前翼

鴨式布局，又稱前翼式布局（canard configuration），是指一種飛機的氣動布局，其特點是在主翼之前裝設小型的前翼（鴨翼）。這種設計因形狀貌似鴨子而得名。 ^[1]

圖為Saab 37 Viggen，其中藍色部分為前翼

特點

• 前翼與主翼協同作用： 傳統飛機由主翼負責升力，水平尾翼負責配平；而鴨式布局的前翼與主翼共同產生升力，讓飛機在配平時也能獲得額外的升力。
• 重心位置： 鴨式布局飛機的重心介於前翼和主翼的氣動中心之間。
• 氣動中心前移： 安裝鴨翼可使飛機的氣動中心前移，有助於平衡因航電設備改進而產生的重心前移。

優點

• 高機動性： 鴨式布局可降低飛機的縱向靜穩定度，甚至使其靜不穩定，從而顯著提高飛機的機動性，這對戰鬥機尤其重要。
• 改善失速性能： 在飛機迎角增加時，前翼會先於主翼失速。前翼失速後，其產生的下壓力會減小，使機頭自然下垂，從而避免主翼因失速而產生的危險狀況。
• 短距起降： 對於艦載機而言，起降時鴨翼能產生正升力，幫助機頭快速抬升，縮短起飛距離。

缺點

• 干擾與雷達反射： 前翼產生的渦流會干擾主翼的氣流，影響升力效果。同時，鴨翼也會增加雷達反射面積，對隱形性能產生負面影響。
• 穩定性問題： 由於鴨式布局會使飛機處於靜不穩定狀態，因此需要先進的飛控系統來維持穩定，增加了技術複雜度。
• 結構強度要求高： 前翼和主翼在高速高機動時會產生巨大應力，對材料強度有較高要求。

著名案例

• 中國殲-20： 這是採用鴨式氣動布局的著名戰鬥機，結合了中國的軍事新技術。
• 歐洲「颱風」： 這款多用途戰鬥機也採用了鴨式布局，以增強機動性。
• 法國「陣風」： 另一款歐洲戰機，同樣使用鴨式設計。
• 瑞典「鷹獅」： 輕型單引擎戰鬥機，以其鴨式布局而聞名。

概要

萊特飛行器

XP-55

SAAB 37

殲-20

前翼（英文）之所以得名是來自於法語的鴨子，因其配置在前方，像是鴨子飛行時的翅膀一樣。

早在1903年，萊特兄弟的萊特飛行器就使用前翼配置，但是在萊特兄弟以後，大部分的飛行器改採用尾翼配置。一個可能的原因是要避免使用萊特兄弟的專利，另一個主要原因是使用前翼配置較不容易穩定，早期的技術較不發達，使用前翼很難設計，尤其民航機對穩定性的要求非常高，所以也不可能採用前翼配置。

因為線傳飛控的進步，終於在1960年代，XB-70超音速實驗機採用前翼配置證明前翼配置可行。加上前翼的操控性比較好，所以近幾年來，許多先進戰機常常採用前翼設計^{[2]:85, 531}，如飆風、颱風、JAS 39、殲-10、殲-20、蘇-30、蘇-34等。當然也是有客機使用前翼的例子，如Tu-144。

特色

為維持穩定的前翼配置，飛行器有幾個特色如下^[3]：

• 前翼永遠貢獻靜不穩定的效果，會造成飛機靜穩定性下降（與去掉前翼時相比）。
• 一個穩定的前翼配置，飛行器的重心必須在前翼與主翼的空氣動力中心之間。
• 配平過後的前翼配置下，前翼與主翼都會提供飛行器升力。
• 前翼的升力係數必須要比主翼還大。

較小表面積

上：傳統的二機翼設計
下：三機翼設計

由於飛機在飛行過程中的重心不斷改變，主翼的升力與飛行器的重量並非成一直線，不能互相抵消，因此需要尾翼提供配平力（trim force）來維持平衡。這樣主翼必須增大面積，提供額外的升力，平衡尾翼產生的向下力，去維持飛行器的俯仰。

在三機翼設計中，配平力由前翼及尾翼共同承擔，前翼提供升力，尾翼提供向下力。主翼只需要提供較小的額外升力去維持俯仰，使得機翼的總表面積可以減少。

相關條目

• 鴨翼飛機列表（英語：List of canard aircraft）
• 飛行力學
• 飛行操縱裝置
• 機翼
• 穩定性
• 沙洛維龍屬