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三角翼

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三角翼(英語:Delta wing)是飛機機翼平面形的其中一種,由於其形狀形似「Δ」的三角形而得名。三角翼構型普遍具有超音速飛行阻力小、結構強度高、穿音速時機翼重心向後移動量小的三大特點,因此被廣泛應用於以高速飛行為目的或用途的飛機,而隨着技術的不斷發展,三角翼也衍生出各種改型和形態。

歷史

第一種雙發三角翼飛機——F-102戰鬥機
第一種雙發三角翼飛機——F-102戰鬥機
採用鴨式前翼佈局的颱風戰鬥機
採用鴨式前翼佈局的颱風戰鬥機

關於三角翼的概念,最早可以依靠歷史文獻追溯至16世紀。1529年至1556年間,率先提出多節火箭概念的奧地利工程師康拉德·夏斯(Conrad Haas)在其一本講述火箭、煙火、武器技術的著作中,不但提及多節火箭的原理和液體燃料混合技術,更提出了採用三角形平面作為火箭穩定翼的構思。這份手稿於1961年在羅馬尼亞錫比烏公共檔案中首次被發現(Sibiu public records Varia II 374[1]。至17世紀,波蘭立陶宛聯邦的軍事工程師卡齊公尺日·西門諾維茲(Kazimierz Siemienowicz)也再次提出了類似的方案。

如同後掠翼,現代三角翼的發展也源於德國。德國著名空氣動力學家亞歷山大·李比希(Alexander Lippisch)至1920年代開始就致力於無尾三角翼的研究,並曾經與霍爾滕兄弟(Horten brothers)聯合研製無尾三角翼式滑翔機和飛機,僅1921年至1945年間就設計了84種非常規佈局設計和29種常規佈局設計,更提出在無尾三角翼飛機的機翼前面設置鴨式前翼,改善三角翼飛機的操縱性能。1930年代於德國滑翔機研究所(DFS)工作時曾經研究了一系列滑翔機及採用衝壓引擎的三角翼攔截機。在第二次世界大戰結束之前在梅塞施密特公司工作,期間設計了著名的火箭動力三角翼戰鬥機——Me 163

二戰之後,李比希轉往美國,在康維爾公司參與了XF-92三角翼研究機和第一架實用的三角翼戰鬥機——F-102的研製工作,在氣動力設計方面起了主要作用。三角翼作為當時一種新穎的設計,很快得到了各地飛機製造商的注意。法國的達索飛機自1950年代起開發出「幻影」(Mirage)系列三角翼戰鬥機。而英國也從德國和美國方面取得了李比希的研究成果作為參考,開發了標槍式戰鬥機(Gloster Javelin)和火神式轟炸機(Avro Vulcan)。標槍式戰鬥機為了改善三角翼飛機在低空低速飛行的穩定性和操縱性,故增加了水平尾翼,同時擴展了飛機重心範圍[2]。蘇聯也採用了類似的結構,茹科夫斯基中央空氣流體力學研究院(TsAGI)主力研究的有尾三角翼佈局,不僅滿足了大攻角飛行的機動性和操縱性,也能同時滿足高速飛行的需要,這種佈局後來被應用於米格-21、蘇-9、蘇-11、蘇-15等戰鬥機。

隨着技術進步,為了進一步三角翼的優點,並減少三角翼自身氣動局限的影響,各種改進設計、措施相繼出現。從傳統的翼刀、機翼前緣鋸齒、機翼前緣襟翼,進而將翼面改為雙三角翼,利用內外不同的後掠角,平衡高、低速飛機的需要,例如瑞典薩博35戰鬥機、印度光輝式戰鬥機、中國殲-7MG戰鬥機等;另外也有採用經過精細計算的S型前緣曲線三角翼,例如和諧飛機F-16XL戰鬥機。而現今更廣泛運用的技術是鴨式前翼,例如法國幻影4000戰鬥機、以色列幼獅戰鬥機、中國殲-10戰鬥機等。

技術特點

在超音速飛行中,機鼻形成的衝擊波到達三角翼的大後掠前緣時,會使三角翼產生非常高的氣動效率。在大攻角飛行時,三角翼的前沿還能產生大量渦流,附着在上翼面,能提高升力。雖然三角翼在高空超音速飛行時非常理想,但卻不利於低速飛行時的機動性和操縱性,如在起飛、降落和低空對地攻擊的時候,並對飛機油耗帶來不利影響。

類型

  • 純三角翼
  • 有尾三角翼
  • 鴨式前翼三角翼
  • 複合三角翼(雙三角翼)
  • 曲線三角翼(S型前緣三角翼)
  • 鴨式前翼三角翼
    鴨式前翼三角翼
  • 有尾三角翼
    有尾三角翼
  • 純三角翼
    純三角翼
  • 複合三角翼
    複合三角翼
  • 曲線三角翼
    曲線三角翼

參看

參考文獻

  1. ^ (德文)CONRAD HAAS: Raketenpionier in Siebenbürgen. [2010-12-23]. (原始內容存檔於2018-09-17). 
  2. ^ Partridge, J.; Number 179 - The Gloster Javelin 1-6, Profile Publications, 1967

外部連結

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