現代軍用飛機的主動控制技術和變後掠翼技術解析

主動控制技術

主動控制技術是由美國率先提出的一種飛機設計和控制技術。從飛機設計的角度來說，主動控制技術就是在飛機設計的初始階段就考慮電傳飛行控制系統對總體設計的影響，充分發揮飛行控制系統潛力的一種飛行控制技術。

F-16是世界上第一種採用主動控制技術思想設計的飛機

由於採用主動控制技術的設計方法在選型和布局的過程中，都將控制系統作為一個主要因素來考慮，所以這種技術又被稱作隨控布局技術。

國外的第三代戰鬥機都廣泛採用了主動控制技術，如F-16、F/A-18、蘇-27、米格-29等。民航機也有採用主動控制技術的，如波音777客機、空殼A320客機等。

米格-29戰鬥機

採用主動控制技術的飛機可以具有以下一些功能：

1、放寬靜穩定態；

2、實現直接力控制；

3、控制激動荷載；

4、控制突風荷載；

5、控制機體顫振；

6、採用綜合火控制/飛行/推力控制系統。

主動控制技術的採用能讓飛機的性能得到很大提高，主要表現在：

1、減小飛機尺寸，減輕結構重量，降低巡航阻力，增大航程；

2、提高戰鬥力的機動型和完成作戰任務的效率；

3、減少結構疲勞損壞，延長使用壽命，改善乘坐品質和著陸性能，減輕駕駛員工作負擔；

4、降低製造成本和維護費用。

變後掠翼技術

機翼的主要參數有翼展、翼弦、前緣後掠角、展弦比等。翼展是指機翼左右翼尖之間的長度；翼弦是指機翼沿機身方向的弦長，除了矩形機翼外，機翼不同地方的翼弦是不一樣的；垂線之間的夾角；展弦比是翼展和平均翼弦的比值。

蘇-22變後掠翼

以上參數對於飛機的飛行速度和飛行高度等性能都起著非常重要的作用。人們很早就認識到，升力的主要決定因素是機翼的面積，但早期機翼的材料強度不夠，因此只能給飛機裝上兩層乃至三層機翼，這樣的機翼阻力太大，飛行速度自然得不到提高。

在提高飛行高度後，人們意識到要想獲得高飛行速度，除了飛機外形必須儘可能設計成流線型，以減小飛行時的阻力。因此，作為飛機外形的主要組成部分的機翼，就必須設計成既能產生大升力又具有小阻力的形狀。

根據空氣動力學的理論和實踐，低速情況下比較適合採用大展弦比的平直機翼；高亞音速時則應採用後掠翼；超音速飛行時就必須採用小展弦比的機翼以便減小由於超音速而急劇增加的阻力。

然而，即使是超音速飛機也只有在戰鬥中才以最大速度飛行，其餘大部分時間還是以較低速度飛行，為解決這一速度變化的問題，變後掠翼技術就誕生了。變後掠翼技術可以使飛機在飛行過程中按照飛行速度的大小自動改變機翼的後掠角，這樣既可以滿足高速飛行的需要，也可以使飛機有良好的低速性能和起飛滑跑能力。

變後掠翼由固定的內翼和可動的外翼組成，兩者用轉動樞紐鏈接。此外，機翼前面還增設了可伸縮的小翼，用來改善變後掠翼的操縱性。在飛行中，機翼前緣後掠角可以做較大的改變；而艦載機在艦上停放是，後掠角還可以進一步增大，比如F-14熊貓，可以減少在航母上所佔面積。

F-14熊貓超音速艦載戰鬥機

變後掠翼的優點十分顯著，但其缺點是轉動機構複雜，使機翼的重量增大，同時可靠性也有所降低。

變後掠翼技術常常用於多用途戰鬥機和轟炸機，如前蘇聯的米格-23、米格-27、蘇-24、圖-160，美國的F-111、F-14A、B-1以及英國、德國、義大利三國聯合研製的「狂風」戰鬥機等。