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英国是世界上最早推出喷气式战斗机的国家之一。在德国推出Me262的时候,英国基本上已经准备好推出“流星”了。但盟军空中优势已经牢固,德国大势已去,“流星”最后急急忙忙推出的唯一理由是:再不赶紧,就没仗打了。
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“流星”最后也没有多少战果,一开始还主要用于拦截V1巡航导弹。终于前出部署到欧洲战场后,也严格限制,不得越过战线,怕被击落后泄密。“流星”从未与Me262有过空战。历史上第一次喷气式战斗机之间的空战要等到朝鲜战争,那是在米格-15和F-86之间。5 T, a& C, n5 e2 M; m
' t# C& f, l- \ L" v+ u9 a! y战后,英国继续研制喷气式战斗机,“闪电”是“双二”时代唯一的英国战斗机,速度超过M2,实际上达到M2.27,实用升限达到18000米,离名副其实的“双二”还差一口气,但相差不多了。( Y' L( ^! w7 J. B/ c5 r
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这是如火如荼的年代,空气动力学还在高速发展时代,各种设计如雨后春笋。美国有F-106的无尾三角翼和F-104的梯形翼,法国幻影III也是无尾三角翼,苏联米格-21则首创有尾三角翼,事实上成为后来美苏战斗机气动布局的先驱,F-15、F-16、米格-29、苏-27都可以看作某种形式的有尾的截梢三角翼。
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0 w- ^+ G2 k3 m6 g4 i3 `( i但英国另辟蹊径,推出“闪电”。% R b+ Q$ I+ @% F, L: \
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这大概是战后最丑陋的战斗机,没有之一。战斗机应该体轻如燕,但“闪电”看着就像腆着肚皮的野猪。这是由于独特的上下并列双发。5 v3 `% n8 B X& R
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8 K9 E) E/ E* g0 p8 y2 [3 O4 f( S“闪电”是仅有的上下双发战斗机
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0 S6 ^0 B8 e9 s4 y本来就显肚子,加上机腹副油箱就更是大肚子形象了
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双发才能提供更强劲的动力,这没有问题。双发一般是横着并列,有窄间距的,像F-15;有宽间距的,像F-14。各有各的优缺点,但共同问题是横向滚动惯量较大,横滚相对不敏捷。
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在发动机可靠性较差的早期,还有单发失效引起的偏航力矩问题,宽间距的问题更大。
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. r. B2 q$ ^" ~上下并列就不怕单发失效,飞机设计里对俯仰控制很注重,这是稳定性和机动性的命根子,单发失效这点力矩不在话下。横滚更加敏捷当然也是优点。“闪电”确实是非常敏捷的战斗机,这是从蠢笨的外观想不到的。, z3 L% x$ Z: i3 F
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“闪电”也是“双二”战斗机里唯一采用大后掠翼的。
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6 K9 r k% L7 R$ h3 h: V还在1935年,德国人阿道夫·布斯曼就提出后掠翼理论,指出激波由机翼前缘法向气流速度超过音速引起。后掠翼将来流的速度分解为两个矢量:展向和法向,前者沿翼展的方向,后者垂直于机翼前缘。因此,增大后掠角可以推迟激波的产生,容许更高的飞行速度。
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4 m% B* U% X% P战后飞行进入超音速时代,后掠翼因为设计、制造和气动分析可以最大限度地沿用平直翼的技术,首先得到发展,也成为进入超音速时代的关键。美国海军为了保持较好的舰上起飞、着陆性能而迟迟不肯走后掠翼的路子,在朝鲜战争初期吃了大亏。等到想明白了,朝鲜战争也打到尾声了。美国空军没有纠结,快马加鞭地直奔后掠翼的F-86,才能顶住首先采用后掠翼的米格-15的凌厉攻势。; Z$ ^, X+ h& S3 {
! @, M. u1 P8 o9 P; P但后掠翼的后掠角进一步增大后,结构受力很不利,也越来越偏离平直翼的技术。
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( c# o& K3 C2 t5 O大部分设计团队都直奔三角翼,但英国电气还是选择后掠翼,只是很奇特的后掠翼。/ \8 U/ G4 @, o r- Z9 ]- v
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# E- k. R$ d) T' v! u“闪电”的后掠翼很独特,也是世界上唯一采用这样构型的1 L0 y, i. P2 k0 W
' t8 {7 `, O! r- w0 g这是唯一的等弦长后掠翼,没有一般后掠翼的翼根宽、翼尖细。最奇特的是,翼尖后缘平切一刀,形成平直的后缘。& c4 M. S9 [8 n) p. W* r& H
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后掠角越大,气流的展向流动越强。变弦长的话,展向流动和法向流动沿展向一路变化,没有计算流体力学帮助的早期气动设计有点hold不住。等弦长就简化很多。
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( I) k, A6 q$ z4 j9 n0 E- |+ a: I大后掠翼的另一个问题是后缘控制面也带很大的后掠角,大大降低控制舵效。7 T- h: n% ?6 q9 \2 P* C
5 c5 S/ V( ?: e" m% Q& i0 e“闪电”翼尖后缘这么平切一刀后,成为副翼的理想位置。也由于与前进方向垂直,控制舵效大大增加。无尾三角翼的后缘也是平直的,但远离重心,“拧劲”较大。无尾三角翼的襟翼更“拧”,在最需要襟翼增升的起飞、着陆阶段不便放手使用,避免过度的低头力矩。后掠翼翼尖的位置就接近重心,作用更加直接,襟翼也能放手使用。
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7 Q7 K# ~1 {: V* b; U另一方面,把“闪电”后掠翼的翼根填满,就成有尾三角翼了。一方面保留三角翼翼根长、受力好的优点,另一方面也保留副翼舵效高的优点,襟翼效率也提高了。这正是米格-21选择有尾三角翼的原因。* j: F* h2 W" h- P) e
( B6 S6 {5 x( D有尾三角翼几乎具有大后掠翼的全部优点,但避免了缺点,这是大后掠翼“后继无人”而有尾三角翼枝繁叶茂的原因。4 B8 c) @( ]. a- _) W, {
4 Q3 n; _! z0 I0 I" }“闪电”一直用到马岛战争后的1988年才全部退役。意不意外?惊不惊喜?
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“闪电”之后,再也没有完全英国设计、英国制造的战斗机了。在这个意义上,这是绝唱。多丑的绝唱,但还是不乏巧思。 |
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