現用翼載荷為例來簡單說明這一點。


    翼載荷指的是飛機的重量除以機翼的麵積,這是飛機設計時的一個重要參數,由基本升力公式和物理知識可知,在其他條件一致的前提下,進行相同過載機動時翼載荷和升力係數成正比,即:翼載荷越低,達到相同過載的升力係數也越低,而低的升力係數意味著低的誘導阻力係數,這也意味著更高的sep值。


    從這個角度來講,翼載荷越低,sep值越高,但是,為了達到低翼載我們不得不加大機翼麵積,這又會增加飛機的摩擦阻力和飛機的重量,因此翼載荷越低,sep值又越低。


    這時就要應用trade-off的分析方法,為飛機選取合適的翼載荷參數。


    一般來說空戰格鬥發生在亞音速區域,因而追求高機動的戰鬥機就要尋求低的翼載荷,但這並不是故事的全部,我們將又一次看到trade-off方法的運用。


    達到低翼載最有效的辦法是使用三角翼,因為可以用較低的結構重量得到較大的翼麵積,但是三角翼的展弦比普遍較小,因而誘導阻力較大,在升力係數很大時尤其嚴重.結果造成采用三角翼的飛機在高過載機動飛行時sep值過低,如果為了降低誘導阻力而采用展弦比較大的其他形狀,那麽機翼不僅會增大翼載荷,還會增大超音速時的波阻,使得超音速性能下降。


    通過又一次運用trade-off的方法,我們可以找到一種相對最優的機翼平麵形狀,以盡量平衡各方麵的性能要求,事實上,一種簡單的作法就是保留三角翼的基本架構,但是將三角翼前緣的後掠角適當減小以增大展弦比,同時切掉容易引起翼端氣流分離的尖尖的角,這就是所謂的切尖三角翼。


    後來的美國八十年代設計的f-15和f-16的機翼基本平麵形狀都是切尖三角翼,正是能量機動理論trade-off分析的結果,當然,在伯伊德發展trade-off方法的時候,f-15和f-16連影子都還沒有。


    現在伯伊德已經有了一個比較完善的能量機動理論了,他開始在各個基地對各種軍銜的人作報告,聽眾們的反應由驚訝、懷疑或是不屑,到最後都不得不信服。


    伯伊德的福音終於傳開了,他和克裏斯蒂一起獲得了美國空軍1964年的科學成就獎。


    1966年秋美國空軍將他召進五角大樓,讓他重新審查麻煩不斷的f-x計劃,伯伊德推翻了當時所有的f-x方案,定下了後來f-15的基調,由於這項工作,伯伊德甚至被某些人稱為--f-15之父。


    然而,好戲還在後頭呢。


    我們現在來解釋一下名詞。


    展弦比:展弦比即飛機機翼的翼展和機翼平均弦長的比值,所謂弦長是指在機翼平行於機身縱向對稱平麵的剖麵上,前緣最凸點到後緣最凸點的直線距離,展弦比等於飛機翼展的平方除以機翼麵積。


    展弦比的大小對飛機飛行性能有明顯的影響,展弦比增大時,機翼的誘導阻力會降低,從而可以提高飛機的機動性和增加亞音速航程,但波阻就會增加,以致會影響飛機的超音速飛行性能,所以亞音速飛機一般選用大展弦比機翼,而超音速戰鬥機展弦比一般選擇2.0-4.0。


    展弦比還影響機翼產生的升力,如果機翼麵積相同,那麽隻要飛機沒有接近失速狀態,在相同條件下展弦比大的機翼產生的升力也大,因而能減小飛機的起飛和降落滑跑距離和提高機動性。


    強調提高亞、跨音速機動性的第3代戰鬥機展弦比一般都選得比較大,但法國的幻影2000隻有2.03,因為它的主要作戰任務是防空截擊,其次才是爭奪製空權,要求飛機在爬升到預定的攔截高度後能高速接近敵機,不過通過采用高新技術進行良好的綜合設計,幻影2000在具有優異高空高速性能的同時較好地兼顧了亞、跨音速機動性,這是我們在20世紀80年代的評估中認為它是重要機型的最重要原因之一。


    隨著空氣動力學、新概念操縱技術,像創新的控製舵麵、推力矢量技術等和飛機飛行控製係統技術的進一步發展,小展弦比機翼很可能會成為新型的有人或無人戰鬥機首選的設計。


    誘導阻力:機翼的升力就是它上下表麵的壓力差,有升力時,機翼下表麵受到的空氣壓力比上表麵要大,所以下表麵的氣流會繞過冀尖流向上表麵,這樣就形成了翼尖旋渦,並發展成翼尖渦流。


    翼尖渦流在向後流動時受到機翼向下的壓力,會向下偏轉,即所謂的下洗,由於升力的方向是跟氣流的流動方向垂直的,所以下洗渦流產生的升力指向機翼的後上方,對機翼會有一個向後拉的作用,這樣就形成了誘導阻力。


    由此可見,誘導阻力是由於升力誘導產生的,如果沒有升力,誘導阻力也等於零,這實際上是正比關係。


    在進行機動或低速飛行時,誘導阻力通常是阻力的主要組成部分,所以減小誘導阻力可以提高飛機的機動性和亞音速飛行時的航程,但減小誘導阻力的設計有可能導致零升阻力增大,如果遇見這樣的技術矛盾時,如何解決要看飛機的主要設計要求是什麽。


    通常注重空戰機動性和亞音速航程的戰鬥機主要考慮減小誘導阻力,比如f-16,而注重攔截能力和高速飛行的戰鬥機更注重減小零升阻力,其中主要是激波阻力的改善,比如米格-21。


    飛機的機動過載包括縱向過載、側向過載和法向過載,其中法向過載近似等於飛機升力和重量的比值,由於在使飛機改變航跡所有的力中升力最大,所以這是衡量飛機機動性最重要的指標之一。


    法向過載越大,說明飛機可以更大程度地彎曲航跡,機動性也就越好。

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