机翼外形发展史
关于机翼形状的发展历程及对飞机升力影响的探究分析
关于机翼形状的发展历程及对飞机升力影响的探究分析作者：符腾川来源：《中学课程辅导·教师教育（中）》2017年第02期【摘要】本文总结了飞机机翼形状的发展过程，先后出现了平直翼、后掠翼和前掠翼。
并从理论上简要分析了三种典型形状的机翼对飞机升力的影响。
得到了三种机翼发展先后顺序的原因。
【关键词】承载面积升力载荷【中图分类号】 G632.4 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2017）02-178-02飞机是现今一种重要的交通工具，它的发展史也不过100多年。
但是飞机在发展的路程上，出现了许多种奇形怪状的机翼。
各种形状的机翼对飞机的飞行速度、加速度等各种性能都会产生巨大的影响。
因此本文主要研究飞机发展过程中各种形状机翼产生的原因。
飞机在飞行过程中受到四种作用力： 1，升力——由机翼产生的向上作用力2，重力——与升力相反的向下作用力，由飞机及其运载的人员、货物、设备的重量产生3，推力——由发动机产生的向前作用力4，阻力——由空气阻力产生的向后作用力，能使飞机减速。
机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行；同时也起一定的稳定和操纵作用。
是飞机必不可少的部件，在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面：副翼，还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。
另外，机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备，机翼的主要内部空间经密封后，作为存储燃油的油箱之用。
因为飞机的机翼先后出现了平直翼、后掠翼和前掠翼。
本文将介绍这几种典型的机翼，根据物理原理分析比较几种机翼的特点，从而得到这几种机翼出现顺序的原因。
一、三种机翼的发展过程1.平直翼平直翼是指飞机机翼面积大而长，机翼迎风面十分平直，图2为平直机翼模型。
平直翼是最早出现的，莱特兄弟所测试的“飞行者1号”和“飞行者2号”都是标准的平直翼。
其后一直到二战，平直翼一直在沿用。
早期飞机发动机功率低、重量大，建造机体的材料大多是木材和蒙布。
后掠翼是由德国空气动力学家在20世纪30年代提出的，为其当时先进的喷气机专门设计的一种机翼。
关于战斗机机翼的发展
后掠角的由来飞机能上天，就是机翼产生升力的结果。
但是飞机上天后，机翼也产生阻力，影响飞机前进，所以机翼的形状、大小关系到飞机的速度。
随着气动理论的完善、制造工艺的提高以及新材料的不断应用，机翼的性能经过多次改进，已今非昔比。
早期的飞机机翼都是平直的。
最初是矩形机翼，很容易制作。
但由于其翼端宽，会给飞机带来阻力，严重地影响了飞机的飞行速度。
为此，人们曾设计了一种椭圆形机翼。
这种新机翼的翼端虽然窄了，但其制作工艺却十分复杂，很难制作。
后来，人们又设计出了梯形机翼。
梯形机翼兼具矩形和椭圆形机翼之长，制作也比较方便，尽管仍有一个小小的翼尖，但阻力还不算大。
因此，20世纪30年代至40年代末，梯形平直机翼几乎一统天下。
二战中出名的飞机如美国的P－51、苏联的杜－2、日本的零式战斗机等都是梯形平直机翼。
P-511945年，英国研制了两架飞机，安装了当时最先进的喷气发动机，飞机平飞的最大速度达到974千米／小时。
若从12000米高度俯冲到9000米高度时，速度甚至达到1120千米／小时，接近音速。
但机翼上出现了“激波”，使机翼表面的空气压力发生变化，空气作用力的总作用点后移，飞机会自动俯冲。
当时飞机的操纵系统和舵面的大小等，都没有考虑这种情况，所以不可能把俯冲状态中的飞机拉起来平飞。
大角度的俯冲，使飞机增速更快，最后，超出它本身能承受的强度，所以飞机就散架解体了。
机翼上产生激波后，飞机的阻力会急剧增加，比低空飞行大十倍甚至几十倍，所以即使用喷气式发动机，也很难使飞机超音速。
当时把这种困难叫做“音障”。
德国人发现，把飞机的机翼做成后掠的形式，像燕子的翅膀，可以延迟“激波”的产生，减少阻力，也可以缓和飞机接近音速时自动俯冲的不稳定现象。
1948年，美国在F－86战斗机上应用后掠机翼。
原苏联在上个世纪40年代末期，也研制出带后掠机翼的喷气式歼击机米格－15。
进入20世纪50年代，世界上超音速飞机的翅膀几乎全都是后掠机翼的。
近代航空制造的进化史!航空人是这样把飞机越造越大
近代航空制造的进化史!航空人是这样把飞机越造越大一战结束前初期航空制造场景1903年莱特兄弟手工制造飞机以及后期莱特兄弟制造的第三架早期滑翔机模型1908年冯如制造出中国第一架飞机1912年在广东燕塘的飞机厂，正在组装飞机当时制造的8 缸发动机上图为1917年瑞典兰斯克鲁纳Enoch Thulin的飞机工厂，工程师制造机翼场景。
一个世纪前刚成立波音公司手工制造机翼场景.第一次世界大战期间，女性机械师修理飞机场景。
1918年1月中国第一座飞机制造厂在福州马尾诞生，福州船政局飞机制造工程处的生产车间内景。
一战结束后航空制造场景1922年亨克尔公司对He111轰炸机进行装配场景。
1934年杭州笕桥中央飞机制造厂飞机制造装配车间场景中央飞机制造厂在垒允为飞虎队组装和修理P-40战斗机场景二战时期航空制造场景1939年波音B-17装配场景二战期间，波音公司对B-17轰炸机机身的组装场景1943年的印度斯坦飞机公司车间，工人们正在组装美国Harlow 公司的PC-5教练机场景第二次世界大战布里斯托尔汽车厂生产飞机场景。
1944年堪萨斯城B-25工厂的装配线二战期间的洛克希德公司加州伯班克工厂位于达拉斯的北美航空工厂在1943年的生产车间。
二战后航空制造变化场景1948年印度自行研制的第一种飞机——HT-2初级教练机的装配场景1952年B-52生产车间场景1960年洛克希德签订了制造A-12侦察机场景1962年根据A-12改进的SR-71的制造场景1969年超音速协和号飞机在英国飞机制造公司制造场景。
上世纪70年代F-14战斗机的生产场景波音现代化生产车间场景中国航空工业60年建国初期飞机制造车间场景。
改革开放后，1982年我国航空制造厂场景。
现代中国ARJ21生产车间场景。
飞机结构和外形
飞机结构和外形飞机外形的演变50年代后飞机进入了超音速时代飞机的速度越来越快。
飞机速度的提高除了应归功于喷气发动机技术的进展外还应归功于超音速空气动力学的突破飞机的外形随着空气动力学的发展而不断变化。
首先是机翼外形在飞机速度较低时机翼外形一般都为矩形的直机翼。
而超音速飞机的机翼除了采用薄翼型外还必须用向后斜的后掠机翼以减少波阻。
后掠机翼可使飞机速度提得更高。
由后掠机翼演变而来的三角机翼已在战斗机中广泛采用。
其次是机身外形典型的超音速机身是蜂腰形的像一个可口可乐瓶子。
理论和试验证明这种机身外形可大大减小波阻。
尖的机头、蜂腰机身和三角机翼成为超音速飞机的典型气动布局。
在后掠机翼的基础上后来又发展出了变后掠机翼等气动外形近年来又在研究前掠翼、斜机翼等布局形式。
变后掠机翼大后掠机翼的主要缺点是:低速时气动效率低升力特性不好但低速性能好的小后掠角、大展弦比机翼又会使超音速性能变坏。
于是能在不同飞行状态下改变机翼后掠角的变后掠翼飞机应运而生。
世界上第一架实用的变后掠翼战斗机为美国的F-111战斗机。
以后这种机翼也被用到了对地攻击机和轰炸机上。
前掠机翼和斜机翼超音速飞行也可用前掠翼和斜机翼方案。
前掠翼的好处是在超音速减波阻的前提下亚音速时能大迎角飞行而不发生后掠角因翼尖失速丧失安定性的弊病。
但其困难在于保证大速度时不出现机翼弹性失稳。
目前仅有美国X-29和俄罗斯S-37两种试验机。
斜机翼离实用更为遥远仅有美国的AD-1小型试验机。
鸭式布局和三翼面布局一般把取消平尾、在机身前面设置一对前翼的称鸭式布局因为看起来像个鸭子主要为了改善起飞和大迎角性能这时机翼后缘襟翼起到一定的升降舵的作用。
现在还有些飞机既有平尾又有前翼称为三翼面布局。
飞机基本结构飞机结构一般由五个主要部分组成:机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置主要介绍机翼和机身。
机翼薄蒙皮梁式主要的构造特点是蒙皮很薄常用轻质铝合金制作纵向翼梁很强有单梁、双梁或多梁等布置.纵向长桁较少且弱梁缘条的剖面与长桁相比要大得多当布置有一根纵梁时同时还要布置有一根以上的纵墙。
飞机的机翼
第一架飞机
1903年12月17日，这是一个载 入史册的日子，这一天美国莱特兄
机翼上升的原理
气流流速快 压力小
气流
气流流速慢 压力大
模拟飞机机翼上升的作用
根据课文P59操作，研究机翼的作用。 1号同学将纸折成机翼的形状，并用透明胶黏贴。 2号同学在纸张左右对称和上下对称的地方用剪刀钻四个洞。 （洞眼适当要比吸管大,但也不可太大） 3号同学将吸管如书本所示插入四个洞，注意调整吸管可以 上下自由移动。 4号同学用嘴用力对准“机翼”吹气（没有黏贴胶的那一面） 备注：如小组不足四名同学，请自行调节。
弟实现了人类历史上第一次驾机进 行动力飞行。这架飞机叫“飞行 者”。这次飞行的留空时间只有它却是人类历史上第一 次有动力、载人、持续、稳定和可操 纵的重于空气飞行器的首次成功升空 并飞行，标志着人类征服天空的梦想 开始变为现实。
世界上很多技术发明是在动物的特异功能启发下研究成功的，飞机就 是个典型的例子。机翼产生升力，就是在鸟的翅膀升力启发下，逐 步发展改进而得来的。
鸟的翅膀 飞机的机翼
机翼是飞机升空的重要部件，让我 们来认识一下它们？
垂直尾翼 襟翼：机翼的一部分，主要 作用是提高升力。
襟翼 水平尾翼 襟翼
水平尾翼：调节飞机的俯仰。
垂直尾翼：使飞机在水 平面内左右偏转 。
例如,在使用水平尾翼时,飞机要抬起机头,就让平 尾的上表面偏向飞行方向(或者说平尾前缘下倾), 产生向下的压力,把飞机的尾部压下去,以升力中 心为支点,产生抬头力矩,机头就抬上来了.
飞机结构一百年
飞机结构一百年近代人类在航空器上惊人的发展，起源于一百多年前莱特兄弟完成的人类首次动力飞行。
人类历史上首先问世的飞机是架全木制、桥梁衍架式双机翼，谈不上有机身的简陋结构，随着两次世界大战的军事需求，以及20世纪30年代开始萌芽的民航事业的强烈需求下，今日的飞机已逐步演进成全金属、单悬臂式机翼、庞大机身的精密结构，与百年前天差地别。
上世纪末由于隐身的需求，复合材料成为飞机结构材料的新宠，只是虽然有助于飞机性能的提升，但对结构设计的本质却影响甚微。
前言1903年12月17日，在美国北卡罗来纳州东北部的小鹰镇（Kitty Hawk, NorthCarolina），一架装着螺旋桨，比空气重的航空器“飞行者”（Flyer）飞离地面，在人为操纵下飞行了36.5米，完好无损地降落在不比起飞位置低的地面上，完成人类历史上首次的动力飞行。
操控这次简短但深具历史意义飞行的是32岁的奥维尔·莱特（OrvilleWright）。
他和年长4岁的哥哥威尔伯·莱特（Wilbur Wright）以掷铜板的方式决定由奥维尔来飞，而威尔伯则在一旁观看。
在俄亥俄州德顿市（Dayton,Ohio）以制造自行车为业的莱特兄弟，又轮流操纵了三次时间更久、距离更远的飞行，威尔伯在最后一次飞行中持续了59秒，距离259.7米。
在接下来的第五次飞行中，飞机遭遇到强劲的阵风而向前翻覆，由于损伤严重再也无法飞行，但全新的航空时代就在当天正式开始。
首飞前莱特兄弟正在练习“飞行者”的操纵技术奥维尔·莱特（左）和威尔伯·莱特（右）“飞行者”的设计基础来自之前莱特兄弟的一系列滑翔机，其中莱特兄弟的忘年好友沙努特（OctaveChanute）贡献最大。
沙努特比莱特兄弟年长35岁，在43岁时才对航空发生兴趣，此后的余生就埋首于航空信息中，因此他对全世界的航空器发展了如指掌。
沙努特是个优秀的土木工程师，他舍弃了当时试飞成功的鸟或蝙蝠的翅膀造型，在1896年以桥梁的衍架（truss）设计方式，成功制造出双翼滑翔机。
机翼外形发展史
机翼外形发展史1903年12月17日，这是一个载入史册的日子，莱特兄弟制造出的第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机"飞行者"1号试飞成功。
它采用了一副前翼和一副主机翼，并且都是双翼结构，用麻布蒙皮和木支柱联结而成。
一台汽油活塞发动机被固定在主机翼下面的一个翼面之上，机翼后面安装着左右各一副双叶螺旋桨，机尾是一个双翼结构的方向舵，用来操纵飞机的方向，而飞机上下运动则由前翼来操纵。
飞机没有起落架和机轮.只有滑橇。
起飞时飞机装在滑轨上，用带轮子的小车拉动辅助弹射起飞。
驾驶员俯伏在主机翼的下机翼中间拉动操纵绳索的手柄操纵飞机。
这次飞行的留空时间只有短短的12秒，飞行距离只有微不足道的36米，但它却是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定和可操纵的重于空气飞行器的首次成功升空并飞行，从此，人类的航空事业揭开了崭新的一页。
100多年来，飞机的发展取得了丰硕的成果，运输机、侦察机、战斗机等各种各样的飞机应运而生，同时随着飞机种类的不同及功能需求的不同，机翼的外形也发生了翻天覆地的变化。
在飞机诞生之初，机翼的形状千奇百怪，有的像鸟的翅膀，有的像蝙蝠的黑翼，有的像昆虫的翅膀;有的是单机翼，有的是双机翼。
聪明的古人观察出鸟类所以会飞，完全因为那对奇妙的翅膀。
于是，好奇的人们开始制造各式各样的翅膀，因此最初飞机的机翼大多数与鸟类的翅膀相似。
随后，随着时代的进步，人们的目光不仅仅局限于鸟类，人们吸取桥梁建造方面的经验，把上下机翼通过支柱和张线联成一个桁架梁，增加结构受力高度，以提高机翼刚度，减轻结构重量。
这些优点使双翼机成为早期飞机的主要型式。
随着飞机速度的不断提高，双机翼支柱和张线的阻力越来越大，成为提高速度的主要障碍。
高强度铝合金问世后，人们已有可能制造出结构重量不太大而又能承受大载荷的薄机翼。
从20世纪30年代起，双机翼逐渐被单机翼取代。
在现代的飞机中，除对载重量和低速性能有特殊要求的小型飞机外，双机翼已不多见。
翼型的几何参数及其发展教学文案
翼型的几何参数及其发展1、翼型的定义与研究发展在飞机的各种飞行状态下，机翼是飞机承受升力的主要部件，而立尾和平尾是飞机保持安定性和操纵性的气动部件。
一般飞机都有对称面，如果平行于对称面在机翼展向任意位置切一刀，切下来的机翼剖面称作为翼剖面或翼型。
翼型是机翼和尾翼成形重要组成部分，其直接影响到飞机的气动性能和飞行品质。
通常飞机设计要求，机翼和尾翼的尽可能升力大、阻力小、并有小的零升俯仰力矩。
因此，对于不同的飞行速度，机翼的翼型形状是不同的。
对于低亚声速飞机，为了提高升力系数，翼型形状为圆头尖尾形；对于高亚声速飞机，为了提高阻力发散Ma数，采用超临界翼型，其特点是前缘丰满、上翼面平坦、后缘向下凹；对于超声速飞机，为了减小激波阻力，采用尖头、尖尾形翼型。
第一次最早的机翼是模仿风筝的，在骨架上张蒙布，基本上是平板。
在实践中发现弯板比平板好，能用于较大的迎角范围。
1903年莱特兄弟研制出薄而带正弯度的翼型。
儒可夫斯基的机翼理论出来之后，明确低速翼型应是圆头，应该有上下缘翼面。
圆头能适应于更大的迎角范围。
一战期间，交战各国都在实践中摸索出一些性能很好的翼型。
如儒可夫斯基翼型、德国Gottingen翼型，英国的RAF翼型（Royal Air Force英国空军；后改为RAE翼型---Royal Aircraft Estabilishment 皇家飞机研究院），美国的Clark-Y。
三十年代以后，美国的NACA翼型（National AdvisoryCommittee for Aeronautics，后来为NASA，National Aeronautics and Space Administration ），前苏联的ЦАΓИ翼型（中央空气流体研究院）。
2、翼型的几何参数翼型的最前端点称为前缘点，最后端点称为后缘点。
前缘点也可定义为：以后缘点为圆心，画一圆弧，此弧和翼型的相切点即是前缘点。
前后缘点的连线称为翼型的几何弦。
各种不同的翼型介绍
各种不同的翼型介绍系统发布|人气:4517|2009-4-8 21:55:54 打印返回[字体：大中小]飞机最重要的部分当然是机翼了，飞机能飞在空中全靠机翼的浮力，机翼的剖面称之为翼型，为了适应各种不同的需要，航空前辈们发展了各种不同的翼型，从适用超音速飞机到手掷滑翔机的翼型都有，100年来有相当多的单位及个人做有系统的研究，与模型有关的方面比较重要的发展机构及个人有：１NACA：国家航空咨询委员会即美国太空总署﹝NASA﹞的前身，有一系列之翼型研究，比较有名的翼型是”四位数”翼型及”六位数”翼型，其中”六位数” 翼型是层流翼。
２易卜拉：易卜拉原先发展滑翔机翼型，后期改研发模型飞机翼型。
３渥特曼：渥特曼教授对现今真滑翔机翼型有重大贡献。
４哥庭根：德国一次大战后被禁止发展飞机，但滑翔机没在禁止之列，所以哥庭根大学对低速﹝低雷诺数﹞飞机翼型有一系列的研究，对遥控滑翔机及自由飞﹝无遥控﹞模型非常适用５班奈狄克：匈牙利的班奈狄克翼型是专门针对自由飞模型，有很多翼型可供选择。
有些翼型有特殊的编号方式让你看了编号就大概知道其特性，如NACA2412，第一个数字2代表中弧线最大弧高是2%，第二个数字4代表最大弧高在前缘算起40%的位置，第三、四数字12代表最大厚度是弦长的12%，所以NACA0010，因第一、二个数字都是0，代表对称翼，最大厚度是弦长的10%，但要注意每家命名方式都不同，有些只是单纯的编号。
因为翼型实在太多种类了，一般人如只知编号没有坐标也搞不清楚到底长什么样，所以在模型飞机界称呼翼型一般常分成以下几类：１全对称翼：上下弧线均凸且对称。
２半对称翼：上下弧线均凸但不对称。
３克拉克Y翼：下弧线为一直线，其实应叫平凸翼，有很多其它平凸翼型，只是克拉克Y翼最有名，故把这类翼型都叫克拉克Y翼，但要注意克拉克Y翼也有好几种。
４S型翼：中弧线是一个平躺的S型，这类翼型因攻角改变时，压力中心较不变动，常用于无尾翼机。
翼型与机翼的气动特性ppt课件
(1 2x f ) 2x f x x 2
0 x xf xf x 1
式中，f 为相对弯度，x f 为最大弯度位置。
12
NACA四位数翼型族（1932）
f是中弧线最高点的纵坐标；p是此最高点的弦向位置（x ）f
第1数代表f，是弦长的百分数；第2位代表p，是弦长的十
分数；最后两位代表厚度，是弦长的百分数
平板翼型效率较低，失速迎角很小
将头部弄弯以后的平板翼型， 失速迎角有所增加
6
1884年，H.F.菲利普使用早期的风洞测试了一系列翼型， 后来他为这些翼型申请了专利。
早期的风洞
7
与此同时，德国人奥托·利林塔尔设计并测试了许多曲线翼 的滑翔机，他仔细测量了鸟翼的外形，认为试飞成功的关键 是机翼的曲率或者说是弯度，他还试验了不同的翼尖半径和 厚度分布。
迎角不大时，摩擦阻力是主要的， 压差阻力较小；在设计升力系数下 ，此时迎角不大，阻力系数称为最 小阻力系数
随迎角或升力系数的增大，翼面上 边界层增厚，尾迹区加宽，粘性压 差阻力逐渐增大为主要部分；一旦 出现失速，粘性压差阻力剧增
Cy-Cx升阻特性：升阻比
极曲线
30
粘性流动：翼型阻力
翼型的升力是由于表面上的压力分布造成的。对 作用在翼型上的剪切力沿升力方向上进行积分得到的 值通常是可以忽略的。事实上，升力可以通过 假定无 粘流动并且结合在后缘处的库塔条件精确求得。但是 ，运用相同的方法来预测阻力，得到的阻力值为0，这 个结果与常识相违背，称此为d’Alembert悖论。 d’Alembert是法国数学和物理学家，他第一个运用 这种方法来计算二维翼型无粘扰流产生的阻力
第六章 翼型与机翼的气动特性
Present theoretical methods for the calculation of airfoil aerodynamic properties
机翼
机翼科技名词定义中文名称：机翼英文名称：wing定义：飞机上用来产生升力的主铱件。
所属学科：航空科技（一级学科）；航空器（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布机翼是飞机的重要部件之一，安装在机身上。
其最主要作用是产生升力，同时也可以在机翼内布置弹药仓和油箱，在飞行中可以收藏起落架。
另外，在机翼上还安装有改善起飞和着陆性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼，有的还在机翼前缘装有缝翼等增加升力的装置。
目录编辑本段机翼弦后掠角等）、上反角、翼剖面形状(翼型)等（图2a）。
常用基本翼型有低速翼型、尖峰翼型、超临界翼型和前缘较尖锐的超音速翼型。
此外还有以下一些重要的相对参数：①展弦比：机翼翼展与平均弦长（机翼面积被翼展除）之比；②梢根比：机翼翼梢弦长与翼根弦长之比；③翼型相对厚度：翼型最大厚度与弦长之比。
这些参数对机翼的空气动力特性、机翼受载和结构重量都有重要影响。
飞机的机翼按照俯视平面形状的不同，可划分为三种基本机翼。
平直翼机翼的1/4弦线后掠角大约在20°以下。
平直翼多用在亚音速飞机和部分超音速歼击机上。
在亚音速飞机上，展弦比为8～12左右,相对厚度为0.15～0.18。
在超音速飞机上,展弦比为3～4,相对厚度为0.03～0.04左右。
后掠翼机翼1/4弦线后掠角多在25°以上。
用于高亚音速飞机和超音速飞机。
高亚音速飞机后掠翼的常用参数范围是：后掠角30°～35°，展弦比6～8，相对厚度约 0.10，梢根比0.25～0.3。
对于超音速飞机，后掠角超过35°，展弦比3～4，相对厚度0.06～0.08，梢根比小于0.3。
三角翼机翼前缘后掠角约60°，后缘基本无后掠，俯视投影呈三角形状。
展弦比约为 2，相对厚度0.03～0.05。
多用于超音速飞机，尤以无尾飞机采用最多。
改善机翼气动特性的措施超音速飞机常用的后掠和三角形薄机翼存在低速大迎角特性不好的缺点。
深度！飞翼布局的发展解析
深度！飞翼布局的发展解析1 飞翼布局发展历史飞翼是有别于常规气动布局的一种飞行器气动布局方式，机身和机翼融为一体，取消了尾翼，使得整个外形都是升力面。
飞翼布局飞机的外形可按照气动最优条件设计，空气动力效率高，升阻比大。
由于飞翼布局所具有的优越的气动、装载、隐身等能力，成为无人作战飞机等的理想布局。
飞翼气动布局很早就被提出来，但由于其本身的特点和当时空气动力学方面的认识局限，使得其发展道路并不顺利。
按其发展历史来看，大概可以分为两个阶段。
（1）早期阶段飞翼布局飞机虽然看起来外形怪异，设计超前，但是这种简洁流畅的构型一直吸引着设计者们的想象，早在20世纪初，也就是第一架真正实用的飞机诞生不久，航空先驱们便开始了制造飞翼的尝试。
目前，世界上公认的第一架无机身、无尾翼的全飞翼飞机是由德国的豪顿兄弟研制的HO系列飞翼机。
上世纪30年代，首架HOI飞翼机面世，后一年豪顿兄弟研制HOII型飞翼滑翔机，而HOIII型，一种更新型的飞翼机也进行了试飞，由此初步奠定了飞翼机向实用化转化的基础。
HOII型飞翼滑翔机二战前后，德国豪顿兄弟研制的两型飞翼机是HO VIII型和HO IX 型。
前者主要用于客运，后者则为世界上首架飞翼式喷气战斗机，又称为Go-229战斗轰炸机。
与德国飞翼机齐名的是美国人约翰诺斯罗普研究设计的N系列飞翼机。
他研制出与美国现役B-2隐身轰炸机外形大致相同的一种飞翼机。
N-1M、N-9M是N系列飞翼机中十分成功的两种。
1941年，诺斯罗普的飞翼技术得到了实际应用，美国陆军要求应用他的飞翼技术制造2架XB-35轰炸机。
经过一番努力，这种非同寻常的轰炸机终于问世。
自二战末期起，飞翼机换装喷气式发动机已势属必然。
从1945之后，美国先后完成了装有喷气式发动机的XB-49飞翼机的研制。
N-1M飞翼机XB-35轰炸机（2）发展阶段飞翼机的再次崛起是60年代以后，在早期的研究中，由于空气动力学和飞机设计理论发展的滞后与不成熟，飞翼布局的外形暴露出了其先天不足的特性：飞机的操纵性与稳定性与常规布局的飞机相差很大，飞翼布局飞机的稳定性不足，操纵难度大，飞行控制系统的设计过不了关而导致不得不放弃该类布局型式。
飞机机体发展历程简述
飞机机体发展历程简述飞机机体的发展历程可以追溯到人类追寻飞行梦想的开始。
在过去的几个世纪里，飞机机体经历了许多改进和创新，使其成为现代航空业的重要一环。
飞机的机体最早由轻质材料如木头、布料和金属构成。
第一架飞行器的机体由桁架结构构成，包括用木条和钢线构造的机翼和尾翼。
这种机体结构的优点是轻巧，但缺点是不够坚固和耐用。
进入20世纪初，飞机机体的发展进入了一个新的阶段。
在此期间，飞机的机翼开始采用更坚固的结构，如金属骨架和木头或铰接金属蒙皮。
这种结构使机翼更加坚固，也增加了飞机的稳定性和控制能力。
到20世纪20年代，飞机机体的设计开始趋向于全金属结构。
这是通过在飞机的各个部分使用金属构件来实现的，包括机翼、机身和尾翼。
全金属结构机体的优点是更耐用、更轻便，也更容易加工和制造。
这种机体结构的使用进一步推动了飞机的发展和改进。
随着航空技术的不断发展，飞机机体的设计也在不断创新。
在20世纪30年代，飞机机体开始采用流线型设计，以减少空气阻力并提高飞行性能。
这种设计概念在战斗机和高速飞机中得到了广泛应用，使飞机能够飞行更远、更快。
在20世纪50年代和60年代，飞机机体的设计又迈出了一大步。
此时，飞机机体开始采用了更复杂的结构，如复合材料和碳纤维。
这些材料的使用使机体更加坚固和轻便，同时还提高了飞机的性能和安全性。
到21世纪初，飞机机体的设计已经成为一个高科技领域。
现代的飞机机体采用了各种高级材料和技术，如复合材料、先进的计算机建模和仿真技术。
这些创新使飞机机体更加耐用、安全和环保。
总的来说，飞机机体的发展历程展示出人类不懈追求飞行梦想的决心和努力。
从最初的桁架结构到现代的复合材料设计，飞机机体的改进和创新推动了航空业的发展。
随着技术的不断进步，我们可以期待在未来的飞机机体设计中看到更多的突破和创新。
航空史话：介绍人类飞行器的发展历史
铝合金的发明!航空材料对飞机性能的影响很大，材料技术的不断进步是航空发展历程重要的组成部分。
20世纪头20年，德、法等国已经设计出为数不多的几架铝合金飞机。
由于在气动布局上没有大的突破，所以性能没有什么提高，而且还增大了质量。
但是，随着对飞机性能要求的不断提高，飞机速度的提高，载重的增大，机动性增强，木质材料的缺点越来越多地暴露出来，诸如结构脆弱、安全性差等，木质结构走到了尽头。
人们也逐渐意识到全金属飞机的安全性大大优于木质飞机。
1906年，法国工程师维尔姆在一次实验中意外地发现含4%的铜、0.5%的镁、0.5%的锰以及少量硅、铁的铝─铜─镁合金，在急速冷却之后，强度和硬度均会有所增加。
这就是最早出现的铝合金──杜拉铝。
杜拉铝问世以后，人们一直把提高铝合金的抗拉强度作为研究重点。
从20年代开始，美国人通过在合金中增加硅和镁的含量，先后研究出2014铝合金和性能更好的2024铝──超级杜拉铝合金，抗拉强度显著提高。
这种铝合金的研制成功，为飞机材料开辟了光明的前景。
20世纪30年代以后，铝合金逐渐取代早期的木质材料成为飞机材料的主流。
后来，人们研制出了更多的航空用铝合金材料。
至今，铝合金仍是飞机的主要结构材料。
全金属飞机的发明全金属飞机最早产生于军用飞机领域，世界上第一家全金属飞机是德国飞机设计师容克斯设计的J.1“锡驴”（Blechesel），这种采用铝合金蒙皮和防护装甲的双翼机，还是最早的攻击机，机上安有机枪，载有少量炸弹，可低空对地面目标进行扫射轰炸。
1915年12月12日，J.1首次试飞，标志着全金属飞机的诞生，为飞机性能的迅速提高开辟了道路，也标志着飞机发展进入一个新的时代。
全金属民用飞机的研制则较晚，出现在一战结束之后。
1925年，福特汽车公司的飞机制造部推出了全金属、三发动机的福特型客机。
但是，当时的全金属飞机在性能上并无优势，而且造价较高，所以，20年代末30年代初，美国各航空公司的飞机仍以木质飞机为主。
215497712_从双翼到单翼——飞机“翅膀”的演化史
撰文/依蔓 审核/史庆起（中国飞机强度研究所）从双翼到单翼飞机“翅膀”的演化史飞机诞生之初为双机翼18世纪后期到19世纪上半叶，英国空气动力学家乔治•凯利，通过对鸟类飞行原理，以及鸟翼面积、鸟的体重与飞行速度的大量观察研究，发现机翼产生的升力与飞行速度的平方及机翼的面积存在着成正比的关系，此外，升力系数还会随机翼的迎角发生变化。
1903年12月17日，美国莱特兄弟借助乔治·凯利的理论和德国滑翔飞行家李林达尔的滑翔飞行数据，研制出了一架双翼机。
作为世界上1909细长的“翅膀”飞得高粗短的“翅膀”更灵活自飞机问世以来，飞机设计师不断尝试各种方法，以求提高飞机机翼升力空气密度×速度的平方××机翼升力系数即机翼产生的升力与飞行速度的平方和机翼面积成正比。
但起初，飞机发动机功率不足，飞行速度较慢且很难提升。
于是，设计师设想通过增加机翼面积来获得较大的升力。
要增加机翼面积，其中一个方法是增加机翼的展弦比。
一般来说，展弦比越大，飞机机翼越细长，升力系数越大；反之，展弦比越小，飞机机翼越粗短，升力系数越小。
这点在自然界也有体现——需要长距离或长时间飞行的鸟类，通常具有大展弦比的翅膀；需要良好机动性的鸟类，翅膀的展弦比则相对较小。
3副及以上机翼的飞机统称为多翼机）现代民航客机与战斗机的比较：民航客机（左图）的机翼相对细长，能提供较大的升力；战斗机的机翼相对粗短，能提供更好的机动性Copyright©博看网. All Rights Reserved.33弦长指翼弦的长度，翼弦即翼型（也叫翼剖面）前缘点与后缘点之间的连线。
由于大多数飞机机翼不同位置的翼弦不一样长，例如翼根弦长与翼尖弦长，因此一般常用的弦长参数为平均几何弦长，即取翼根弦长与飞机的展弦比昙花一现的多机翼不过，由于早期飞机的材料以木材为主，如果翼展过大，机翼容易折断，设计师因此不得不考虑将机翼设计成双层翼甚至多层翼的布局。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机翼外形发展史1903年12月17日，这是一个载入史册的日子，莱特兄弟制造出的第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者”1号试飞成功。
它采用了一副前翼和一副主机翼，并且都是双翼结构，用麻布蒙皮和木支柱联结而成。
一台汽油活塞发动机被固定在主机翼下面的一个翼面之上，机翼后面安装着左右各一副双叶螺旋桨，机尾是一个双翼结构的方向舵，用来操纵飞机的方向，而飞机上下运动则由前翼来操纵。
飞机没有起落架和机轮.只有滑橇。
起飞时飞机装在滑轨上，用带轮子的小车拉动辅助弹射起飞。
驾驶员俯伏在主机翼的下机翼中间拉动操纵绳索的手柄操纵飞机。
这次飞行的留空时间只有短短的12秒，飞行距离只有微不足道的36米，但它却是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定和可操纵的重于空气飞行器的首次成功升空并飞行，从此，人类的航空事业揭开了崭新的一页。
100多年来，飞机的发展取得了丰硕的成果，运输机、侦察机、战斗机等各种各样的飞机应运而生，同时随着飞机种类的不同及功能需求的不同，机翼的外形也发生了翻天覆地的变化。
在飞机诞生之初，机翼的形状千奇百怪，有的像鸟的翅膀，有的像蝙蝠的黑翼，有的像昆虫的翅膀;有的是单机翼，有的是双机翼。
聪明的古人观察出鸟类所以会飞，完全因为那对奇妙的翅膀。
于是，好奇的人们开始制造各式各样的翅膀，因此最初飞机的机翼大多数与鸟类的翅膀相似。
随后，随着时代的进步，人们的目光不仅仅局限于鸟类，人们吸取桥梁建造方面的经验，把上下机翼通过支柱和张线联成一个桁架梁，增加结构受力高度，以提高机翼刚度，减轻结构重量。
这些优点使双翼机成为早期飞机的主要型式。
随着飞机速度的不断提高，双机翼支柱和张线的阻力越来越大，成为提高速度的主要障碍。
高强度铝合金问世后，人们已有可能制造出结构重量不太大而又能承受大载荷的薄机翼。
从20世纪30年代起，双机翼逐渐被单机翼取代。
在现代的飞机中，除对载重量和低速性能有特殊要求的小型飞机外，双机翼已不多见。
到第二次世界大战时，虽然绝大多数飞机“统一”到单机翼上来，但单机翼的位置又有上单机翼、中单机翼和下单机翼之分，其形状有平直机翼、后掠机翼、三角机翼、梯形机翼、变后掠角机翼、前掠角机翼之别。
1945年，英国研制了两架飞机，安装了当时先进的喷气发动机，速度达到音速。
但过了不多久，这两架飞机先后在空中解体坠毁。
后来人们通过研究才发现原来飞机接近音速时，机翼上出现“激波”，使机翼表面的空气压力发生变化空气作用力的总作用点后移，飞机会突然自动俯冲，又使飞机增速更快，最后超过它本身能承受的强度，所以飞机散架了。
后来，用其他飞机做试验飞行时，还发现一个严重的问题，就是机翼上产生激波后，飞机的阻力会急剧增加，比低速飞行时大10倍甚至几十倍，所以即使用喷气式发动机，也很难使飞机超音速。
当时把这种困难叫做“音障”。
为了解决机翼影响飞行速度的问题，许多国家都在研制新型机翼。
德国人发现把飞机的机翼做成向后斜的形式，像燕子的翅膀，可以延迟“激波”的产生，减小由于激波引起的阻力，也可以缓和飞机接近音速时自动俯冲的不稳定现象。
这种形状的机翼被称为后掠翼，后掠翼是机翼设计的一种型态，特指机翼沿着翼展方向的轴线与机身具有一个向后的角度，即掠角为锐角。
机翼的后掠程度由后掠角大小来进行表示。
后掠翼是平直机翼发展而来的，适用于较高的飞行速度，气动特点为可增大机翼的临界速度，并减小超音速飞行时的阻力。
1948年，美国把后掠机翼应用在F-86战斗机上，苏联也于40年代末期，研制出带后掠翼的喷气式米格-15歼击机。
但是，后来进一步研究表明，为了超音速飞行，后掠翼并不是惟一可用的形式。
很薄的梯形和三角形机翼，对超音速飞行也很合适。
所以后来美国的SR-71飞机和苏联的米格-25飞机的机翼外形就大不相同。
SR-71飞机使用的是三角形机翼，而米格-25飞机是后掠翼。
但这两种飞机的性能却比较接近。
三角翼所属现代词，指的是平面形状呈三角形的机翼。
为使飞机能够更高速的飞行，必须使飞机在飞行时能获得更佳的性能，因为机翼为飞机的主升力面，飞机在高速飞行时，当气流流经机翼表面后，在机翼后缘所产生的紊流相当严重，而紊流会减低飞机机翼所产生的升力，进而降低操控性能，故藉由风洞的测试，设计了三角形机翼的无尾机翼，将机翼与水平面合为一体，称为三角翼飞机，多用於战斗机，但有些是使用双三角翼，即是机翼和尾翼均为三角形的翼型。
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，造成升力损失，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。
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F-104 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。
然而，大后掠翼、三角翼、梯形翼的起飞、着陆速度和机动性都不及平直翼，但平直翼的高速飞行阻力太大，那通过机械手段，使机翼的后掠角可以在飞行中按需要随意改变，岂不两全其美了？这就是变后掠翼的由来。
对变后掠翼的研究，始于40年代，但直到60年代，才设计出实用的变后掠翼飞机。
一般的变后掠翼的内翼段是固定的，外翼同内翼用铰链轴连接，通过液压助力器操纵外翼前后转动，以改变外翼段的后擦角和整个机翼的展弦比。
变后掠翼的缺点是，结构和操纵系统复杂，重量较大，不大适合轻型飞机使用。
变后掠翼的概念看似简单，实现起来问题一大堆。
首先有飞行稳定性的问题。
随着机翼后掠角的增加，升力中心逐步后移，很快就有升力中心远离重心的问题，即使超级巨大的平尾能压住，也将带来巨大的阻力，得不偿失。
为了减小升力中心的移动，变后掠翼只能一分两段，铰链设置在固定的内段外侧，而活动的外段减小，牺牲变后掠翼的效果来简化工程设计。
就像苏-17 为了最大限度地减小飞行稳定性问题，活动段只占翼展的一半；F-14 的活动段比例大一点，但依然有一个很大的固定段。
变后掠翼还有很多具体问题：翼下起落架不容易找地方生根，活动段内无法设计翼内油箱使总的翼内油箱空间大减，翼下武器挂架需要随活动段同步转动才能保持挂载的武器指向前方，加上变后掠翼固有的机械问题，变后掠翼最后会变的很重，极大地抵消了变后掠翼的气动优势。
在60-70 年代昙花一现之后，变后掠翼现在很少采用了，1981 年首飞的图-160 是最后一种新投产的变后掠翼飞机。
之后，在俄罗斯茹可夫斯基飞行试验中心,集俄罗斯航空工业近年来的研究成果和最新技术于一身的一37战斗机莫斯科航展上惊鸿一现,激起了世界航空界的浓厚兴趣,同时也揭起了俄罗斯开发前掠翼战斗机的神秘面纱的一角..一37战斗机可以说是世界上第一种真正的前掠翼战斗机,其特点是机翼前掠,采用非传统的三翼面鸭式气动布局,双垂尾向外倾斜,留有一对水平尾翼.一37战斗机在亚音速飞行时,具有极好的气动性能和大迎角状态下的机动性能,适于作过失速机动.不过,从概念上来说,前掠翼战斗机并非是一项全新的设计概念,它应该说是早期胎死腹中;而后又由于新技术的发展而起死回生的设计概念的典型代表.其实，早在第二次世界大战期间,德国的飞机设计师们就已经感到,飞机在高亚音速机动时,前掠翼飞机在抑制空气压缩效应方面,似乎要明显优于后掠翼战斗机(后掠翼战斗机存在着翼尖失速问题).而且,后掠翼战斗机在结构设计方面还有很多优点,如当时德国设计制造的"容克"一87轰炸机,采用了具有15度前掠角的前掠机翼,这一设计使机翼与机体结构的衔接避开了弹舱位置,从弹舱的后面通过.又如1964年首<>飞的德国一320汉莎商务机,其前掠翼设计使机翼衔接处位于增压式座舱的后面,从而非常轻松地与机体融合在一起.不过,必须指出的是,以上两种飞机机翼的前掠角都被严格地限制在15度以内.然而,尽管人们开始认识到前掠翼飞机存在着许多潜在的优点,可是前掠翼飞机并没有得到全面发展,反而夭折在了襁褓之中,这是由于在当时还有许多技术上的难点无法克服。
直到1984年,第一架前掠翼试验飞机一29在美国爱德华空军基地正式升空,从1984年12月14日到1992年1月18日,两架一29验证机先后进行了成功的试验飞行.采用复合材料后,前掠机翼的优点马上就发挥出来了,它不仅具有后掠机翼提高临界马赫数,降低波阻的优点,还从根本上克服了翼尖失速的缺点.加上布局的特点,使它具有下列主要优点:一是升力特性好.由于前掠机翼没有翼尖失速问题,因此,大部分机翼的潜力能充分发挥,产生出最大升为.于是,低速性能尤其是起飞着陆性能远远优于后掠翼飞机,能在更短的跑道上起降.二是升阻比高.前掠机翼不仅有用升力大,而且升力展向分布较好,即使在大迎角下,展向仍能保持椭圆分布,因此,诱导阻力小,升阻比高.升阻比的提高,增大了飞机的最大航程和作战半径.三是大迎角时操纵性好.前掠机翼克服了翼尖失速的缺点后,即使在大迎角下,仍能保证副翼有良好的操纵性能.四是采用前掠机翼的飞机便于采用近距耦合鸭式布局.此外,采用前掠机翼的飞机还有一些其他优点,例如,配平阻力小,超音速航程大,具有抗螺旋特性,飞机布局灵活性大等.目前,最新型的前掠翼飞机就是俄罗斯苏霍伊设计局设计的一37前掠翼战斗机.一37于1997年9月23日进行首飞。
还有必不可少复合机翼——边条翼，一些第四代高机动战斗机（俄罗斯标准，没过于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。