[科普中国]-固定几何形状机翼

后掠翼

后掠翼就是前缘和后缘均向后掠的机翼，表征机翼后掠程度的指标是后掠角，即机翼前缘与水平线的夹角。后掠翼的气动特点是可增大机翼的临界马赫数，推迟激波的到来，并减小超音速飞行时的阻力。后掠翼的出现是机翼形状的一次重大变革，对飞机发展产生了极大影响。1

三角翼与后掠翼不同，三角翼的前缘后掠，后缘平直，俯视其平面形状为三角形。从空气动力学角度看，三角翼超声速飞行阻力小。从亚声速过渡到超声速飞行时，机翼压力中心向后移动量小，这对舵面平衡能力较差的飞机尤为重要。

三角形机翼一般展弦比小于3，是小展弦比机翼，其流场甚至在不大的迎角下，本质上都是三维的。从下表面通过侧边或前缘（大后掠角）向上表面形成激烈的空气溢流。在这些边缘上形成三维涡面，在机翼上翼面形成顺气流强大涡心，进而与顺气流机翼主涡面形成翼尖涡汇合（右图）。这样的立体涡系在机翼上表面沿弦向诱导出附加速度，使上表面增加了真空度，从而产生附加升力，足以补偿局部分离而造成的升力损失。小展弦比机翼这种气动效应随迎角增大而加剧，延缓了大迎角下气流分离。但亚声速飞行时升阻比低，在大迎角下才能有足够的升力。过大迎角使着陆时向前视野受到影响，一般采用机头下垂措施来改善驾驶员的视界。

三角翼对结构受力非常有利，半翼气动中心更靠近根部，减小了根部弯曲载荷，同时弦长很长，相对厚度一定时，翼根绝对厚度大，结构重量轻，刚度好，并且内部可有更多的容积，可用以储存燃料或收放起落架等。2

双三角翼双三角翼是内、外翼后掠角不同的细长翼，也是一种固定几何形状机翼。通常内翼后掠角大于外翼后掠角。和三角翼相比，同一机翼面积和展弦比下，双三角翼根部的弦长大，相对厚度小，内翼后掠角大，能够有效地减小超音速波阻。此外，因内翼很细长，亚音速下内翼的升力贡献较小，而在超音速，其升力作用增大，故音速前后的空气动力中心移动量较小，从而减小飞机的超音速配平阻力。

双三角翼的内翼很细长，非常适合超音速飞行；同时，外翼的后掠角比内翼小，可以兼顾到跨音速和亚音速飞行的要求。在低速和亚、跨音速范围，迎角不大时，从内翼和外翼分别生产两个前缘涡，迎角再增大，两个前缘涡合并成一个。形成稳定的流动，增大机翼升力，提高抖振边界。双三角翼的一个重要缺点是前缘涡引起俯仰力矩随迎角变化不规则，力矩变化呈非线性。1

固定翼飞机主要特点优点和其他交通工具相比，固定翼飞机有很多优点：

一、速度快。目前喷气客机的巡航时速在900千米/小时左右。

二、机动性高。固定翼飞机飞行不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔，而且可根据客、货源数量随时增加班次。

三、安全舒适。据国际民航组织统计，民航平均每亿客公里的死亡人数为0.04人，是公路交通事故死亡人数的几十分之一到几百分之一，和铁路运输并列为最安全的交通运输方式。

局限性但是固定翼飞机作为交通工具也有自身的局限性：

一、价格昂贵。无论是固定翼飞机本身还是固定翼飞机所消耗的油料相对其他交通运输方式都高昂的多。

二、受天气情况影响。虽然现在航空技术已经能适应绝大多数气象条件，但是比较严重的风、雨、雪、雾等气象条件仍然会影响飞机的起降安全。

三、起降场地有限制。大部份固定翼飞机都需要机场升降，需要有较长的跑道供起降，对起降的条件要求比较苛刻。

四、一定的危险。虽然民航客机每亿客公里的死亡人数远低于其他常见运输工具，但由于飞行事故的幸存率很低，所以给公众的心理感觉还是有一定危险的。

五、虽然固定翼飞机不断提升燃油效率，但是飞行时每消耗1千克燃油就会排放3千克二氧化碳，而且气体直接在大气层排放，对全球暖化的影响比地面排放还要大。3