原创机动能力强大!今天各国却为何不再研究“可变后掠翼”战斗机了?
时间:2020-02-03 14:24:23 热度:37.1℃ 作者:网络
上世纪70年代,人类在航空工业上迈出了最关键的一步,航空工业的发展进入了鼎盛时期。大量先进飞机的出现和设计构想的提出,为今天航空工业的发展起到了非常重要的作用。以至于今天我们所看到仍然在服役的先进飞机很多均出自这一时期,如F-14“雄猫”战斗机、F-16“战隼”战斗机、F/A-18“超级大黄蜂”舰载机、F-117“夜鹰”隐身战机以及苏联的苏-27“侧卫”战斗机和米格-25“狐蝠”高空高速截击机等等。这些战机要么服役这一时期,要么首飞这一时期,但到了40年后的今天这些战机不仅仅没有完全退役,还是很多国家的主力机型。
F-14“雄猫”战斗机
除了在那个时期首飞或者服役的战机以外,甚至今天很多先进先进飞机的设计构想也出自这一期。例如B-2“幽灵”隐身战略轰炸机和F-22“猛禽”隐身战机等等。
不过在上世纪70年代服役的飞机中,最早以F-14“雄猫”战机为代表,这种战机设计特殊,采用了“可变后掠翼”的设计,它的出现极大的改善了美国舰载机的作战能力。同时,大量新型技术的运用,使得F-14一时间成为了世界关注的焦点。在今天看来,F-14虽然不是第一款采用“可变后掠翼”设计的飞机,但它却是世界第一款也是唯一一款采用这种设计的舰载机。那么“可变后掠翼”飞机到底有什么突出的地方呢?
F-14“雄猫”战斗机三视图
说起“可变后掠翼”设计飞机的发展,最早以上世纪40年代德国研制的梅塞施密特P-1101型飞机为起点。当时德国为了在空中占据优势,设计了各种不走寻常路的战机,“可变后掠翼”设计的梅塞施密特P-1101型飞机就是其中之一。不过随着战争的推进,这些不走寻常路而设计的战机却没有为德国空军发挥什么决定性的作用二战就结束了。
梅塞施密特P-1101型飞机
德国战败后,战胜国美国、苏联和英国等国从德国手中获取了大量前“前所未有”的技术,为本国技术发展提供基础支持,其中“可变后掠翼”设计的技术也是其中之一。上世纪60年代,美国在吃透这种技术后,研制出了世界第一款实用型的F-111"土豚"多用途中距离战斗/攻击机。“可变后掠翼”技术在F-111上的成功运用,一时间成为了世界各国热衷研究的对象。后续接连诞生了米格-23“可变后掠翼气动布局”战斗机、F-14“雄猫”舰载机、狂风战斗机、B-1B和图-160战略轰炸机等等。
F-111"土豚"多用途中距离战斗/攻击机
不过到了今天,风靡一时的“可变后掠翼”技术,却渐渐退出了历史舞台。F-14、F-111和B-1B战略轰炸机之后,美国再也没有一款采用这种设计的战斗机。今天的俄罗斯也是如此,自米格-23之后,如今除了图-160在服役,也不再研制“可变后掠翼”飞机,其它国家也不再研制这种设计的飞机。
图-160战略轰炸机
那么“可变后掠翼”技术为何会渐渐退出历史舞台呢?
我们从优缺点和解决方案进行分析!
一、优点
“可变后掠翼”技术的优点非常明显,设计之初为了提高飞机的突防能力为考量。所以,这种飞机的突防能力极强,因为机翼可以变动,可呈角度偏转,使得飞机在飞行过程中降低飞机的激波阻力。以F-14和F/A-18为例,F-14的最大飞行速度可以达到2.38马赫,而F/A-18却只有1.8马赫。由此我们不难看出,F-14的突防能力明显优于F/A-18舰载机。再以图-160和B-1B战略轰炸机为例,起飞重量超过百吨的轰炸机,却能够实现超音速飞机,甚至比一般的战机还飞得快,这其中就得益于“可变后掠翼”技术的运用。
可变后掠翼示意图
二、缺点
有优点就有缺点,“可变后掠翼”技术的缺点也非常明显,甚至超过了优点,上面我们已经提到,采用这种设计的飞机机翼可以向后偏转,从而降低阻力,提高突防能力。但带来的问题却是维护成本高,结构复杂等严重的问题。设计上,可变后掠翼飞机的内翼段是固定的,外翼同内翼用铰链轴连接,通过液压助力器操纵外翼前后转动,以改变外翼段的后擦角和整个机翼的展弦比。这样的设计使得结构复杂,重量大幅度增加,操纵也非常麻烦,故障率也比较高,维护费用更是比同类飞机高得太多。更要命的是,这种设计的飞机会降低载荷,降低载弹量,破坏飞机的隐身能力。所以,这种飞机除了拥有强大的机动能力以外,并什么优势,反而缺点更加明显。
可变后掠翼结构
三、解决方案
为了解决“可变后掠翼”飞机的缺点,同时又使战机有强大的机动能力。如今的飞机普遍采用了双三角、鸭翼、跨音速面积率曲线、大边条设计和翼身融合等等技术的设计。使今天的战机拥有良好的作战性能,同时还避免了“可变后掠翼”技术带来的风险以及高昂的维护费用和设计费用,另外还不会破坏战机的隐身能力。
放弃可变后掠翼设计的F/A-18
所以,在我们看来,可变后掠翼设计的飞机虽然机动性能强大,但缺点更加明显,加上有了良好的解决方案。这些因素成为了这种技术逐渐退出历史舞台的原因,各国也不再继续在战斗机上研制这种技术。