飞机扑动翅膀

司　古

如果留心观察一下我们所见到的飞机，会发现有些飞机的翅膀像伸直两臂的人，笔直地伸向两侧，而另一些飞机的翅膀则以一定角度向后倾斜。在航空领域，前一种机翼叫平直翼，后一种机翼叫后掠翼。喷气式飞机出现以后，人们发现只有采用后掠翼，才能适合高速飞行的需要，特别是超音速飞机，必须采用后掠翼设计。

早期的螺旋桨飞机速度提高到每小时700 多千米就难以再提高，在换用喷气式发动机后，人们发现，如果想要超过音速，就必须克服压缩空气产生的激波阻力，而平直机翼是无法克服这种阻力的，很容易在激波面前被撕扯得七零八落。经过研究，人们得出结论，大角度后掠的机翼非常适合高速飞行，德国人就率先在喷气式飞机上采用了后掠翼。后掠翼能让飞机轻松地超过音速，也就是比声音跑得还快。高速飞行的问题是解决了，但不久人们又发现了新问题。有些飞机不仅需要高速飞行，突破敌方的防线，而且还要求能在比较短的野战机场上起降，并且在长途飞行中还要尽量“省油”，这就比较麻烦了。要想高速冲过敌军的防空火力网，飞机必须采用大角度后掠翼；而要想缩短起降距离，提高燃油使用效率，只有接近平直的机翼才能办得到，这根本就是自相矛盾的要求。

科学家们还是有办法。经过认真分析，人们决定设计一种机翼会动的飞机，这种飞机机翼能够绕安装轴前后转动，在起降和长途飞行时，机翼向前转动，接近平直状态；在接近敌方目标时，机翼又能向后转动，变为大后掠角，让飞机高速冲向目标，发动攻击。这种技术称作变后掠翼技术。

1964 年，美国通用动力公司研制成功世界上第一种变后掠翼作战飞机F-111，此后格鲁曼公司又研制成功著名的美国海军舰载战斗机F-14“雄猫”。这两种战斗机的变后掠翼采用计算机自动控制，计算机会根据飞机的飞行速度自动调节机翼后掠角，获得最佳的飞行性能。F-14“雄猫”性能超群，该机配有先进的雷达和空对空导弹，专门负责远程截击来袭的敌方轰炸机，保卫航空母舰的安全。在历次作战中，F-14 多次击落过敌机，自己却从未被对方击落。

冷战时期，前苏联也开发了苏-17、苏-22、苏-24、米格-23、米格-27 等变后掠翼战斗机，但苏联人对变后掠翼进行了简化，这些飞机的机翼不是通过计算机自动调节，而是由飞行员手动调整，只能在几个固定的机翼后掠角之间切换。它虽然没有美国人的先进，但很实用，在降低成本的同时获得了性能的提升。

变后掠翼技术出现之后曾一度风行，当时欧洲一些飞机设计师们都尝试把这种技术用在本国的先进作战飞机上，英、德、意等国合作开发的“狂风”战斗轰炸机，就采用了变后掠翼设计。法国人也设计过变后掠翼的“幻影”G8 战斗机。除了战斗机，人们甚至把变后掠翼技术搬上了巨无霸飞机——战略轰炸机，美国率先开发成功了变后掠翼战略轰炸机B-1“枪骑兵”，前苏联也紧随其后，开发了图-22M“ 逆火”和图-160“ 海盗旗”。

从外观上看，变后掠翼战机的确十分威风，但它们的造价也十分昂贵。美国F-14“雄猫”就堪称史上最贵的舰载战斗机。随着变后掠翼飞机的投入使用，人们渐渐发现，它们虽然有着不错的使用性能，但缺点也和优点一样突出。变后掠翼机构非常精密复杂，且结构质量较大，这部分额外增加的质量在飞机设计中是“死重”，完全不能带来升力。变后掠翼机构要承受很大的力量，必须十分坚固，虽然它们用上了最优良的材料，可使用寿命仍然不高。每次起飞前和降落后，地勤人员就得立即全面检查，在平时他们还必须时刻监控变后掠翼机构是否正常，这些维护工作远比普通固定翼飞机复杂。

变后掠翼机构还有更多的麻烦。普通的飞机大多机翼内部会有一个起落架舱，飞机起飞后会把轮子收到这里。但变后掠翼飞机就不行了，因为变后掠翼机构占据了机翼内侧空间，这样起落架就只能往飞机肚子里收了，这一来起落架又可能和发动机或者飞机肚子里的其他设备“争地盘”，让飞机设计师非常为难。另一方面，变后掠翼飞机还有一个“毛病”，那就是外挂武器不好安排。普通飞机可以在整个机翼下部设置外挂点，导弹、炸弹、火箭等武器都可以挂在机翼下。而变后掠翼机却不行，因为机翼外段需要运动，所以下面无法设置武器挂架，即使装上了挂架，也只能选用能转动的活动挂架，这东西结构更复杂。所以大多设计师只能把武器挂架设计在机翼内侧和飞机肚子下面，这样飞机就难以携带更多的武器弹药。此外，普通飞机的机翼里面是空心的，可以安装油箱，但变后掠翼飞机就很受限制，很难设置翼内油箱，因为大部分空间都被变后掠翼机构占据了。飞机只能利用机身油箱和外挂油箱来装载油料，携带的油料少了，飞机也就飞不了太远。

一种优良的飞机，除了飞行性能优异，还必须具备很好的使用维护性，也就是说结构不能太复杂，要好修理，好保养。如果按照这一标准来衡量，变后掠翼作战飞机在使用维护性方面还是有重大缺陷的。人们开发变后掠翼技术，是希望能够综合大后掠角和小后掠角机翼的优势，但后来却发现，这种技术在综合优势的同时也付出了结构质量增加、维护不便的沉重代价。

经过反复斟酌，飞机设计师们认为，采用变后掠翼付出的代价几乎和获得的好处一样多。因此在后来的设计中，变后掠翼方案也就被丢在了一旁，无人问津了。

变后掠翼技术虽然被搁置了，但人们对机翼变化技术的探索却从未停止。美国先后开发了自适应机翼技术验证机和倾斜翼验证机，对机翼的主动控制理论进行了研究。说白了，这还是一种会变化的机翼，它们的弯度和倾斜度可以在计算机控制下自动调节，帮助飞机优化飞行性能。在电影《绝秘飞行》中，甚至还出现了变前掠翼设计的概念飞机，这说明国外对这类技术的研究仍在继续。可以相信，随着更多新技术的出现，未来的飞机很可能会用上新型的可变机翼。