导语：飞行原理—后掠翼2

上篇文章我们一起了解了后掠翼的影响和前缘涡流等相关知识，这篇文章我们将通过对比后掠翼与方形翼，更加深入的了解后掠翼，并在最后一起学习后掠翼的缺点。

1.失速

1.1 后掠翼与方形翼的对比

对于后掠翼，分布在翼尖处的升力系数最大（如上图所示）。

（不同类型的机翼气面首先分离区域）

（以下图为例）我们之前了解过，后掠翼的翼尖处会产生翼尖涡流，气面相对翼根会提前分离，翼尖首先失速。机翼翼尖由正常转为失速这个过程中，整个机翼的压力中心CP是向前移动的。翼尖失速后，机翼翼尖处的升力效率会大大降低，飞机产生抬头力矩，压力中心CP继续向左前方移动（另一侧机翼相反，向右前方移动）。因此对于后掠翼飞机来说，压力中心CP的运动是“向纵轴和前方运动”。

（ 后掠翼翼尖首先失速，压力中心前移）

对于方形翼（有些教材称为平直翼）飞机来说（以下图为例），机翼的翼根后部首先失速。翼根后部的升力损失后，压力中心CP移动到飞机重心之前，在机翼翼根后部的下表面留下了较高的正压。在由正常转为翼根失速这个过程中，压力中心CP先稍微往前左前移动。压力中心CP左前移动后，飞机产生低头力矩，这个力矩会使飞机的迎角减小（因为低头了），此时压力中心CP又开始后移，因此方形翼本身有从翼根失速中自动恢复的优点。

（方形翼翼根首先失速，这个过程中CP稍微前移）

（翼根失速后，低头力矩又使压力中心后移）

上面这个方形翼的知识点，如果你对照课本或者某些教材理解，可能会比较混乱，因为绝大多数教材都是这么说的“方形翼翼根失速，导致压力中心后移”。对于初学者不好理解，我们搜罗了大量外网教材，最终确定了方形翼的压力中心CP变化过程。

由于方形翼的各处翼弦基本一致，因此翼弦上的CP点的移动过程与机翼的CP点移动基本一致，如果上面的你看不懂，也可以按照下图理解：

首先翼根没有失速之前，压力中心CP点位于重心CG点以后，随着迎角的增大，翼根后部开始失速，失速发生后，CP点开始前移至CG点的前方。若迎角继续扩大，翼根部的失速区域扩大至机翼前方，CP点又开始后移。

由于前掠翼民航客机或者货机基本不涉及，这里我们不再讨论。

2.极曲线

后掠翼的升力减少是渐进的，其极曲线更加平坦，飞机失速的表现没那么剧烈。而且平坦的极曲线可以延迟螺旋的出现，降低进入螺旋的风险。

后掠翼相比方形翼对螺旋的敏感性更低，更不容易进入螺旋

3.积冰

当后掠角增大时，机翼上方气流的饱和湿度减小。因此，后掠角越大，积冰的风险就越低。你可以通过下图来理解：

上图中，当气流Qm不变时，后掠翼前缘单位体积内所含的水分更少，相当于空气的饱和湿度降低了：

（后掠翼积冰程度更低）

4.气动中心

在跨音速飞行时，后掠翼的气动中心向后移动的程度更低。压力中心则随气动中心位移。

5.后掠翼的缺点

虽然后掠翼空气动力学表现上要比方形翼好的多，但是好比“人无完人”，后掠翼也有一些缺点。

对于一个机翼来讲，在有扭转力矩的情况下，它绕着中性轴转动。这个中性轴位于压力中心的前面。因此，空气动力是机翼向前扭转的原因。

对于直翼，中性轴与前缘平行。因此，整个翼展的扭转是均匀的。

然而，对后掠翼来说，中性轴是向后的，它越来越接近前缘。这会造成两个问题：

（1）扭转沿着翼展的分布是变化的（因为压力中心和中性轴之间的距离是变化的）。

（2）在翼尖，由于扭转载荷位于翼根后，因此产生的力矩是非常大的。

因此，后掠翼的承受的结构载荷更大，这需要进行特定的增强，或者使用性能更加好的材料，成本也随之增加。

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