[科普中国]-二战战机为什么下单翼居多？

出品：科普中国

作者：王明志

策划：武玥彤

监制：光明网科普事业部

网友提问：二战战机为什么下单翼居多？

专家解答：

飞机是有动力的重于空气的飞行器，飞机之所以能在空中飞行并进行各种复杂的机动，主要得益于飞机机翼产生的升力以及副翼提供的横侧操纵力。作为飞机的重要部件之一，机翼通常由中翼、左右外翼和翼尖整流装置构成，包括翼梁、翼肋、桁条和蒙皮等部分。中翼和外翼的后部还分别安装有襟翼和副翼。作战飞机通常在机翼下方挂载各种军械外挂物，翼盒的内部可用于设置油箱和安放起落架。

根据机翼在机身上的配置关系，机翼可分为上单翼、中单翼和下单翼，各有不同的特点。通常，机翼的外形取决于飞机的气动要求，机翼的结构形式取决于传力、受力与强度。二战时期，主要国家研制的战机多采用下单翼，主要是基于两个方面的考虑。

首先是考虑到便于设置飞机的座舱。二战时期的战斗机大部分是二战前设计的，二战中设计的战斗机只是在二战后期才投入使用。当时的战斗机的特点是，都配装螺旋桨发动机（绝大部分发动机安装在机头部署，少量双发战斗机安装在左右机翼上），机体相对较小，起飞重量较轻。由于发动机的重量在全机重量中占比较高，因此飞机升力中心也需要靠前，而飞机的座舱也在飞机靠前的位置。如果采用上单翼，飞行员上方的视线会受到机翼的遮挡，不便于空战中观察空中态势；如果采用中单翼，中翼盒将穿过机身，影响座舱的设置，需要把中翼分成两部分，在机身上的安装就比较复杂；采用下单翼就最简单，可以保证中翼的整体性，机翼与机身的连接最方便，座舱底板直接设置在中翼上，不受任何影响。

其次是考虑到有利于简化主起落设计。二战时期战斗机都采用后三点式起落架，主起落架在前。上世纪30年代以前的战机多为固定式起落架，在设计时只需要考虑起落架的支撑问题。采用收放式起落架以后，就需要考虑主起落架的收放安置问题。主起落架收放后可以采用安置在机翼和机身上两种方案，两种方案都会对机翼在机身上的配置关系产生影响。主起落架安置在机身上时，主轮距会受机身宽度较小的影响，需要有较大的外斜臂对起落架形成横向支撑作用，这不仅使起落架收放机构设计更加复杂，增加起落架的重量，而且机腹与地面的间隔需要增大，使飞机整体高度增加，所以二战时期战斗机都不采用主起落安置在机身上的方案。主起落架安置在机翼上时，下单翼布局的起落架长度最短，设计最简单，重量最轻。

所以，综合以上两点，二战时期的战斗机以下单翼为主。实际上，目前仍有相当部分的军用初级教练机以及由此改装的轻型攻击机采用下单翼结构，足见该结构有其独到的优点。

二战著名战斗机P-51采用下单翼结构（图片来自网络）

二战著名的“喷火”式和P-47战斗机都是下单翼结构（图片来自网络）

目前的“超级图卡诺”轻型攻击机也采用下单翼结构（图片来自网络）

王明志，1980年6月加入空军，1991年获军事学硕士学位，2000年获军事学博士学位。曾任航空兵部队作训参谋、副团长、教研室副主任、主任。先后在《外国军事学术》、《空军军事学术》、《外国空军军事学术》、《中国空军》、《航空杂志》等发表论文、译文30余篇；1996年以来为《世界军事年鉴》“航空武器装备”类目撰稿人；担任3本教材的主编、副主编；获军队科技进步三等奖1项，空军军事理论研究成果一等奖1项，二等奖和三等奖多项。