變著花樣飛

程峰

1903年12月17日，萊特兄弟的飛行者1號(hào)首飛成功，我們通常把這一天視為飛機(jī)誕生的日子。飛行者1號(hào)是人類歷史上第一架成功載人飛行的飛機(jī)，它選擇了鴨式布局，即主機(jī)翼在后部，控制升降的小機(jī)翼在前部。因此也可以說(shuō)鴨式布局是歷史最悠久的機(jī)翼布局模式?，F(xiàn)在，鴨式布局主要應(yīng)用在高機(jī)動(dòng)性的戰(zhàn)斗機(jī)上，比如歐洲的JAS-39“鷹獅”戰(zhàn)斗機(jī)、陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)、臺(tái)風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)，還有我們國(guó)家的驕傲——?dú)?10和殲-20戰(zhàn)斗機(jī)。

在之前的文章里我們介紹過(guò)，飛機(jī)在空中飛行時(shí)，由于機(jī)頭部分先遇到空氣，所以機(jī)身周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生人字形波浪線。常規(guī)的機(jī)翼布局，氣流流過(guò)飛機(jī)頭部后直接就作用到了主機(jī)翼上。所以流經(jīng)主機(jī)翼的氣流態(tài)勢(shì)比較穩(wěn)定。而鴨式布局就不一樣了，鴨翼在主機(jī)翼的前方，氣流會(huì)先經(jīng)過(guò)鴨翼再吹到主機(jī)翼。在這種情況下，鴨翼的一舉一動(dòng)都會(huì)影響主機(jī)翼上的氣流狀態(tài)，所以鴨式布局是一種不穩(wěn)定的氣動(dòng)布局。不過(guò)，不穩(wěn)定也意味著機(jī)動(dòng)性較高。

接下來(lái)，我們一起來(lái)制作一架鴨式戰(zhàn)斗機(jī)，共同探索一下它的性能特點(diǎn)吧。這是一次很有意思的探索，所以我們就把這次折的戰(zhàn)機(jī)命名為探索者戰(zhàn)機(jī)，編號(hào)X-9。

放飛紙飛機(jī)

因?yàn)轼喪斤w機(jī)調(diào)節(jié)的方式比較特別，并且具有一定的挑戰(zhàn)性，所以在完成之前我們可以先體驗(yàn)一下初始狀態(tài)下探索者戰(zhàn)機(jī)的飛行效果。

用拇指和食指捏住機(jī)身下方梯形的位置，試著將紙飛機(jī)向前投出，不出意外的話，它可以保持水平姿態(tài)向前飛行。

初步試飛完成后，我們就可以開(kāi)始調(diào)節(jié)鴨翼了。

這架鴨式飛機(jī)我們采用的是與殲-20一樣的全動(dòng)式翼面。說(shuō)起這種全動(dòng)式翼面，還是在飛機(jī)進(jìn)入超音速時(shí)代后才慢慢流行起來(lái)的。

早期的飛機(jī)，水平尾翼前面的部分是固定的，后面的部分是可以做俯仰動(dòng)作的升降舵。在亞音速飛行時(shí)代，這種設(shè)計(jì)可以很好地控制飛機(jī)飛行。不過(guò)，進(jìn)入超音速飛行時(shí)代后，人們發(fā)現(xiàn)這種設(shè)計(jì)無(wú)法順利將飛機(jī)拉升，于是就發(fā)明了一種新的結(jié)構(gòu)，即讓整個(gè)水平尾翼都能進(jìn)行俯仰動(dòng)作的“全動(dòng)式水平尾翼”。

調(diào)整好翼面后，用力將紙飛機(jī)向斜上方投出。此時(shí)，紙飛機(jī)的飛行迎角猛然增大，會(huì)突然抬頭，然后伴隨著一個(gè)急停飄落向地面。這種飛行姿態(tài)和蘇-27戰(zhàn)斗機(jī)類似。

鴨翼并不是簡(jiǎn)單地把水平尾翼放在主機(jī)翼前面，這種設(shè)計(jì)對(duì)飛行控制的影響是很大的。各位小飛行員們可以多嘗試幾次，也可以結(jié)合其他舵面的動(dòng)作探索一下各種飛行狀態(tài)。

剪出所有的舵面、翼面后，會(huì)對(duì)紙飛機(jī)的飛行姿態(tài)有一定的影響。我們先將各舵面的位置歸位，然后試飛幾次，再根據(jù)飛行結(jié)果微調(diào)各舵面，盡量讓飛機(jī)保持平飛。記?。悍较蛲ㄟ^(guò)方向舵修正，俯仰姿態(tài)可以通過(guò)副翼修正。

鴨式飛機(jī)結(jié)構(gòu)圖

X-9折紙圖紙