翼的结构

翼的结构 战斗机可变后掠翼是什么结构做到的？

采用可变后掠翼设计的战机机翼结构基本都一样，在机身背部设计有结构复杂的箱形结构——翼盒，翼盒两端和可变翼翼根的转轴连接，使机翼可以以转轴为圆心旋转，而机翼旋转是靠设计在翼根处液压动作筒控制。

如下图，以美国的F-14雄猫战机为例，红箭头指向的是翼盒，黄箭头指向的是翼根转轴，蓝色箭头指向的是液压动作筒，液压动作筒一端以转轴连接在翼盒上，一端连接着机翼翼根。

F-14战机的可变后掠翼结构不同的可变后掠翼战机机翼设计稍有区别，比如有的液压动作筒设计在机翼前方，有的设计在后方。

除了战斗机外，还有一些大型轰炸机也采用的可变后掠翼，比如大名鼎鼎的俄罗斯图-160和美国B-1轰炸机。

这些大型轰炸机的可变后掠翼结构、原理与战斗机的也都类似。

如下三图，俄罗斯图-160轰炸机的机翼结构和美国B-1轰炸机的稍有不同，B-1只在机翼前设计了液压动作筒，而翼展更大的图-160机翼前后都设计有液压动作筒。

B-1轰炸机机翼结构俄罗斯图-160轰炸机机翼结构俄罗斯图-160轰炸机机翼结构可变后掠翼在冷战时期是非常流行的机翼设计，后掠角变小可以降低阻力，可以获得更高的飞行速度，后掠角变大时虽然阻力会变大，但是升力会提高，这就使得可以以更低的速度飞行，因此采用可变后掠翼设计可以让飞机同时兼顾低速性能和高速性能。

不过可变后掠翼也存在许多先天缺陷，比如对翼盒和翼根的结构强度要求非常高，一般都由价格高昂的钛合金制造，其次是结构死重大。

以最著名的可变翼战斗机F-14“雄猫”为例。

该机采用可变后掠翼设计，其上单翼可在飞行中自动调整后掠角度，并提供手动 *** 作模式。

机翼后掠角的正常调节范围是20-68度，并且提供一个75度的机库停放后掠角，机翼后掠角变化速度约为7.5度每秒。

当F-14机翼的后掠角在20-68度之间变化时，相应翼展也在19.50米到11.58米之间变化。

在自动模式中，机翼后掠角由机载标准中央大气数据计算机（SCADC）根据高度和马赫数自动确定。

F-14是唯一能全自动改变机翼后掠角的飞机，狂风不是，B-1B也不是。

“雄猫”的每侧机翼都由一个单独的液压动作筒驱动，每秒变化八度，一个中空铝合金联轴将左右动作筒齿轮箱联接起来以确保两侧机翼同步收放。

F-14在30年服役中只发生过两次联通轴失效的事故，并且都安全着陆。

整个机翼被安装在一个被称为翼盒的钛结构上，翼盒几乎横跨整个机身，两端是安装机翼的轴承。

当机翼收起时，后缘约25％的面积会被整流罩覆盖，目的是使机翼和机身间平滑过渡。

此外在整流罩后方还有帆布充气袋来填充机翼下表面的空隙，在机翼展开时鼓起的充气袋还能填补整流罩后方的落差，保证气流通顺。

每侧机翼动作筒都由一个单独的液压马达驱动，与人们认为的相反，F-14在飞行中展开机翼所需的动力比收起时所需的更小。

展开时液压马达驱动动作筒的流量是55升/分，只需用到一个固定排量泵，收起时需要约两倍的流量，并且需要用到一个可变排量泵。

这是因为机翼转轴离压力中心的距离使展开比收起容易。

为了降低机翼后掠角变化时产生的跨音速和超音速配平阻力，设计师把F-14的机翼转轴尽量外移，最后距机身中线达2.72米，结果缩短了可变翼部分的长度，降低了压力中心的偏移幅度。

F-14的翼盒结构长6.7米、宽约1米，高约0.35-0.4米。

机翼承载贯穿结构也叫翼盒，是一个结构复杂的箱形结构。

为了使翼盒重量尽可轻而又不应影响强度，格鲁曼采用高强度轻重量的钛合金来制造，由于钛合金使用常规方法无法焊接，为此还发展了真空电子束焊接技术。

除了承力外，翼盒也构成了一个整体油箱。

翼盒由33个精密加工的钛合金部件（锻件和板材）组成，需要进行70多次独立的电子束焊接，焊接总长度达6米。

翼盒重量约为1000千克，仅相当于高强度全钢结构的60%重量。

其他可变翼飞机的机翼设计可能没有这么精细，但在远离和结构上与F-14大同小异。