飞机翼型科普ppt课件

米格-15 和 F-86 是第一代采用后掠翼的战斗机，两者都是高亚声速战斗机
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英国“闪电”、美国 F-100、苏联米格-19 则是第一代后掠翼的超声速战斗机15
三、三角翼
后掠翼的制造比平直翼要麻烦，翼根不仅要承受机身重量带来的应力， 还要机翼上扬造成的向前扭转的应力，需要大大加强结构，带来较大的 重量。但如果把后掠翼“镂空”的后半填起来，机翼后缘拉直，变成三 角翼，翼根的受力情况就接近于平直翼，容易处理多了。
斜激波的角度大于平面转角，这是两者的关系图
代价就是单位面积的翼面上产生的升力减小吧，同样重量的飞机相当于翼载荷变12大了
机翼后掠使速度分量在翼展和法向上分解，法向分量小于原来的速度，得 以推迟激波的产生。
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后掠翼大量使用在跨声速（0.8-1.2 倍声速范围内）和高亚声速飞机上，像 歼-6 战斗机、各种波音和空客客机。
关于机翼翼型的科普
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图95
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俗话说，百人百态，千人千面。飞机和人一样，也是各式各
样的，其中最引人注目的差别就是不同形状的机翼。说起来，
飞机的奥妙就在于机翼。
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从莱特兄弟到现在，除了航空动力外，几乎每一次航空技术的重大突破 都离不开在机翼上作文章。
飞行者—1号
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一、平直翼
最简单的机翼是平直翼，机翼前后缘和机身垂直，机翼从里到外一样 宽。这样的机翼结构简单，制造容易，产生升力的效率较高，但阻力也 较大。升力的力臂使得翼根的受力很是不利。
亚声速到超声速飞行的区别在于压力波，压力波挤压到一起正好发生在声速 的时候，所以形成声障（解释本层上图）
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这看不见的石墙也称激波。
在风洞里，激波的形成清晰可见
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随着速度的增加，激波的锋面变成圆锥形，锥的后倾角度随速度增加而增加， 锋面背后的空气重新回到亚声速。如果平直的机翼像燕子的翅膀一样后掠， “躲”到机头引起的激波锋面的背后，就可以避免机翼本身引起的激波阻力。
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带锥度的平直翼可以前缘略带后掠，也可以后缘略带前掠，两者在气动上 有一点差别，但不改变都是平直翼的本质。当速度大幅度提高后，平直翼 阻力大的缺点就比较明显，尤其在速度接近声速的时候。
锥度可以使前缘略带后掠，像 DC-3
也可以使后缘略带前掠，像 C-130
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飞机前行的时候，飞机对前方空气产生压力，就好像船行时船首 在前方推开波浪一样。压力波以声速一层一层地向外传递，声速是 空气性质的分界线。亚声速飞行时，前方空气在压力波推动下有序 地向两侧让开飞机。然而，但飞机速度达到声速时，压力波不再可 能赶在飞机前面把前方空气有序地向两侧分开。相反，压力波挤到 一起，密度剧增，像坚硬的石墙一样。跨声速飞行的飞机顶着一大 片看不见的石墙飞行，难怪阻力激增，这就是声障的由来。
协和式飞机
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在同样翼展下，三角翼的翼面积更大，升力更大；翼根更长， 结构上需要的加强越少，同样翼面积时重量更轻。另一方面，机翼 的阻力特征由相对厚度决定，也就是机翼的实际厚度和弦长（机翼 前后缘之间的距离）之比。实际机翼的厚度和弦长随不同翼展位置 而变化，所以一般取 1/4 翼展处的厚度和弦长之比。三角翼的翼弦 较长，在相对厚度不变的情况下，实际厚度较厚，既简化结构设计 和制造，有利于减重；又增加翼内容积，有利于增加机内燃油容量。
不平整表面引起额外的斜激波
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二、后掠翼
德国人阿道夫布斯曼在 30 年代就提出了后掠翼，只是没有引起当时人 们的重视而已。
元首的黑科技
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事实上，后掠翼避免机翼本身引起激波阻力的作用在飞机速度还没 有达到超声速时已经体现出来了。机翼是通过对上表面气流加速以 形成上下表面气流的速度差、进而导致压力差而产生升力的。在高 亚声速时，机翼上表面气流速度可以超过声速。采用后掠翼的话， 迎面气流按后掠角分解成垂直于机翼前缘的分量（法向分量）和平 行于机翼前缘的分量（展向分量），法向分量产生升力，展向分量 不产生升力。后掠角等于零时，法向分量和迎面气流相等；后掠角 越大，法向分量越小。也就是说，通过使用合适的后掠角，高亚声 速飞机的机翼上表面气流在法向可以降低到声速以下，避免激波阻 力。
最简单的机翼上平直翼
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为了均衡升力的分布，并改善机翼的受力设计和降低重量，平直翼可 以带一点锥度，从里到外逐渐变窄，改善升力分布，是更多的升力产生在 靠近翼根的部位，缩短力臂，降低翼根应力。低速、简单的小飞机可以用 简单平直翼以降低制造成本，但稍微有点追求的平直翼飞机大多带一定的 锥度。
C-130 这样带一点锥度的机翼也算平直翼
把后掠翼机翼后缘的“镂空”部分填补起来，就成为三角翼，这是美国 F-106 17
50 年代后，超声速飞机采用大后掠翼的越来越少了，大多采用三角翼。歼-8II、 歼-10 都是三角翼，欧洲的“台风”、“阵风”、“鹰狮”也是三角翼。
歼-8IIM
J-10A
台风
阵风
三哥的LCA
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四、梯形翼
但是三角翼没有一统天下。超声速飞行时，机翼只要“躲”在激波锥的 锋面之后，就可以避免产生激波阻力。也就是说，翼展较短的机翼也同 样可以达到降阻的作用。为了尽量增加翼面积以保证提供足够的升力， 机翼的弦长可以增加，甚至把平直的后缘前掠，形成粗短的梯形翼。后 掠翼靠后掠角减阻，但大后掠角带来较大的展向分量，造成升ห้องสมุดไป่ตู้损失， 尤其在低速的时候，大后掠角使很大一部分迎面气流都“溜肩”损失掉 了，造成低速时升力不足的问题，所以大后掠翼飞机的起飞、着陆速度 一般比较高，机动性不够好。 三角翼也有同样的问题。相比之下，梯形翼不靠后掠角减阻，所以机翼 前缘的后掠角可以较小，在性质上更加接近同样翼展下的平直翼，升力 较好。不过梯形翼的翼展受到限制，所以最后结果并不一定优于大后掠 翼或者三角翼。
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采用短粗的梯形翼也可以达到超声速减阻的作用， 这是美国 F-5
巴基斯坦空军同时装备有后掠翼的歼-6、梯形翼 的 F-104 和三角翼的幻影 III，这张图较好地同时
展示了三者的特征
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和三角翼相比，梯形翼的使用比较少，但还是有一些忠实的信 徒，尤其是诺斯罗普，F-5 和 F-18 都是梯形翼。洛克希德的 F104 也是梯形翼，但 F-22 已经超出传统梯形翼，而是介于梯形 翼和三角翼之间了。