飞机气动设计动态（军机版）

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1、飞机气动设计动态（军机版）飞机气动设计动态（军机版）周华2009年11月10日目录1.空战的早期形式1.双翼机&三翼机2.杜黑与制空权理论3.BomberMafia与战略空军2.第二次世界大战1.位势流理论与椭圆形机翼2.单翼机3.朝鲜战争1.喷气机时代2.FighterMafia与空优理论4.越南战争1.导弹2.截击机VS空中优势战机5.隐形战机6.侦察机、强击机、运输机、直升机7.高超声速飞行器8.无人机时代9.未来会怎样1.空战的早期形式WilburandOrvilleWright1903年莱特兄弟发明飞机，改变了人类的天空，也改变了战争的形态。1.空战的

2、早期形式飞机诞生的初期主要用于飞行表演和短程运输。在参与战争的早期主要用于侦查，后来在墨西哥内战中，一名美国雇佣飞行员在侦查途中向敌方飞机开枪，成为人类历史上第一次空战。双翼机、三翼机时代早期飞机主要用木材做机体结构材料，因此翼展不能太大，必须采用双翼或三翼形式以保证飞机拥有足够的升力和结构强度。除了机体气动设计外，螺旋桨气动设计也是当时的重要任务。福克式灾难－机枪协调器一战期间由于同盟国的福克式飞机上加装了机枪协调器，使机枪子弹可以穿过螺旋桨射击，从而在很长时间内取得空战中的优势，被称为“福克式灾难”。红男爵里希特霍芬－一战中的王牌飞行员ManfredvonR

3、ichthofenRedBaron杜黑与《制空权》飞机是三维打击武器，可以用来打击敌方重要的军事、经济、政治中心，进而剥夺敌方的战争意志，赢得战争。总之，夺取制空权就获得了战争的主动权。杜黑的理论在二战期间得到全面实践，并一直影响到后来的空战形态和飞机设计工作。GiulioDouhet椭圆形机翼根据位势流理论，椭圆型机翼的环量分布是椭圆形的，在同等升力条件下拥有最低的诱导阻力。因此亚声速飞机大多以椭圆形机翼为基准进行设计，很多飞机干脆就直接采用椭圆形平面布局。后来出于结构设计考虑，也大量采用矩形翼设计。FrederickLanchesterLudwigPrand

4、tl椭圆型机翼-几何与升力分布二战期间的典型战机MIG-3零式野马Me-109由于铝合金材料的出现，单翼机开始成为主流设计。黑魔鬼哈特曼ErichHartmann352aerialvictories单翼机VS双翼机双翼机由于支杆的干扰作用和相对较小的翼展，使得其阻力大大高于单翼机，因此单翼机淘汰双翼机成为必然。遭遇跨声速问题德国俯冲轰炸机在高速俯冲过程中首次遇到跨声速问题，引起空气动力学家对跨声速问题的关注。这个问题就是后来的音障问题，并最终导致后掠翼的诞生。俯冲轰炸机巨舰重炮时代结束二战期间，巨舰重炮时代结束，空军作为独立兵种脱离陆军序列，航空母舰取代战列舰开

5、始成为海战中枢。大和号巨舰重炮时代结束美国衣阿华级战列舰美国尼米兹级航空母舰航母的出现改变了武器投送方式，因而改变了海战模式。另一件大事－原子弹诞生胖子广岛被原子弹攻击后原子弹的诞生催生战略空军的诞生BomberMafia与战略空军精确打击敌纵深的经济中心、军事工业可以用最小代价快速赢得战争胜利。为达到这个目的，用于战略轰炸的远程轰炸机应该成为优先发展对象。为了对抗敌方战略轰炸，拦截敌方轰炸机成为战斗机主要任务，并形成截击机概念。几种战略轰炸机BomberMafia的理论虽然被证明是不完善的，但是却起到了让空军独立成军的作用，同时对后来的空军建设还是起到了巨大的

6、作用。地毯轰炸－制空权理论的实践地毯式轰炸指对预订区域的盲目轰炸，平均弹距应保持对被攻击区域的有效覆盖。地毯式轰炸可以有效震慑敌方心理。苏联的战略轰炸机在苏联核威慑下，“逆火”超声速战略轰炸机的出现直接促成我国J8系列战机的诞生。TU22Backfire苏联的战略轰炸机TU160朝鲜战争F86与MIG15的较量显示出局部战争中战机空战能力对战争结果的影响，并导致战后“空中优势”理论的诞生。AdolfBusemann朝鲜战争－喷气式飞机朝鲜战争中的空战是第一次以喷气式飞机为主角的空战。气动设计上则主要采用了头部进气和后掠翼为主的设计形式。战机黑手党（Fighter

7、Mafia）EnergyManeuverabilityTheoryJohnBoydHarryHillaker截击机设计由于核大战威胁仍然存在，因此截击机仍然是战机设计的主要形式之一。截击机的主要任务是拦截敌方入侵的战略轰炸机，因此其基本设计要求是“高空高速”，由此决定其气动设计将以细长体＋薄机翼为主要形式。考虑到三角翼在较小的相对厚度情况下可以获得较大的翼内空间，便于安排起落架空间，因此很多截击机采用了三角翼设计。在这个阶段，Whitcomb提出的面积律是气动设计中的重大发现。面积律的发现Whitcomb在讲解面积律面积律在YF-102上的验证面积律在YF-10

8、2上的验证美国的F104