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。
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。
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。
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。
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。