2018-11-27 14:53:27 佚名

Me88451

前掠翼戰鬥機其實由來已久，不光是前蘇聯或者是美國，中國在二戰的時候就研製過前掠翼的驅研一型戰鬥機，這個可以說是中國自行研製成功的第一批戰鬥機。雖然驅研一隻是中國對戰鬥機研發的一種探索，但是卻在中國航空歷史上具有重要的地位。

有意思的是，驅研一戰鬥機就是一種前掠翼戰鬥機，也證明了當時的中國航空設計師們就已經在嘗試前掠翼這一新型氣動佈局。

二戰後，美國和前蘇聯都開始對噴氣式前掠翼戰機進行研發。

美國研製了X29驗證機，在F-5虎式戰鬥機的機體上採用了前掠翼和前鴨翼的佈局，對這種新型氣動佈局進行了深入分析和試驗。但是在後面的第三代、四代戰鬥機的研製中，卻沒有使用這種構型。

主要原因是前掠翼在結構方面存在較大的問題。因為沿結構曲線方向的彎曲變形可能會讓外翼沿氣流方向增大迎角，進一步增加機翼的彎曲變形。

這種現象如果是出現在螺旋槳的驅研一戰鬥機上，其實是不明顯的，因為戰鬥機的速度不夠。但是用在噴氣式戰鬥機上，這種缺陷卻是致命的！因為在足夠大的速度下會形成惡性循環，直到機翼彎曲折斷。這個現象稱彎扭發散。

所以，在X29驗證機的年代，材料科學並沒有能夠強大到足夠支持新一代戰鬥機使用前掠翼，所以最終沒有能夠推廣。

到了上世紀90年代，材料科學，特別是複合材料的廣泛應用，為解決前掠翼的結構問題帶來了福音。用複合材料結構的彎扭變形耦合效應克服前掠翼發散的缺點，使機翼的彎曲變形引起附加的負扭轉變形,抵消由升力引起的前掠翼正扭轉。

這種解決辦法催生了S-37驗證機的誕生。這種俄羅斯黑色戰機後來被賦予了蘇-47“金雕”戰鬥機的名稱。該機漂亮的前掠翼設計和前鴨翼、尾翼組成當時俄羅斯流行的三翼面機翼結構。

但是，雖然結構問題解決了，蘇-47戰鬥機卻又碰到了第五代戰鬥機這個坎。

第五代戰鬥機高度重視隱身性。巨大的前掠翼和鴨翼佈局，使得蘇-47戰鬥機幾乎沒有隱身能力，這就使得該機最終還是倒在了俄羅斯第五代戰鬥機選型的道路上。

我們最後看到的蘇-57戰鬥機，仍然是一種翼身融合的常規佈局飛機。前掠翼戰機最終還是曇花一現。有意思的是，俄羅斯近年來研製過一款前掠翼教練機，但是還是無疾而終，沒有裝備部隊。

虹攝庫爾斯克

所謂的前掠翼飛機就是飛機機翼與機頭之間的夾角小於90°的飛機，這種飛機跟我們常見的後掠翼飛機有明顯的不同。德國早在1944年就進行了前掠翼飛機的相關試驗，下圖的Ju 287就是這架前掠翼飛機。

後來美國和前蘇聯都曾經研製過前掠翼戰鬥機。比如說美國的X-29【下圖所示】和前蘇聯的Su-47金雕【再下一張圖】。

這樣的前掠翼飛機在氣動和結構上說有諸多的好處。

首先是這種飛機在飛行的時候氣流是從機翼的翼尖流到翼根位置【如下圖所示】，這樣的氣體流動更加穩定，不容易發生飛機機翼的失速，所以這種飛機的機動性更好。

其次，前掠翼的飛機機翼產生的升力更加靠近飛機的重心位置，並且使機身重量的分佈更加均勻，因此結構上更加合理。此外，而且機翼的翼根更加靠近飛機的尾部，所以可以做的很寬大，產生更大的升力【如下圖所示】。

但是，前掠翼飛機始終沒有解決機身強度上的問題，簡單說就是前掠翼飛機在飛行的時候更加容易損壞。

有人可能不理解其中的原理，為什麼受差不多大小的力，後掠翼飛機就沒有什麼問題，前掠翼飛機就不行呢？

其實這其中的原理也很簡單。在飛機飛行的過程中，氣流會對機翼產生向後的力，對於我們常見的後前掠翼飛機，這個力是拉力作用，如果我們把機翼想象成一根彈簧的話，彈簧會被拉長；而對於後掠翼飛機，這個力是壓力作用，如果我們同樣把機翼想象成一根彈簧的話，這個彈簧會被壓縮。

然後你拿出來一張紙，平坦在桌子上，首先試著往兩邊拉，可以發現這張紙只要沒有缺口，可以承受很大的力，甚至於你都沒辦法扯斷這張紙；但是你反過來，把這張紙從兩邊往中間壓，然後你就會發現只要很小的力紙就“鼓起來了”，根本就沒有辦法承受什麼裡。而這個現象在力學裡面就叫“翹曲”，比如說下面這張動圖說的就是翹曲——一根細長鋼柱你想拉斷是非常不容易的，但是如果你用壓力壓，那麼這根鋼柱很容易往外一彎就塌了下去，這個過程是不穩定的，你不知道什麼時候會發生。