機動能力強大!今天各國卻為何不再研究「可變後掠翼」戰鬥機了?

2020-02-03     軍迷哨所

上世紀70年代,人類在航空工業上邁出了最關鍵的一步,航空工業的發展進入了鼎盛時期。大量先進飛機的出現和設計構想的提出,為今天航空工業的發展起到了非常重要的作用。以至於今天我們所看到仍然在服役的先進飛機很多均出自這一時期,如F-14「雄貓」戰鬥機、F-16「戰隼」戰鬥機、F/A-18「超級大黃蜂」艦載機、F-117「夜鷹」隱身戰機以及蘇聯的蘇-27「側衛」戰鬥機和米格-25「狐蝠」高空高速截擊機等等。這些戰機要麼服役這一時期,要麼首飛這一時期,但到了40年後的今天這些戰機不僅僅沒有完全退役,還是很多國家的主力機型。

F-14「雄貓」戰鬥機


除了在那個時期首飛或者服役的戰機以外,甚至今天很多先進先進飛機的設計構想也出自這一期。例如B-2「幽靈」隱身戰略轟炸機和F-22「猛禽」隱身戰機等等

不過在上世紀70年代服役的飛機中,最早以F-14「雄貓」戰機為代表,這種戰機設計特殊,採用了「可變後掠翼」的設計,它的出現極大的改善了美國艦載機的作戰能力。同時,大量新型技術的運用,使得F-14一時間成為了世界關注的焦點。在今天看來,F-14雖然不是第一款採用「可變後掠翼」設計的飛機,但它卻是世界第一款也是唯一一款採用這種設計的艦載機。那麼「可變後掠翼」飛機到底有什麼突出的地方呢?

F-14「雄貓」戰鬥機三視圖


說起「可變後掠翼」設計飛機的發展,最早以上世紀40年代德國研製的梅塞施密特P-1101型飛機為起點。當時德國為了在空中占據優勢,設計了各種不走尋常路的戰機,「可變後掠翼」設計的梅塞施密特P-1101型飛機就是其中之一。不過隨著戰爭的推進,這些不走尋常路而設計的戰機卻沒有為德國空軍發揮什麼決定性的作用二戰就結束了。

梅塞施密特P-1101型飛機


德國戰敗後,戰勝國美國、蘇聯和英國等國從德國手中獲取了大量前「前所未有」的技術,為本國技術發展提供基礎支持,其中「可變後掠翼」設計的技術也是其中之一。上世紀60年代,美國在吃透這種技術後,研製出了世界第一款實用型的F-111"土豚"多用途中距離戰鬥/攻擊機。「可變後掠翼」技術在F-111上的成功運用,一時間成為了世界各國熱衷研究的對象。後續接連誕生了米格-23「可變後掠翼氣動布局」戰鬥機、F-14「雄貓」艦載機、狂風戰鬥機、B-1B和圖-160戰略轟炸機等等

F-111"土豚"多用途中距離戰鬥/攻擊機


不過到了今天,風靡一時的「可變後掠翼」技術,卻漸漸退出了歷史舞台。F-14、F-111和B-1B戰略轟炸機之後,美國再也沒有一款採用這種設計的戰鬥機。今天的俄羅斯也是如此,自米格-23之後,如今除了圖-160在服役,也不再研製「可變後掠翼」飛機,其它國家也不再研製這種設計的飛機。

圖-160戰略轟炸機


那麼「可變後掠翼」技術為何會漸漸退出歷史舞台呢?

我們從優缺點和解決方案進行分析!

一、優點

「可變後掠翼」技術的優點非常明顯,設計之初為了提高飛機的突防能力為考量。所以,這種飛機的突防能力極強,因為機翼可以變動,可呈角度偏轉,使得飛機在飛行過程中降低飛機的激波阻力。以F-14和F/A-18為例,F-14的最大飛行速度可以達到2.38馬赫,而F/A-18卻只有1.8馬赫。由此我們不難看出,F-14的突防能力明顯優於F/A-18艦載機。再以圖-160和B-1B戰略轟炸機為例,起飛重量超過百噸的轟炸機,卻能夠實現超音速飛機,甚至比一般的戰機還飛得快,這其中就得益於「可變後掠翼」技術的運用。

可變後掠翼示意圖


二、缺點

有優點就有缺點,「可變後掠翼」技術的缺點也非常明顯,甚至超過了優點,上面我們已經提到,採用這種設計的飛機機翼可以向後偏轉,從而降低阻力,提高突防能力。但帶來的問題卻是維護成本高,結構複雜等嚴重的問題。設計上,可變後掠翼飛機的內翼段是固定的,外翼同內翼用鉸鏈軸連接,通過液壓助力器操縱外翼前後轉動,以改變外翼段的後擦角和整個機翼的展弦比。這樣的設計使得結構複雜,重量大幅度增加,操縱也非常麻煩,故障率也比較高,維護費用更是比同類飛機高得太多。更要命的是,這種設計的飛機會降低載荷,降低載彈量,破壞飛機的隱身能力。所以,這種飛機除了擁有強大的機動能力以外,並什麼優勢,反而缺點更加明顯。

可變後掠翼結構


三、解決方案

為了解決「可變後掠翼」飛機的缺點,同時又使戰機有強大的機動能力。如今的飛機普遍採用了雙三角、鴨翼、跨音速面積率曲線、大邊條設計和翼身融合等等技術的設計。使今天的戰機擁有良好的作戰性能,同時還避免了「可變後掠翼」技術帶來的風險以及高昂的維護費用和設計費用,另外還不會破壞戰機的隱身能力。

放棄可變後掠翼設計的F/A-18


所以,在我們看來,可變後掠翼設計的飛機雖然機動性能強大,但缺點更加明顯,加上有了良好的解決方案。這些因素成為了這種技術逐漸退出歷史舞台的原因,各國也不再繼續在戰鬥機上研製這種技術。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-cn/XKMOD3AB3uTiws8KoG0y.html