特百惠保温杯煮大米粥:回到未来:飞机篇(之二)

来源:百度文库 编辑:中财网 时间:2024/04/25 22:28:41

回到未来:飞机篇(之二)



基于大家好像都对飞机特别感兴趣,再追加趴兔吧XD。人类总是在幻想未来,幻想十年后的世界,五十年后的世界,一百年后的世界。这些「远见」后来实现了吗?我们现在的世界,和五十年前的人想象的「五十年后的世界」有哪些相同,哪些不同?回到未来系列带大家回到过去,看到这些当时人们心目中的「未来」是什么样子。

第二篇是当初写第一篇时,因为篇幅关系舍弃掉的东西,大部份都数据不是很全,或是因为各种原因被放弃的东西:

前掠翼飞机

一般我们看到的飞机,翼尖的位置都比翼根要靠后,也就是说机翼是向后扫的。这种构型称为「后掠翼」,因为其减少阻力的特性,是今日非超音速喷射机的通用构型。相较之下,前掠翼不仅能保留后掠翼减少阻力的特性,而且还能增加上机的灵活度,为什么现代的战机没有使用前掠翼设计的呢?

这个理由有两点:首先,前掠翼飞机越靠近翼尖升力越大(后掠翼飞机则是靠近翼根),因此翼尖会受到极大的扭力将翼尖抬起。在早期的尝试中(上图是二战时期的容克 Junkers Ju-287 轰炸机)前掠的角度并不大,而且轰炸机的机翼本来就是又厚又结实,所以能顶得着翼尖所受到的额外压力。其次是前掠翼飞机在空气动力上是非常不稳定的,因为流过机翼的气流方向是由翼尖流向机身,而不是像后掠翼那样由翼根流向翼尖,前掠翼没有后掠翼那种自动的横向稳定效果。因此一直到计算机时代来临前,前掠翼一直是个很鸡肋的存在 --放在大型飞机上意义不大,因为体现不出前掠翼增加机动力的特性,而且还会增加不必要的机翼重量;放在小型飞机上飞机会太过于不稳定,而且当时的材料皆无法应付翼尖的扭力。

一直到上一世纪 70 年代以后,复合材料和线传飞控的出现,才让前掠翼战机成为可能。美国在这方面率先试足,于 1984 年试飞了格鲁曼公司生产的 X-29,在 1984 年到 1991 年间进行了大量的测试,证明了前掠翼的设计确实能产生一架性能极为优异的飞机,然而当时的空战的主流已经从缠斗转变为中程空对空飞弹对射,因此优异性能的重要性比不上匿踪、载弹量等特性,X-29 计划最终没能产生一架前掠翼战机。


老美不玩了,不代表苏联没兴趣。Sukhoi 的 Su-47 是在 1997 年推出的先进前掠翼试验机,而且是认真的有意投入生产的机型。由于目前 Sukhoi 是俄罗斯五代战机 PAK FA 的计划领导厂商,说不定 PAK FA 是前掠翼的也说不定呢?

斜翼机



觉得前掠翼机够厉害了吗?还有一种叫「斜翼机」的东西更诡异!上图的梅塞施密特 MeP1109最早期的例子之一(又是德国设计!),它的上下两片机翼都可以和机身垂直的,「旋转」成上图这样剪刀形的配置,来减少飞行时的阻力。这种旋转机翼来减低阻力的方式不光只是个战时的梦想而已。NASA 就在 1979 年到 1982 年间试飞了一架 AD-1:



就是可以从机翼水平,旋转到 60 度的设计。做为实验飞机,AD-1 的目的是了解这种特殊机翼构型的空气动力特性,以及未来可能的应用,因此在 79 次试飞取得信息后,AD-1 就功成身退了。AD-1 是 Burt Rutan 公司的设计之一喔!



做为在低速和高速间转换翼型的设计,斜翼机的稳定性远不如战机中蛮常见的可变翼机,因此除了上图的诺斯拉普格鲁曼 Switchblade 之外,我没有找到其它还在进行中的可变翼机计划。

固定翼直升机



老实说我也不知道该怎么叫这种飞机 XD。简单来说,它起飞的时候是架直升机,但起飞后可以把旋翼锁住变成「机翼」,并且以喷射动力飞行(也算是垂直起降飞机的一种吧)。上图是 Sikorsky 的 S-72 X-Wing,一架在 1983 年到 1988 年进行测试的机型。它的旋翼不像传统的直升机那样是由机械传动轴驱动的,而是将一部份的喷射气流导引到旋翼尖喷出,带动旋翼旋转。



这种设计后来被认为太复杂,在垂直起降机的用途上最终是 V-22 的设计胜出。倒是 Boeing 后来又把这个概念拿出来用在 X-50 无人飞机上,但最终 X-50 从来没能从旋翼飞行转为飞机模式。