如何从外形上区分高速飞机和低速飞机？
媒体：航空知识 2020-11-25 21:56

原创 肖元 航空知识

导语

当你仰望蓝天，看到飞机从空中飞过，在感叹飞机的快速高效飞行时，是否有这样一个疑惑：飞机都飞的一样快吗？高速飞机和低速飞机，它们的外形有何不同？能直接通过外形区分它们吗？今天就让我们一起了解高速飞机和低速飞机在外形上的差异。

展弦比

展弦比即机翼翼展（机翼的长度，一般为左右翼尖之间的距离）和平均几何弦之比。

展弦比的大小对飞机飞行性能有明显的影响。展弦比增大时，机翼的诱导阻力会降低，从而可以提高飞机的机动性和增加亚声速航程，缺点是波阻会增加，以致影响飞机的超声速飞行性能，所以亚声速飞机一般选用大展弦比机翼，如大航程、低机动性飞机——B-52轰炸机展弦比为6.5，U-2侦察机展弦比为10.6，全球鹰无人机展弦比为25。

B-52轰炸机展弦比为6.5（图源：搜狐网）

U-2侦察机展弦比为10.6（图源：人民网）

全球鹰无人机展弦比为25（图源：腾讯网）

而超声速飞机展弦比较小，如小航程、高机动性飞机——J-8展弦比为2，Su-27展弦比为3.5，F-117展弦比为1.65。

J-8展弦比为2（图源：新浪网）

Su-27展弦比为3.5（图源：搜狐网）

F-117展弦比为1.65（图源：国防科技信息网）

此外，展弦比还影响机翼产生的升力，如果机翼面积相同，那么只要飞机没有接近失速状态，在相同条件下展弦比大的机翼产生的升力也大，因而能减小飞机的起飞和降落滑跑距离和提高机动性。

后掠角

飞机翅膀有几种布局，二战时候一般都是平直翼，即机翼是垂直于机身的，后来为了提高速度，减小阻力，发展出了后掠翼，就是翅膀以机体的垂直线为基准朝后旋转，使机翼后部外缘和机体中轴线夹角小于90度，这个角度就叫后掠角。

简单来讲，后掠角是指从机翼平均气动弦长连线自翼根到翼尖向后歪斜的角度，即机翼和机身之间的夹角。

大后掠角可以降低激波阻力，有利于超声速飞行，因此超声速飞机一般为大后掠角机翼或三角机翼，如SR-71侦察机就采用了大后掠角机翼，但大后掠角也带来诱导阻力大、低速特性差的问题。

SR-71侦察机（图源：百度）

低速飞机常采用无后掠角或小后掠角的梯形直机翼，这样的机翼结构简单，制造容易，产生升力的效率较高，但阻力也较大。亚声速飞机后掠角一般也比较小，如上文提到的U-2侦察机采用小后掠角机翼。

对于采用大后掠角机翼的超声速飞机，高速和低速性能要求相互矛盾。可变后掠翼（或变后掠翼）是指在飞行过程中机翼后掠角可以随飞机飞行高度、速度变化而改变的机翼。变后掠翼飞机最大的优点在于飞行中可以通过改变机翼后掠角来改进飞机升力、阻力特性，使飞机飞行性能在高速、低速都能得到优化。

翼型

机翼一般都有对称面。平行于机翼的对称面截得的机翼截面，称为翼剖面，通常也称为翼型。

翼型的几何形状是机翼的基本几何特性之一。翼型的气动特性，直接影响到机翼及整个飞行器的气动特性。

低速和亚声速翼型

低、亚声速飞机机翼翼型一般为圆头尖尾型，即前端圆滑，后端成尖角形，前缘半径较大，相对厚度也较大（0.1-0.12）。

超声速翼型

超声速飞机：机翼翼型头部为小圆头或尖头，前缘半径较小，相对厚度也较小（0.05左右）。

翼型前缘半径小，则前缘处在小迎角时气流就开始分离，随着迎角增大气流再附着。前缘半径越小气流越易分离，最大升力系数小，但波阻也小。圆前缘翼型从后缘开始气流分离失速，随着迎角增加气流分离前移，其失速迎角大，最大升力系数大，但超声速波阻也大。所以一般亚声速飞机采用圆前缘翼型，超声速飞机采用较尖的前缘翼型。

翼型相对厚度直接影响飞机的阻力(特别是波阻)、最大升力系数、失速特性和结构重量。相对厚度变化对亚声速影响不大，但对超声速阻力影响很大，对于超声速战斗机相对厚度必须小，一般在0.04-0.06左右，如果太小会影响结构高度及机翼的可用容量。此外，最大厚度位置在弦长40%～45%处，有利于减阻。

机翼和机身的相对长度

机翼主要功用是提供升力，与尾翼一起保证飞机具有良好的稳定性。

超声速飞机机身的长度大于翼展的长度，机身比较细长，机身长细比（飞机机身的长和宽的比例）较大（＞8），机身头部较尖，驾驶舱与机身融合成一体，成流线型，如协和号客机。

协和号客机（图源：百度）

对低、亚声速飞机，它们的机翼展长一般大于机身的长度，机身长细比较小（5-7），机身头部半径比较大，前部机身比较短，有一个大而突出的驾驶舱，如波音747。

波音747（图源：carnoc）

机身长细比较大的飞机，在发动机推力较小的情况下，由于机身长细比大有利于减小波阻，能获得理想的高空高速飞行能力，较长的机身还大大增加了机身载油量，可以进行长时间的高速飞行，进一步提高了超声速性能优势。但是过长的机身会降低飞机的横向稳定性与盘旋性能，对亚声速机动性造成不利影响。

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