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 天高任鸟飞:航空航天卷
1.3.2.16 三角翼

三角翼

20世纪50年代后期,为了让飞机飞得更高更快,人们把后掠机翼的前缘和平直机翼的后缘结合起来,设计制作出了三角翼。

三角翼指平面形状呈三角形的机翼(图14)。三角翼的特点是后掠角大、结构简单、展弦比小,适合于超音速飞行。

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图14 三角翼“阵风”战斗机

三角翼造型给作战飞机带来两种重要气动品质。在超音速飞行中,机头形成的冲击波到达三角翼的大后掠前缘时,会使三角翼产生非常高的气动效率。在大攻角(攻角是指飞机的前进方向与机翼之间的夹角)飞行时,三角翼的前沿还能产生大量涡流,附着在上翼面,能提高升力。

虽然三角翼在高空超音速飞行时非常理想,但在低速机动时却成了累赘,会给飞机油耗和低速机动性带来不利影响。三角翼原来就是为高速的截击机和轰炸机设计的。随着三角翼概念的发展,产生出一种复合三角翼。这种外形是在主翼前加上大倾角的三角翼,以减少在低速时的劣势。

最常见的三角翼飞机是幻影战斗机。第一个采用三角翼设计的是亚历山大·里佩希,他从1918年起在德国齐伯林公司担任工程师,设计的动力三角翼于1931年首飞。

从世界军机的三大气动布局来看(三角形、大后掠角、带边条的小后掠角),真正最有潜力的就是三角形了。20世纪80年代初,世界各国在研究第四代战机时,又重新重视起三角翼的气动布局,并将其作为第四代战机的重要气动布局加以研究。事实上,在80年代提出的第四代战机的方案中,近耦鸭翼加三角翼气动布局就占总方案的59.3%,其他的占40.7%,加上三角形气动布局,已占据各种方案相当大的比例。从世界各国最终采用的方案来看,法国的“阵风”、欧洲的“台风”均采用近耦鸭翼加三角翼气动布局,由于不具有超音速巡航能力,被认定为3代半,美军对其的评价是已超过F-15。俄罗斯的米格-1.44也是近耦鸭翼加三角翼气动布局,S-37均采用了前掠式鸭翼气动布局。美国的F-22则是三角翼气动布局(参选方案也有鸭式三角布局,可能考虑隐身效果而未采用)。

美国在研究第四代战机F-22时也放弃了传统的F-15、F-16的带边条的小后掠翼气动布局,改用三角形气动布局。