[科普中国]-无弧度机翼

无弧度机翼的飞机平衡

对于无弧度（平板）机翼的固定翼飞机，虽然机翼不产生升力，但是飞行仍然是以平衡为核心的。

在飞行中，力矩不平衡就会产生旋转。如果左右机翼不平衡就会以飞机滚转轴为轴发生滚转，这个平衡称为横侧平衡；如果以俯仰轴为轴，飞机抬头或低头，这个平衡称为俯仰平衡；如果以偏航轴为轴，飞机左转或右转，这个平衡称为方向平衡。通过舵面的变化就可以维持平衡或者打破平衡。

平板机翼在飞行的时候可以不考虑升力中心，它通过升降舵略微抬起，使飞机略微抬头，从而使机翼产生一个迎角，飞机在前进的时候，气流通过机翼就可以产生一个垂直于翼面的向上的作用力，从而使飞机飞行。1

平板翼型超声速升阻力的产生当超声速气流以正迎角流过平板（图1），在上表面前缘，超声速气流绕外凸角流动，产生膨胀波。气流经过膨胀波后，以较大的速度沿平板上表面等速向后流去。在下表面前缘，气流相当于流过内凹角的壁面，方向内折，产生斜激波。气流经过斜激波后，以较小的速度沿平板下表面等速向后流去。流至后缘，情况正好相反，上表面产生后缘斜激波；下表面产生后缘膨胀波。气流流过斜激波和膨胀波后，以同一方向同一速度流离平板。

气流经过平板上表面前缘的膨胀波，膨胀加速，压力降低，产生吸力。气流经过下表面前缘的斜激波，压缩减速，压力增大，产生正压力。由于气流等速流过平板上下表面，所以，吸力和正压力沿平板保持等值，如图2所示。可见，平板的总空气动力（R）作用在平板弦线的中点，并与平板保持垂直。即X压=0.5。R沿垂直来流方向的分力，为升力（Y）；沿平行来流方向的分力，为阻力（X）。因为这种阻力是由于超声速气流流过平板时，出现膨胀波和激波而产生的，故称为超声速飞行时的激波阻力，简称波阻。1