1、從 L-15 談邊條翼的作用在 2004 年珠海航展上，中國洪都飛機公司展出的L-15（練-15）新型高機動性超音速高級教練機模型引起了廣泛關注，特別是它的機翼形狀一一在機翼靠近機身前緣處有片圓弧形翼面，它是干什么用的呢這片翼面西方國家稱為前緣延伸條 （LEX） ，我國稱之為機翼邊條”或“前緣邊條” 。它是 60 年代中期美國諾斯羅普公司對 F-5 戰斗機進行改進以提高其機動性時發明的。20世紀50年代末該公司研制的 T-38 “禽爪”教練機由于具 有良好氣動特性與防螺旋性能， 被美空軍廣泛應用。 1963 年 他們擬將其改進為輕型戰斗機（后正式編號F-5A）。這種改進 型飛機與 T-38 在

2、氣動外形上的差別在于加裝了一對小的前 緣邊條，即在翼根前緣加了一個不大的三角形面積。當時這 樣做主要是為改善機體橫截面的分布，使之更符合面積律的要求，減小跨音速時的激波阻力（見兵器知識 2000 年第 3期 “飛機武器空中發射平臺百年回顧”一文）。但結果驚奇地發現，采用邊條翼設計不僅減小了飛機跨音速時的波 阻，而且大迎角時升力還增加 1 0左右， 大大改善了飛機的 瞬時轉彎性能。后來進一步研究發現，這種升力增量是由邊 條翼前緣產生的渦流影響了機翼翼面氣流所致。從空氣動力特性的角度出發，機翼設計的主要目標是產生升力，為此要盡量避免翼面的氣流分離。而在高速戰斗機的設計中，為了減少空氣壓縮性帶來的副

3、作用（如波阻 ）要求機翼的后掠角增大、厚弦比減小，但這樣一來會使翼面的 氣流容易分離。面對這些問題，空氣動力學家們經過探索， 先后提出了一系列改善飛機大迎角特性提高機動能力的措 施，例如采用前、后緣襟翼，機翼錐形扭曲等。50 年代末，通過對大后掠角小展弦比三角翼的研究表明：飛機在低速飛行時，前緣較尖的機翼可以使氣流沿著整 個前緣分離，從而形成一個相當穩定的前緣渦系。這個渦系 可以順著機翼向后流動，將能量帶入大迎角狀態下已經分離 或即將分離的翼表面附面層內，推遲翼面上的氣流分離，使 低速飛行時的機翼升力增加，同時大后掠角三角翼超音速時 的波阻也比較小。這就是說，可利用前緣渦來改善機翼冀面 氣流的

4、流動狀態， 達到大迎角時提高升力的目的 （ 由此可見空 氣動力學的復雜性， 氣流分離也不一定全是壞事 ）。這個由于前緣渦產生的升力，就稱為“渦致升力”或“旋渦升力” 所以三角翼 （后發展為雙三角翼 ）曾經廣泛作為戰斗機的機翼形狀。當年諾斯羅普公司改進 T-38 時的發現使人們了解， 邊條翼也可以在一定程度上產生這種附加的升力。 1966 年諾斯羅 普公司設計了 YF-17 參加競爭美國空軍輕型戰斗機研制項目，其機翼就采用中等后掠角加上比 F-5A 飛機更大的邊條 翼。它既可以在亞音速時有良好機動性，也可在大迎角時產 生更強的旋渦系，增升作用更大。YF-t7 與 YF-16 試飛競爭失敗后，美海

5、軍選其作為輕型艦載機原理樣機，并在其基礎上重新設計一種新飛機。1975年新飛機正式編號為 F-18 ，后來又增加對地攻擊功能，統稱 為 FA-18 。對于 FA-18 來說，采用大邊條翼所帶來的好處是：一、在大迎角時可以產生如上述的前緣渦系（邊條翼產生的渦系稱為邊條渦 ），增加大仰角升力； 二、 它安裝在機身 兩側的發動機進氣口上，可起導流作用，使進入進氣道的空 氣更穩定；三、由于它在主機翼的最前面，減少了跨音速時 升力中心 （焦點 ）的移動，使得大過載下的超音速配平阻力下降。如果沒有它，焦點移動較大，需要用更大的水平尾翼偏 角來配平，會產生額外阻力。事物總是有正反兩個方面，邊條翼除有利因素外

6、，造成的不利之處是：由于旋渦氣流的分離特性，會使小迎角時的阻力增加 （采用機動襟翼和適當的翼剖面可以補償一部分）；同時處在渦流流場中的部分翼面容易產生抖振，引起結構疲 勞。所以邊條翼也不是越大越好。目前除 F A-18 外成功采用邊條翼設計的還有美國F-16、俄羅斯的米格-29和蘇-27等，它們都是80年代以來在氣動設計上最有特色和大迎角機動性十分突出的優秀戰斗機。采用中等后掠翼加大邊條翼是第三代高機動性戰斗機的典型設計，但如何決定邊條翼的形狀及面積大小卻很有講究。首先它的前緣后掠角要大，一般為7080°。前緣有直線形、折線形、拱弧形和 S 形等多種不同選擇。F-t8 為了減少大面積拱弧形邊條引起過大的氣動中心移動，就采用了形邊條翼。此外，邊條翼的形狀一定要結合駕駛艙位置及機 要求。前緣邊條的彎度要與機翼彎度協調才能減少亞音速和 超音速的誘導阻力。基本機翼的彎度設計一般是既顧及超音 速持續機動的需要而又不過分降低加速性能，比如再采用機 動襟翼 （即不僅在起降狀態， 在空中作機動動作時也可以使用 的襟翼 ）。這樣。就可充分發揮彎度、 邊條和機動襟翼三者的 綜合效果，使飛機有更廣闊的使用范圍，特別是在大迎角范 圍內可獲得更加滿意的性能。翼上下側的機身橫切面面積，精心安排