边条翼
改善大迎角时气动特性的机翼
边条翼,是一种新型机翼,一些第四代高机动战斗机(俄罗斯标准,美国于2009基本默认使用该划分标准体系)采用了这种机翼。在中等后掠角(后掠角 25度~45度左右)的机翼根部前缘处,加装一后掠角很大的细长翼(后掠角65度~85度)所形成的复合机翼,称为边条翼。主要用在展弦比为3~4的薄机翼上,它可改善机翼在大迎角时的气动特性,特别是升力特性。
简介
边条翼是 20世纪50年代中期出现的一种新型机翼,一些第三代高机动战斗机采用了这种机翼。在中等后掠角(后掠角 25度~45度左右)的机翼根部前缘处,加装一后掠角很大的细长翼(后掠角65度~85度)所形成的复合机翼,称为边条翼。在边条翼中,原后掠翼称为基本翼,附加的细长前翼部分称为边条。
边条翼的气动特点是,在亚、跨音速范围内,当迎角不大时,气流就从边条前缘分离,形成一个稳定的前缘脱体涡,在前缘脱体涡的诱导作用下,不但可使基本翼内翼段的升力有较大幅度的增加,还使外翼段的气流受到控制,在一定的迎角范围内不发生无规则的分离,从而提高了机翼的临界迎角和抖振边界,保证飞机具有良好的亚、跨音速气动特性。在超音速状态下,由于加装边条后,使内翼段部分的相对厚度变小,机翼的等效后掠角增大,可明显降低激波阻力。
另外,边条的存在,还可使飞机在跨音速和超音速飞行时的全机焦点后移量减小,导致飞机的配平阻力降低。因此,这种机翼也具有良好的超音速气动特性。边条翼的缺点是,在小迎角范围内,其升阻特性不如无边条的基本翼好;它的力矩特性也不理想,力矩曲线随迎角的变化呈非线性。由于涡升力的存在,导致飞机焦点前移,造成俯仰力矩的非线性变化,甚至可能造成无法抑制的上仰失速。要想利用传统的机械-液压操纵系统进行控制是个不小的难题。并且边条面积越大,俯仰力矩的非线性变化也越剧烈。
发展阶段
第一阶段,即初始阶段,这时边条翼不管是协和式客机的S形,F18的波浪形。还是苏二七的三角形。都是后掠角很大,很细长。面积相当小,因为当时对边条的研究还不够透彻,所以不敢过于冒进。
第二阶段,以F18EF哥特式大边条,为代表。边条面积大,拉出的脱体涡流强劲。但这种大边条不适合高速。一般在2恩斯特·马赫以下。所以在四代重型机中我们没有找到他的影子。
第三阶段,以F22为代表的。边条与机身,进气道融为一体。在F22上我们找不到传统意义上的边条翼,可他的进气口上沿、进气道与上表面之间的棱就行使着边条的作用,却没有多付出一点的重量代价,的确是非常优秀的设计。
利弊分析
采用大边条翼的好处
一、在大迎角时可以产生如上述的前缘涡系(边条翼产生的涡系称为边条涡),增加大仰角升力
二、它安装在机身两侧的发动机进气口上,可起导流作用,使进入进气道的空气更稳定;
三、由于它在主机翼的最前面,减少了跨音速时升力中心(焦点)的移动,使得大过载下的超音速配平阻力下降。如果没有它,焦点移动较大,需要用更大的水平尾翼偏角来配平,会产生额外阻力。
采用边条翼的不利之处由于旋涡气流的分离特性,会使小迎角时的阻力增加(采用机动襟翼和适当的翼剖面可以补偿一部分);同时处在涡流流场中的部分翼面容易产生抖振,引起结构疲劳。所以边条翼也不是越大越好。
代表机型
除F/A-18外.成功采用边条翼设计的还有美国F-16战斗机俄罗斯的米格-29和苏-27等,它们都是80年代以来在气动设计上最有特色和大迎角机动性十分突出的优秀战斗机。
参考资料

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目录
概述
简介
发展阶段
利弊分析
代表机型
参考资料