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為什么現(xiàn)在空軍強(qiáng)國們都不發(fā)展可變后掠翼的飛機(jī)了?

作者:Anita 發(fā)布時(shí)間: 2022-05-23 23:07:40

簡介:】可變后掠翼代價(jià)太大,邊條翼技術(shù)性價(jià)比更高可變后掠翼大法,通過調(diào)整起飛機(jī)機(jī)翼后掠角,從而在不同速度、空氣密度下調(diào)整機(jī)翼升力系數(shù)和誘導(dǎo)阻力,可以獲得更好的升阻比。相比于傳統(tǒng)

可變后掠翼代價(jià)太大,邊條翼技術(shù)性價(jià)比更高可變后掠翼大法,通過調(diào)整起飛機(jī)機(jī)翼后掠角,從而在不同速度、空氣密度下調(diào)整機(jī)翼升力系數(shù)和誘導(dǎo)阻力,可以獲得更好的升阻比。相比于傳統(tǒng)固定翼飛機(jī),可變后掠翼戰(zhàn)機(jī)最大優(yōu)勢在于可以同時(shí)兼顧低速區(qū)和超音速區(qū)域的性能。

當(dāng)飛機(jī)亞音速低速飛行時(shí),減少后掠角,機(jī)翼平直可以提高機(jī)翼升力系數(shù),獲得更好升阻比。這樣可以在低速飛行,譬如起降階段獲得更好飛行性能,在巡航時(shí)候也可以獲得更好的經(jīng)濟(jì)性,省油擴(kuò)大航程。

而當(dāng)飛機(jī)進(jìn)行超音速飛行時(shí),增加后掠角,從而減少超音速的誘導(dǎo)阻力,獲得更好的超音速性能。因而這種設(shè)計(jì)方案在60~70年代非常流行,特別是對(duì)地攻擊為主的攻擊機(jī)和轟炸機(jī)來說,低速省油增加航程,高速?zèng)_刺突防就是最看重的兩項(xiàng)指標(biāo),所以選擇可變后掠翼簡直是完美。

同時(shí)艦載機(jī)對(duì)于起降性能要求非??量?,所以對(duì)于大型艦載機(jī)來說,可變后掠翼可以顯著改善低速性能。所以直到美國海軍的F-22N計(jì)劃,也是選擇可變后掠翼方案,來同時(shí)兼顧低速起降,和高速的超音速巡航兩個(gè)方面。

但是可變后掠翼的代價(jià)太大了,一方面是變后掠翼結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、維護(hù)困難。以F-14A 雄貓戰(zhàn)斗機(jī)為例,平均每個(gè)飛行小時(shí)所需要的保養(yǎng)時(shí)間高達(dá)31.3小時(shí),可變后掠翼翼盒中的那一套復(fù)雜的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)于航母地勤來說簡直是噩夢(mèng)。維護(hù)性能差、維護(hù)費(fèi)用高,使得蘇聯(lián)解體后,雄貓退出航母甲板的罪魁禍?zhǔn)?/p>

另一方面,可變后掠翼對(duì)于飛機(jī)設(shè)計(jì)上的限制也相當(dāng)大。比如可變后掠翼機(jī)翼不能安排副油箱,武器掛架要使用特殊的旋轉(zhuǎn)掛架;對(duì)于翼身融合方面制造相當(dāng)大的障礙;同時(shí)對(duì)于氣動(dòng)和機(jī)身重心變化影響較大,對(duì)于靜不穩(wěn)定設(shè)計(jì)飛機(jī)來說,設(shè)計(jì)可變后掠翼難度相當(dāng)大。所以逐漸,可變后掠翼越來越成為一把雙刃劍,代價(jià)太大,對(duì)自身的限制和約束同樣非常大。

特別是隨著氣動(dòng)研究發(fā)展,在航空設(shè)計(jì)上邊條翼的出現(xiàn),可以較好的替代可變后掠翼的功能。邊條翼通過在機(jī)翼根部前緣處,加裝一后掠角很大的細(xì)長翼形成的復(fù)合機(jī)翼。在高速超音速飛行時(shí),后掠角極大的邊條翼同樣可以起到降低部分誘導(dǎo)阻力作用,而主機(jī)翼只需要做好主要飛行區(qū)域設(shè)計(jì)就可以。就這樣邊條翼與主機(jī)翼形成兩種不同后掠角,同樣可以產(chǎn)生兼顧低速和高速區(qū)域性能的作用,雖然其調(diào)整能力遠(yuǎn)不如可變后掠翼,但是付出的重量代價(jià)也非常小。邊條翼最顯著的應(yīng)用者大黃蜂,從某種意義上將也是“大黃蜂”代表的邊條翼,終結(jié)了“雄貓”代表的可變后掠翼

再加上邊條翼對(duì)于飛機(jī)飛行性能改善還有多個(gè)方面。設(shè)計(jì)成機(jī)身邊條的形式,增加翼身融合度,降低飛行阻力。邊條翼分割機(jī)身前部氣流,增加機(jī)身前部壓力,提高飛行穩(wěn)定性。不僅如此,邊條翼可以拉出強(qiáng)勁的邊條渦流,利用渦升力,增強(qiáng)低速和大仰角的升力能力。兩者進(jìn)行此消彼長,在進(jìn)入80年代三代機(jī)時(shí)期,邊條翼迅速流行,可變后掠翼在戰(zhàn)斗機(jī)和戰(zhàn)斗轟炸機(jī)領(lǐng)域迅速退出。

三代機(jī)中的兩大標(biāo)桿和經(jīng)典,F(xiàn)-16和蘇-27都是采用機(jī)身邊條翼的設(shè)計(jì)布局

在最后的轟炸機(jī)領(lǐng)域,又隨著B-2轟炸機(jī)的出現(xiàn),飛翼機(jī)構(gòu)型也成為主流,飛翼構(gòu)型本身亞音速升阻比最高,整個(gè)飛機(jī)就是個(gè)升力體。而隱身突防理念代替超音速高速突防,突防威力和效果更加可怕,本身研究轟炸機(jī)的沒幾個(gè),當(dāng)他們把注意也開始放到隱身轟炸機(jī)時(shí),可變后掠翼最后的舞臺(tái)也就失去了。

我是薩沙,我來回答。

因?yàn)榭勺兒舐右硪呀?jīng)過時(shí)!

可變后掠翼早在二戰(zhàn)時(shí)期就有研究,但沒有成功。

美國研究德國的試驗(yàn)品Me P.1101戰(zhàn)斗機(jī),認(rèn)為可變后掠翼很有研究的價(jià)值。

當(dāng)時(shí)戰(zhàn)斗機(jī)無非是兩種,高空高速戰(zhàn)斗機(jī)、高效亞音速戰(zhàn)斗機(jī)。

這兩種戰(zhàn)機(jī)的設(shè)計(jì)有很大區(qū)別,以當(dāng)時(shí)技術(shù)是無法兼顧兩者的性能。

而可變后掠翼的跨音速和超音速性能較好。

采用機(jī)翼后掠,可以增大飛機(jī)的臨界馬赫數(shù),并降低飛機(jī)的激波阻力,提升飛行速度。

由此,可變后掠翼兼顧了飛機(jī)在低速和高速下的飛行性能,相當(dāng)完美。

世界上第一種變后掠翼戰(zhàn)斗機(jī)F-111,由美國通用動(dòng)力公司在1965年研發(fā)。

至于米格23、F14“雄貓”、狂風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)都是典型的變后掠翼戰(zhàn)斗機(jī)。

在上世紀(jì)六七十年代,可變后掠翼是先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)的代名詞。

然而,兩件事宣布了可變后掠翼的死刑。

第一,可變后掠翼結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,重量太大。

可變后掠翼的結(jié)構(gòu)和操縱系統(tǒng)復(fù)雜,故障率是相當(dāng)高的。

大家注意伊朗的F14,自己摔掉了不少,還有一些因維護(hù)技術(shù)不夠、零件不足而報(bào)廢。

另外,可變后掠翼的特殊設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的重量非常大,導(dǎo)致飛機(jī)性能有明顯下降。

這是無法改變的缺陷。

第二,新技術(shù)的發(fā)展。

1960年以后,隨著現(xiàn)代空氣動(dòng)力學(xué)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,很多新技術(shù)涌現(xiàn)出來。如采用幾何可變機(jī)翼(翼面擾流板、前緣機(jī)動(dòng)襟翼等)、升力機(jī)身、邊條等技術(shù),可以有效解決飛機(jī)兼顧高低速飛行和控制的問題。

這些技術(shù)有可變后掠翼的優(yōu)勢,沒有它的缺點(diǎn)。

時(shí)至今日,沒有國家還是用這種設(shè)計(jì)了。

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