军工圈

央视网 2020-02-14 19:05:46

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“脑洞大开”的椭圆形机翼

在人类航空工业制造史上,有不少“脑洞大开”的飞机设计产品。1932年,德国航空工程师恩斯特·海因克尔就曾设计了一款椭圆形平直单翼结构的飞机,命名为“闪电70”。而在当时,主流战斗机使用的还是双翼结构。

“喷火”战斗机设计师雷金纳德·米切尔曾致信恩斯特,对他的这一杰出创新表示祝贺。也许是受到“闪电70”的启发,米切尔在着手设计“喷火”战斗机时,也选择的是椭圆形平直单翼。椭圆形机翼配合独具一格的流线型结构,“喷火”战斗机一亮相就惊艳世人。

虽然战斗机飞行性能有了极大提升,但椭圆形机翼的制造工艺并不简单,尤其是机翼翼尖的制造工艺十分复杂。于是,部分公司开始尝试使用梯形机翼,用两个或三个梯形拼成近似椭圆形状。在反复试验中,设计人员发现梯形机翼的气动性能与椭圆形机翼相差无几,椭圆形机翼升力分布与翼尖形状之间似乎没有必然联系。

到了二战时期,梯形平直机翼几乎形成“一统天下”之势。随着发动机加速更新换代,飞机的飞行速度也得到明显提升。1945年,英国两架装备了当时最先进喷气发动机的梯形平直单翼飞机以接近音速飞行时,机翼上出现“激波”,飞机突然加速俯冲,空气压力超出飞机本身的承受强度,最终飞机在空中解体。

后来,经过研究发现,平直机翼有一个致命的缺陷:飞机无法突破超音速飞行时遇到的“音障”。

至此,以椭圆形机翼为代表的平直机翼飞机逐渐退出历史的舞台。随着后掠翼和三角翼飞机相继问世,曾经风光一时的椭圆形平直机翼被送进了博物馆。如今,人们在博物馆驻足观看时,还能感受到当初设计者们“脑洞大开”的想象力。时间也许会淘汰不符合战场需求的产品,却淘不尽军工人身上孜孜以求的创新精神。

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