飛翼
此條目沒有列出任何參考或來源。 (2018年5月16日) |
飛翼，或稱全翼機。是一種沒有尾翼並且機身的主要部分隱藏在厚厚的機翼內的航空器。對任何飛機來說只有機翼是必需的，所以從理論上講去除所有其他多餘的部件在設計上是可行的。有的飛翼機身還是保留的，但是肯定是沒有尾翼。德國的「沃爾多·沃特曼」兄弟被認為設計製造了世界最早的飛翼。
概述
編輯在傳統的飛機設計中，飛機重心總是位於機翼升力中心的前面，這一點使得機翼提供的升力會打破機身的平衡，飛機很容易造成機頭向下俯衝的趨勢，為了平衡這種趨勢，通常在飛機尾部設計一些小的向下作用力的控制翼面，用以抵銷飛機的俯衝趨勢。其基本原則就是飛機可以在某些角度內自由飛行，當減小動力的時候速度降低，機翼的升力降低，機頭也就會自然降低，然後飛機就會開始下降。
飛機若想達到簡單而又安全是有很多障礙的。位於飛機尾翼上的控制翼面使飛機往往比實際所需的長度要長，而這些延長的機身處於平衡考慮大部分還不能承擔載荷，此外，控制翼面的存在還會增加阻力，降低飛機的整體性能。最大的問題是這些翼面在增大阻力的同時還增加了飛機的重量，這就使飛機發動機必須提供額外的推力以產生比原本飛機所需更大的升力才行。
傳統的飛機布置方式——載荷在前面控制翼面在後面——還會造成另一個問題，即對機翼產生向後的彎曲傾向（撓度），所以有時候機翼會在重心的前面有時會在重心後面，飛機的穩定性和（通過額外翼面的）控制性是同樣重要的。然而，如果沒有額外的控制翼面就可以降低阻力和重量，在大多數情況下，這樣做都可以顯著的減小飛行阻力，而設計師也可以專心解決穩定性的問題。
飛翼唯一的缺點是為了使機身隱藏於機翼中，飛機的機翼必須設計的比通常的機翼厚得多。在低速時這一點無關緊要，但是當飛機接近音速時，在機翼相對較厚的部位就會產生巨大的阻力效用，所以飛翼不適合高速飛機，它們對阻力比一般飛機更為敏感。除此之外，在高速時還會出現一系列的穩定性問題，例如馬赫下俯，設計人員需要經過許多艱苦的工作來加以解決。
由於這些原因，對飛翼的研究僅限於1930到1940年代，那時候飛翼被認為是一種生產大型客機的自然解決方案，這種飛機的載客量要夠大同時還可以裝載足夠跨大西洋定期航班的燃料。飛翼的巨大內部容積和低阻力使它自然而然的扮演起這一角色，美國的傑克·諾思羅普、德國的亞歷山大·李比希和蕭特兄弟都進行了這方面的研究，而德國的胡戈·容克斯在1910年時已經取得了一個飛翼滑翔機的概念專利。
容克在1919年開始他偉大的JG1設計，試圖把乘客放在厚厚的機翼內。但是1921年聯合航空管制委員會宣布尚未完成的JG1飛機破壞了一戰後對德國飛機尺寸的限制，容克設想的未來派的飛翼最多可容納1000名乘客，最接近成功現實的是1931年34人座的容克斯 G.38 Grossflugzeug飛機，客艙位於機翼前緣向內嵌入機翼，當時最大的陸上飛機（相對水上飛機），綽號「飛行旅館」的G-38加入了漢莎航空公司的機隊，後來它又轉作軍事用途直到1941年從雅典撤退的英軍摧毀，日本獲得容克的授權建造了幾架G-38作為轟炸機。
許多二戰晚期設計的德國軍用飛機都是基於飛翼，或者在此基礎上進行修改，以儘量增加採用噴氣式發動機飛機的航程。最著名的要數Gotha Go-229，這種飛機1944年首飛，它不但結合了飛翼（Nür Flugel）的概念，而且有兩台隱藏在可吸收雷達波的複合材料機翼中的噴氣發動機，現在飛機原型仍然由史密森保存在其原始狀態，2008年時，諾斯洛普·格拉曼公司製作的模型顯示，當時英國的雷達系統發現Ho 299戰鬥機時，僅剩兩分半鐘的攔截時間，代表當時的英國是無法防禦的。
戰後很多概念設計都基於飛機的平面形狀，但是問題很快顯現。為了延長轟炸機航程，對飛翼的興趣一直延續到1950年代，諾思羅普B-49轟炸機是它最後的絕唱，但是它最終並未投產，即使是飛翼設計也不能彌補載油量的要求，後來更大的普通形式的飛機像波音B-52轟炸機被建造出來取代了飛翼設計。隨後的遠程轟炸機再也沒有採用飛翼形式的了，直到B-2幽靈隱形戰略轟炸機的出現。
1980年代飛翼作為一種可以大幅度降低雷達反射信號的方式再次引起人們的注意，這最終導致了諾斯洛普公司的B-2幽靈隱形戰略轟炸機的問世。在這一項目中，優異的空氣動力學不是關鍵問題。
由於飛翼在中低速範圍內仍能保持優異的性能，其作為戰術運輸機的設想從未中斷過，波音公司一直在進行一個採用翼身融合運輸機的項目研究，這種運輸機具有洛克希德C-130大力神運輸機的尺寸大小，同時有更遠的航程和多1/3的載荷。有很多公司如波音、麥道、德哈維蘭公司都曾考慮設計飛翼式的客機，但是到目前為止均未實現；客機使用這種設計會出現的問題有，舒適度（轉彎時除了中心的座位外，都會有過大的傾斜度）、過少的窗戶、逃生困難度更高、及機場設計需改變。
代表機型
編輯美國
英國
- A.W.52G 二渦輪衝引擎 1944試飛
- 霍克.西德利火神式轟炸機
德國
- Ho 229 二渦輪衝引擎 1944試飛
現有機型
編輯- 轟炸機：諾斯洛普 B-2
- 輕航機：米切爾飛翼 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） Mitchell U-2 superwing （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- 輕航機：米切爾飛翼 B-10
- 滑翔機：雨燕Aériane Swift （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）