舰载机哪些事(一)翼位置 中单翼

舰载机哪些事(一)翼位置中单翼

舰载机中采用中单翼的不多,特别成功的型号很少看到,但是中单翼的设计在陆基飞机上大行其道,相当一部分主力战斗机都采纳中单翼的设计,比如一代机中的米格17,二代机中的米格21,三代机中的f-16，和下单翼相比，把机翼的位置提高，可以让飞机的重心比机翼平面只稍低一点点，让飞机的横向稳定性变得可以任由设计师来控制，中单翼的飞机往往能兼顾机动灵活和飞行稳定这两方面的需求，对操作系统或者飞行员的要求较低。中单翼的飞机起落架没有下单翼那么好设计，但是机翼的位置高度往往还允许设计师把起落架支撑点放在机翼上，同样还能采用下单翼那种简单的设计手段。中单翼比下单翼容易处理这样的起落架收放方式，起落架较厚的轮胎可以放进机身，而起落架撑杆则在机翼内，轮胎部分甚至不需要整流罩，这样设计对结构难度和内部空间都有相当好的利用，但是如此一来，起落架的收放会占据机翼内侧相当大一段翼展，这个位置很难设计外挂点，同时起落架收入机身的位置如果选择不好，会切断机身挂点的延续性，让机腹挂点也很难布置成可以支持大型挂载物的，这方面的典型产物就是中国的J-82，它的起落架和挂点设计严重阻碍了战斗机本身性能的发挥，导致战斗机性能单一，用途无法扩展。陆基战斗机中设计处理较好的是陆孝彭设计的强5，强5从米格19继承了最简单的起落架形式，但由于设计师的巧妙安排，强5和j-82类似的结构却有不同的结果，它以一架小很多的飞机布置了11个挂点，尽管飞机本身而言性能已经落后于时代，但是原设计的合理性导致要寻找到合理替代的飞机并不容易，这个型号的飞机产量巨大，在许多国家服役了30年以上。最新的台风战斗机也是这样的设计，基于同样原理，它也将起落架的支撑点放在机翼上，同样，由于位置放置的较为合理，台风的外挂点数量达到13个，尽管起落架让内侧挂点不允许挂载大尺寸的导弹或其他武器，但是总多的挂点协调下，台风的挂载能力还是让人满

意的。

回到舰载机的话题，采纳中单翼设计的舰载机很少，美国在50-60航空大跃进年代有几款不太成功的设计，F-7U大弯刀是中单翼的设计，这种飞机气动布局比较特殊，采用了很罕见的无尾后掠翼布局，机翼位置非常靠近飞机尾部，起落架布置在机翼上，这是因为F-7U 大弯刀起飞需要一个相当大的固定仰角，起落架布置在较高的机翼上可以让钱起落架不必设计的很长，受制于那个罕见的布局，大弯刀是非常难于控制的，它甚至没有证明中单翼飞机对舰载机的任何意义就被排除在甲板以外。另一种飞机则是格鲁曼的f-9f黑豹，它还衍生了f-11虎式战斗机，其中f-11算是海军第一种达到超音速的战斗机之一，航空大跃进时代飞机设计进步的很快，各种方案层出不穷，f-11并没有成为航母上的主力，并不是它性能有多么差，正相反，它可能是同时期中美国机动性最强的飞机，他曾经成为美国海军航空兵蓝天使表演队的专机，不成功的发动机导致飞机的短命，另一方面航空科技的大跃进让刚刚破音速的f-11很快就落后于时代。

从此以后就很少见到中单翼飞机在舰载机上有所建树，究其原因，中单翼设计提高了机翼高度，让飞机可以拥有较好的外挂条件，但是，中单翼丧失了下单翼设计那些对结构简化的优点，对起落架的设计要求大大提高，F-11把起落架设计到机身上，这样要获得足够的主轮距

需要很长的斜臂，这让起落架结构受力负荷很不合理，而即便如此，主轮距还是远不如下单翼那么宽大，如果把起落架撑点仍然设计在机翼上，那么中单翼的挂点方面的优势则有可能因起落架布局的劣势而毫无所获。另一方面，在60年代，中单翼的放置位置会面临进气道的干扰，主要的受力结构不能穿越进气道而必须绕开，这让机身受力变得较为集中，特别是舰载机降落冲击较大，当起落架布置在机身上时，对中部机身框架提出了极为苛刻的应力集中，不利于降低结构重量。空气动力学方面，中单翼并没有能避免下单翼出现的根弦处低压气流与机身气流所产生的不利干扰，尽管获得了一些横向稳定性方面的好处，但不足以抵消结构上带来的缺陷。中单翼在陆基飞机上的大放异彩和陆基飞机起降力学条件有很大关系。在美国海军轻型战斗机竞标中，GD与沃特组成的联合集团对F-16进行了舰载适应化的重新设计，发现如果要达到舰载的要求，飞机空重需要从6900kg增加到9300kg，其中结构和起落架部分的增重占了较大的份额。

尽管没有成功的中单翼舰载机，这并不意味着中单翼一定会被排除在舰载机设计之外，即将服役的F-35C战斗机就是中单翼的，先进的气动技术已经可以让机身和机翼的干扰变得很小，结构上的一些问题可以通过优良的布局，合理的分布进行协调，先进的结构设计和材料技术可以克服很多结构上的不利之处，新一代飞机的设计机体的升力体结构让中单翼和上单翼的界限便很模糊，中单翼飞机也有机会象上单翼飞机那样获得一个平滑的上表面，不仅获得小的气动干扰，也可以让主要受力结构可以合理的贯通机身。F35C采用中单翼可以获得成功还有另外的原因，新一代战斗机的武器内置化降低了飞机对外挂物的依赖，因此，外挂物在设计时的重要性下降了，这是中单翼重新获

得采用的一个重要原因。