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回到未來:飛機(jī)篇(之二)

 天梯 2009-07-31

回到未來:飛機(jī)篇(之二)



基于大家好像都對(duì)飛機(jī)特別感興趣,再追加趴兔吧 XD,。人類總是在幻想未來,,幻想十年后的世界,五十年后的世界,,一百年后的世界,。這些「遠(yuǎn)見」后來實(shí)現(xiàn)了嗎?我們現(xiàn)在的世界,,和五十年前的人想象的「五十 年后的世界」有哪些相同,,哪些不同?回到未來系列帶大家回到過去,,看到這些當(dāng)時(shí)人們心目中的「未來」是什么樣子,。

第二篇是當(dāng)初寫第一篇時(shí),因?yàn)槠P(guān)系舍棄掉的東西,,大部份都數(shù)據(jù)不是很全,,或是因?yàn)楦鞣N原因被放棄的東西:

前掠翼飛機(jī)

一 般我們看到的飛機(jī),翼尖的位置都比翼根要靠后,,也就是說機(jī)翼是向后掃的,。這種構(gòu)型稱為「后掠翼」,因?yàn)槠錅p少阻力的特性,,是今日非超音速噴射機(jī)的通用構(gòu) 型,。相較之下,,前掠翼不僅能保留后掠翼減少阻力的特性,而且還能增加上機(jī)的靈活度,,為什么現(xiàn)代的戰(zhàn)機(jī)沒有使用前掠翼設(shè)計(jì)的呢,?

這個(gè)理由有兩點(diǎn):首先,前掠翼飛機(jī)越靠近翼尖升力越大(后掠翼飛機(jī)則是靠近翼根),,因此翼尖會(huì)受到極大的扭力將翼尖抬起,。在早期的嘗試中(上圖是二戰(zhàn)時(shí)期的容克 Junkers Ju-287 轟炸機(jī)) 前掠的角度并不大,而且轟炸機(jī)的機(jī)翼本來就是又厚又結(jié)實(shí),,所以能頂?shù)弥砑馑艿降念~外壓力,。其次是前掠翼飛機(jī)在空氣動(dòng)力上是非常不穩(wěn)定的,因?yàn)榱鬟^機(jī)翼 的氣流方向是由翼尖流向機(jī)身,,而不是像后掠翼那樣由翼根流向翼尖,,前掠翼沒有后掠翼那種自動(dòng)的橫向穩(wěn)定效果。因此一直到計(jì)算機(jī)時(shí)代來臨前,,前掠翼一直是個(gè) 很雞肋的存在 -- 放在大型飛機(jī)上意義不大,,因?yàn)轶w現(xiàn)不出前掠翼增加機(jī)動(dòng)力的特性,而且還會(huì)增加不必要的機(jī)翼重量,;放在小型飛機(jī)上飛機(jī)會(huì)太過于不穩(wěn)定,,而且當(dāng)時(shí)的材料皆無法 應(yīng)付翼尖的扭力。


一直到上一世紀(jì) 70 年代以后,,復(fù)合材料和線傳飛控的出現(xiàn),,才讓前掠翼戰(zhàn)機(jī)成為可能。美國(guó)在這方面率先試足,,于 1984 年試飛了格魯曼公司生產(chǎn)的 X-29,,在 1984 年到 1991 年間進(jìn)行了大量的測(cè)試,證明了前掠翼的設(shè)計(jì)確實(shí)能產(chǎn)生一架性能極為優(yōu)異的飛機(jī),,然而當(dāng)時(shí)的空戰(zhàn)的主流已經(jīng)從纏斗轉(zhuǎn)變?yōu)橹谐炭諏?duì)空飛彈對(duì)射,,因此優(yōu)異性能的重要性比不上匿蹤、載彈量等特性,,X-29 計(jì)劃最終沒能產(chǎn)生一架前掠翼戰(zhàn)機(jī),。


老美不玩了,不代表蘇聯(lián)沒興趣,。Sukhoi 的 Su-47 是在 1997 年推出的先進(jìn)前掠翼試驗(yàn)機(jī),,而且是認(rèn)真的有意投入生產(chǎn)的機(jī)型。由于目前 Sukhoi 是俄羅斯五代戰(zhàn)機(jī) PAK FA 的計(jì)劃領(lǐng)導(dǎo)廠商,,說不定 PAK FA 是前掠翼的也說不定呢,?

斜翼機(jī)



覺得前掠翼機(jī)夠厲害了嗎?還有一種叫「斜翼機(jī)」的東西更詭異!上圖的梅塞施密特 Me P1109 最早期的例子之一(又是德國(guó)設(shè)計(jì)?。?,它的上下兩片機(jī)翼都可以和機(jī)身垂直的,「旋轉(zhuǎn)」成上圖這樣剪刀形的配置,,來減少飛行時(shí)的阻力,。這種旋轉(zhuǎn)機(jī)翼來減低阻 力的方式不光只是個(gè)戰(zhàn)時(shí)的夢(mèng)想而已。NASA 就在 1979 年到 1982 年間試飛了一架 AD-1



就是可以從機(jī)翼水平,,旋轉(zhuǎn)到 60 度的設(shè)計(jì),。做為實(shí)驗(yàn)飛機(jī),AD-1 的目的是了解這種特殊機(jī)翼構(gòu)型的空氣動(dòng)力特性,,以及未來可能的應(yīng)用,,因此在 79 次試飛取得信息后,AD-1 就功成身退了,。AD-1 是 Burt Rutan 公司的設(shè)計(jì)之一喔,!



做為在低速和高速間轉(zhuǎn)換翼型的設(shè)計(jì),斜翼機(jī)的穩(wěn)定性遠(yuǎn)不如戰(zhàn)機(jī)中蠻常見的可變翼機(jī),,因此除了上圖的諾斯拉普格魯曼 Switchblade 之外,我沒有找到其它還在進(jìn)行中的可變翼機(jī)計(jì)劃,。

固定翼直升機(jī)



老實(shí)說我也不知道該怎么叫這種飛機(jī) XD,。簡(jiǎn)單來說,它起飛的時(shí)候是架直升機(jī),,但起飛后可以把旋翼鎖住變成「機(jī)翼」,,并且以噴射動(dòng)力飛行(也算是垂直起降飛機(jī)的一種吧)。上圖是 Sikorsky 的 S-72 X-Wing,,一架在 1983 年到 1988 年進(jìn)行測(cè)試的機(jī)型,。它的旋翼不像傳統(tǒng)的直升機(jī)那樣是由機(jī)械傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)的,而是將一部份的噴射氣流導(dǎo)引到旋翼尖噴出,,帶動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn),。



這種設(shè)計(jì)后來被認(rèn)為太復(fù)雜,在垂直起降機(jī)的用途上最終是 V-22 的設(shè)計(jì)勝出,。倒是 Boeing 后來又把這個(gè)概念拿出來用在 X-50 無人飛機(jī)上,,但最終 X-50 從來沒能從旋翼飛行轉(zhuǎn)為飛機(jī)模式。

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