就像《星際爭霸》裏的鳳凰這樣。


機翼不僅可以這樣裝,還有不少試驗機型號。這叫前掠翼,和後掠翼相對。但絕不是把機翼前後倒過來裝。

前掠翼最有名的型號應該是俄羅斯蘇霍伊的Su-47金雕了,也只是個試驗機並無量產計劃,北約代號「小木桶」。

後掠翼

氣流通過機翼,形成上下壓力差產生升力。而一部分氣流在通過機翼時是被加速的。

當飛機越來越快,即使在亞音速飛行中,這部分被加速的氣流會率先達到音速,形成一塊局部超音速區。這樣飛行阻力會驟增。

而機翼後掠,迎著機翼氣動幾何面的氣流則為飛行速度的cos後掠角,直接就降低了。可以進一步提高飛行速度,推遲局部超音速區的出現。

不同於平直翼,因為機翼後掠,氣流還有了一個橫向的分量,從機翼內側向外側跑,也就是展流。

這個展流特別討厭,會擾動正常的氣流,導致更容易失速。

控制飛機滾轉的副翼通常是在機翼最外側(因為靠外滾轉扭矩比較大,力臂長嘛),而越靠外,展流越嚴重。這造成了翼尖比翼根更容易失速,飛機整體失速之前先失控,這哪行啊!

原始噴氣的機翼上會裝翼刀,簡單粗暴地把展流攔住強行摁回去,不僅提高了結構重量還增加了飛行阻力,新飛機是看不到這個設計了。

有的飛機在機翼中間前緣裝個鉤子狀結構,也可以改善展流。

鴨翼拉出的有益渦流也可以改善展流。

兩階後掠,臺階那個地方也可以產生有益渦流,把展流往回拽。

前掠翼

不同於後掠翼,因為在前掠情況下翼尖比翼根靠前,幾乎不受展流影響。而翼根處因為有機身擋著展流,也受到了抑制。這麼從空氣動力學上看來前掠翼比後掠翼方案更優啊!

但是因為前掠翼結構在機動時會產生巨大應力,翼尖還會產生致命的震顫,而到現在還沒有合理的優化方案來解決,所以沒有任何量產機型應用。

《星際爭霸》神族的科技,應該完全可以量產這種戰機了吧。不過最帥的前掠翼戰機還是電影《絕密飛行》裏虛構的諾斯羅普格魯曼F/A-37Talon,可變前掠翼加鴨翼,全收起狀態則佈局轉為後掠翼。


關於更多更準確的乾貨,請移步至 @盧西 的回答

給題主補圖


這種機翼稱為前掠翼

後掠和前掠同一目的就是解決跨音速/超音速飛行問題,都可以延緩激波產生。

飛機的理想升力結構是這樣的:中間最大,然後沿機翼兩端逐漸減小,在翼尖處最好以急劇變化為0。但沒有飛機能在翼尖處的升力達到理想情況,這會產生翼尖渦流,引發阻力,加大燃料消耗。若想做到邊緣零升力,那麼翼展只能做到無限長。但是客機按翼展分級別,艦載機機翼摺疊好塞滿航母,要麼優化翼尖,要麼力大磚飛。

(波音777X:國際機場限制翼展跟我用摺疊翼尖有什麼關係?)

後掠翼的麻煩就在於會有氣流匯聚於翼尖

wdnmd wiki保存的圖都不知道在哪,這是NASA的圖

氣流匯聚於翼尖,離理想升力結構又遠了一步,而且導致高攻角下翼根率先失速,不僅損失總體升力,還機動時加大控制難度。而前掠翼正好是後掠翼的反面。

如此巧妙的翼型至今之所以沒有大規模應用在高速飛行器,是材料選擇上遇到了難題。為了適應常規高速飛行,往往採用刀片般的薄翼型。這種翼型天生的缺陷是不耐彎曲。前掠翼在工作時所需要承受的扭矩等力學作用遠超後掠翼,但能大規模生產且足夠高強度的材料的空缺阻礙了前掠翼的應用。毛子的su-47金雕採用複合材料解決了這一問題,但那個年代,複合材料在飛行器上的應用有多少?今天就787,350這兩類新型飛機用了多少複合材料,前掠翼的普及還會遠嗎?

當然前掠翼沒有廣泛應用還有跨音速/超音速飛行時需要遵循的面積律,飛行器的配平等一系列問題,但本人以為最重要的是擔心大眾認為這飛機「什麼鬼?真難看」

嗯?

各種虛擬和現實中的前掠翼

su-47在皇牌空戰7(空中無雙)

皇牌空戰官方概念機最新版本X-02S,哈,就算你是米老頭,開著官方最頂級的有人戰鬥機,拿著脈衝電磁炮,還不是一樣被我打爆。喂有QAAM真可待塞啊?sorry,有QAAM真海帶塞

同樣是ac7裏的無人機,偽米老頭作戰風格

現實中氣突蘇的X-29驗證機


我不瞭解星際爭霸裏的是個什麼具體樣子

現在飛機基本都是後掠翼,要是前後顛倒那就是前掠翼了,當然有這種飛機,請參考毛子的蘇47,能飛的。


亞音速是爸爸,超音速是弟弟


當然可以。

事實上,在咱們這個次元,早在二戰時期就已經有前掠翼飛機了。

1943年1月,美、英聯軍開始對德國本土進行轟炸。聯軍大量的P-51及加裝副油箱的P-47戰鬥機用於為轟炸機護航,德國戰鬥機損失率驟然大增。

在東線,1943年下半年庫爾斯克戰役結束後,德國空軍也喪失了制空權,遺留有20%的戰鬥機應付戰局,加上蘇聯空軍大量裝備拉-5和雅克-9戰鬥機,德空軍很難對蘇聯境內實施戰略轟炸。

在這種背景下,希特勒就提出要研製一種"能超越盟軍任何一種戰鬥機"的轟炸機,Ju-287就這樣橫空出世。

Ju-287,是不是有點鳳凰的雛形了

對飛機來說,機翼一般有三種典型設計,分別是平直翼、前掠翼、後掠翼,其餘諸如飛翼、三角翼、變後掠翼都可以看做是這三種機翼的變體。

在這三種典型機翼中,平直翼具有較大的升力係數、升阻比和氣動效率。但飛機在高速飛行時機翼上容易出現激波,引起氣流分離,使飛機的阻力急劇增加,且變得難以駕馭,就象出現了一道無形的障礙,即所謂「音障」。對於平直翼飛機來說,垂直於機翼前線的氣流速度等於來流速度(或飛行速度),飛機的飛行速度接近音速時肯定產生激波, 使飛機阻力劇增,而無法突破這一障礙。

而斜掠翼的來流速度可分為沿機翼展向和絃向兩個速度分量,與平直翼相比,斜掠翼沿弦向的速度減小,可以推遲激波的產生,增大飛行速度。不同於後掠翼的是,前掠翼展向的氣流是由翼尖流向翼根方向的,因此在飛行迎角較大時,氣流在翼尖部分不易發生分離,這可以明顯改善前掠翼飛機舵面(舵面一般在翼尖處,增大力臂)的操縱效率,提高飛機的機動性和操縱性。

左圖為前掠翼流線圖,右圖為後掠翼流線圖,迎角均為12°,可以看到,前掠翼氣流分離發生在翼根處,後掠翼發生在翼尖處。由於副翼等操縱面一般在翼尖處,顯然前掠翼在大迎角、高速條件下操縱性更好

Ju-287在最初設計時採用的是後掠翼,但由於後掠翼飛機在低速飛行時的穩定性較差會影響投彈精度,經過綜合考慮,設計師最終選擇了前掠翼。令人慶幸的是,希特勒並沒有等到「超神」轟炸機的出現就戰敗自殺了。

德軍戰敗後,蘇軍在漢斯·沃克小組的配合之下,在德國本土完成了V2的裝配工作,後又製造了V3型轟炸機,並於1945年夏進行了試飛。據稱,Ju-287在5000米高度的最大速度能夠達到864千米/小時,比前文提到的P51-D高出了161千米/小時;爬升率也達到6000米/10分鐘,似乎是一款性能優異的轟炸機。

那為什麼後來著名的轟炸機都是後掠翼佈局呢?Ju-287為什麼失敗呢?

原來,前掠翼佈局存在一個致命缺陷,那就是機翼的抗扭轉能力較差。通過上圖可以看出,在氣流作用下,氣動力產生的扭矩使得前掠翼有效迎角增加,而增加的迎角將帶來更大的扭矩,以至於機翼在飛行過程中會產生較大的扭轉變形,這就會對飛機的氣動特性和舵面操縱效率造成較大的影響,嚴重時甚至會導致機翼的扭轉發散,出現飛行事故而威脅到飛行安全。

左圖為前掠翼,右圖為後掠翼,可以看出,在相同速度和迎角條件下,前掠翼的變形量要遠遠大於後掠翼。

20世紀70年代,有學者提出可以通過使用複合材料來抑制前掠翼的氣彈發散,複合材料結構輕、強度大,具有一定的抗剪裁能力,在前掠機翼上使用複合材料,可以較好的對前掠翼的氣彈發散進行抑制,同時減輕前掠翼的結構重量。複合材料的出現和運用再一次使得前掠翼佈局的應用成為可能,這期間國外最著名兩款飛機分別是美國的X-29A和俄羅斯的S-37前掠翼佈局驗證機。

X-29A前掠翼佈局驗證機

X-29A前掠翼佈局驗證機由格魯曼公司研製生產,在1984年成功進行了首飛。同時,藉助於X-29A平臺,還進行了變撓度系統、數字式電傳飛控系統、薄超臨界翼型等新技術的研究。X-29A的試飛研究分為兩個階段,第一階段對前掠翼佈局的一般性能特點進行了測試;第二個階段是進行大迎角飛行試驗。研究發現,X-29A具有較為優異的飛行品質和良好的滾轉操縱性能。

S-37,更為人熟知的名字是金雕,是不是有點鳳凰的感覺了。

S-37是蘇霍伊公司提出的一種下一代戰鬥機的前掠翼佈局方案。該機完成了大量的飛行試驗,試驗結果基本與設計數據吻合,相對於蘇-27,S-37具有更遠的航程和更加優異的機動性,起飛和著陸的滑跑距離也相對較短,對於常規的後掠翼戰鬥機來說,S-37具有其獨特的優勢。

由於前掠翼佈局獨特的氣動優勢,我國的學者也對前掠翼技術進行了深入的的研究。甚至在2008年11月,國產新型「戰鷹」前掠翼無人攻擊機概念模型已經亮相珠海航展。

「戰鷹」前掠翼無人攻擊機概念模型

但出於種種原因,上述幾種機型並沒有量產,或許是因為材料的問題仍然存在瓶頸,也可能是現階段前掠翼的優勢不足抵消劣勢,畢竟在減重是王道的情況下,增加機翼強度肯定要付出增重的代價。

答完題我又仔細看了一下,鳳凰這種機型在現實生活中應該是比較失敗的。

機頭兩側的菱形我大致可以理解成鴨翼?不過機翼前緣這個裝飾可能只是為了酷炫了。事實上,不論是前掠翼、後掠翼還是平直翼,翼型剖面一般都是流線型的。

平滑的過渡可以保證附面層的穩定,從而提高升阻比,如果在前緣加裝奇形怪狀的裝飾物,會導致氣流在流過機翼前就分離,影響飛行的穩定性,就像機翼結冰一樣。

當然,也可能神族的科技已經牛逼到一定程度,可以造出大推力發動機,就如同我們教授曾經說過一句話:「只要推重比足夠大,就是把飛機造成個磚頭,想飛出超音速巡航也是輕輕鬆鬆。」


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