銷。到1986年停產時，生產總數已逾4000架。除前蘇聯外，使用該型飛機的國家還有保加利亞、捷克斯洛伐克、阿爾及利亞、埃及、伊拉克、敘利亞、衣索比亞、利比亞、越南、古巴、波蘭和印度等。

米格--23約有10種改型,技術、戰術性能逐漸改進。除機翼未?機身特別是機頭部分變化明顯，有的改型已成為專門用途的作戰飛機，如米格--23B是專門的對地攻擊型，編號也已經改為米格--27。

米格--23飛機是前蘇聯第一種重型戰鬥機，其外形脫離了米格戰鬥機機頭進氣的傳統樣式，改為兩側進氣，得以在機頭裝大直徑天線的火控雷達，實現了超視距攻擊。採用變後掠翼技術，改善了起降性能和增大了航程，同時減小了跨、超音速阻力。

米格--23突出的性能是平飛速度大，高空時達2.35倍音速，低空錶速達1350公里/小時，且水平加速性好，利於低空突防、高速攔截和攻擊後脫離。但該機的高空性能不突出，中低空機動性較差，如在5000米高度、0.9倍音速的最小盤旋半徑為2200米，比米格--21的還大，表明其近距格鬥能力較差，無法勝任其主力制空戰鬥機的使命，只適於中、低空高速攔截使用。而它的對地攻擊型由於武器掛載量較大，航程較遠，低空突防速度大、裝甲防護較好，倒不失為一種對地攻擊能力較強的戰鬥機。

米格--23裝有“高空雲雀”火控雷達、都卜勒導航系統、自動駕駛儀和儀表著陸設備，還有雷射測距、雷達告警等設備。對地攻擊型還可掛空地飛彈和戰術核武器。伊拉克空軍裝備了不少米格--23戰鬥機，但在海灣戰爭中無建樹，反而被多國部隊空軍在空中擊落9架。

F-14“雄貓”

F-14"雄貓"TOMCAT戰鬥機是根據美國海軍70年代到80年代艦隊防空和護航的要求；由格魯門公司研製的雙座超音速多用途艦載戰鬥機．它的主要作戰任務為：

F14 雄貓

⒈護航：在一定的空域奪取並保持制空權，驅逐敵戰鬥機，保護己方的攻擊力量．不帶副油箱的活動半徑為720-800公里，能在目標上空3050米高度用機炮和“麻雀’飛彈作戰2分鐘。

⒉艦隊防空：能在距艦隊160-320公里的空域巡邏2小時（帶副油箱和“不死鳥”飛彈)或從航空母艦甲板彈射起飛執行截擊任務．

⒊遮斷和近距支援：可載6500千克低阻炸彈和兩枚“響尾蛇”空-空飛彈執行遠距遮斷或近距空中支援作戰任務．掛6顆MkB2炸彈，攻擊1600公里以外的地面目標，能保持5分鐘的空戰能力。

狂風戰鬥機

英國、德國和義大利共同研製的雙座雙發可變翼戰鬥機，1969年3月開始研製，1974年8月首飛，1976年開始批量生產，1980年服役。有防空型（ADV）、對地攻擊型（IDS）、電子偵察型（ECR）三種型號，各型飛機共生產993架。對地攻擊型（IDS）裝有兩台R199-34R-MK103渦扇發動機，單台最大加力推力79.2千牛，推重比為7一級。機長16.72米，機高5.95米，翼展13.91米（最大）、8.6米（後掠），最大起飛重量27215公斤，最大速度2.2馬赫，作戰半徑1390公里。機載武器為2門27毫米機炮，7個外掛架，可掛4枚“空中閃光”半主動雷達制導中距空空飛彈以及2枚AIM-9L紅外空空飛彈，各種空地飛彈和炸彈，最大載彈量9000公斤。

狂風戰鬥機