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作者: ywc (情不自禁) 看板: Military
標題: 幻象兩千之二
時間: Fri Dec 5 16:52:44 1997
幻象２ＯＯＯ型戰鬥機系列
三角翼的發展背景:
在韓戰結束後, 航空科技先進國家相繼推出全新世代的兩馬赫戰鬥機, 其中
主要的傑出『作品』是幻象Ⅲ、ＭｉＧ－２１及Ｆ－１Ｏ４三種戰鬥機。這三型
戰鬥機都較韓戰中所使用的戰機 (如ＭｉＧ－１５、Ｆ－８６) 進步的多, 雖然
這兩個世代的機型進入服役的時間相差不到十年, 但新一代的機型在性能上確有
戲劇性飛躍的進步, 以速度為例就快了一倍以上。因而, 當時的軍事觀察家認為
這次戰鬥機的世代交替, 比40年代活塞引擎邁向噴射引擎時代的進步來得更為震
撼人心。
簡單分析起來, 當時新世代的戰機之所以能突破 2馬赫, 主要有兩個原因:
(1) 後燃器的使用使推力大增
新引擎的設計因加入後燃器的使用之故, 只要增加很少的引擎重量便可使噴
射推力為之大增 (約增加40﹪左右的推力) 。雖然在次音速時使用後燃器能使戰
鬥機急劇加速, 但卻會產生進氣壓力降低至引擎無法正常運轉的現象。在這個問
題的解決方法, 在幻象Ⅲ、ＭｉＧ－２１及Ｆ－１Ｏ４戰鬥機上可以發現這三型
戰鬥機都使用多層震波 (multi-shock) 型進氣口設計 , 使戰機具有高空高速的
飛行性能。而稍早一世代的Ｆ－１ＯＯ及ＭｉＧ－１９等戰鬥機僅採用較簡單的
皮氏進氣口 (Pitot tube) , 故無法擁有極佳的高空高速性能。
(2) 新式機體的設計使飛行阻力大幅降低
新世代戰鬥機在減低飛行阻力方面, 機身改為流線型的設計, 比較有分歧及
差異之處是在於機翼的設計。在此先對法國達騷公司、美國洛克希德 (Lockheed
) 飛機公司, 及前蘇聯米高揚格瑞維契 (Mikoyon Gurevich) 飛機設計局做比較
, 由此可評估幻象機型系列的基礎。
洛克希德公司在發展Ｆ－１Ｏ４時, 選用了一種展旋比極低, 和機身近乎垂
直的翼形設計, 再加上只有 3.3﹪的機翼厚度∕弦長比值, 這種世界最薄的戰鬥
機機翼, 因極小的正面投影面積, 故僅產生極小的空氣阻力。但在薄如刀刃的機
翼內, 幾乎無任何可用的空間, 因此必須在機身裡塞入複雜的供由系統及起落架
。另外, 必須重新設計一種新式的襟翼裝配法, 及一具全新的襟翼致動器, 而降
落時極高的進場速度也無法避免。
米高揚格瑞維契設計局則為了減低ＭｉＧ－２１的乘波阻力 (Wave drag) ,
特別採用了60度後掠且相當薄的三角形翼, 並配合一組低翼面、能負荷高升力的
水平尾翼。因此, ＭｉＧ－２１的進場速度較傳統機型增加了不少, 同時, 其較
長的內側弦 (即翼根長度) 衍生了相當的機翼厚度, 可以在機翼內部存放部份燃
料, 和大部分的主起落架結構。雖然有些人認為ＭｉＧ－２１這種較中庸的翼形
配置要勝過Ｆ－１Ｏ４, 但是在事實上, 因為Ｆ－１Ｏ４具有較大的機身及較廣
的應用彈性, 故在許多性能上的表現要優於ＭｉＧ－２１。
達騷公司在發展幻象Ⅲ式戰鬥機時, 同樣也採用了中庸厚度的三角翼形設計
, 但卻取消了水平尾翼, 以求得較低的翼面負荷。這種概念設計的結果, 造成了
一種面積相當大, 而且簡而易製的三角翼, 這對『大翅膀』不但擁有極大的載油
空間, 更使得下機身結構的安裝便得簡單許多。另外, 這種三角翼在縱向上的截
面分佈極佳, 也就是說由於三角翼內弦長度大, 雖然機翼中央厚度頗大, 但因為
機翼是由前緣開始逐漸才變厚, 故相對厚度還是很小的, 因此所產生的乘波阻力
不會很大。純就機身結構與阻力係數而言, 幻象Ⅲ式的確是三者中 (Ｆ－１Ｏ４
、ＭｉＧ－２１) 最佳的設計。
文章暨資料來源: 全球防衛雜誌、尖端科技 及 尖端科技精華本
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