为何梅塞施密特BF-109以高速俯冲后拉起困难而闻名?

擒龙书局 2024-09-02 09:49:51

问:为什么梅塞施密特 BF-109 以高速俯冲后拉起困难而闻名?

答:梅塞施密特 Bf-109 是二战中最具代表性的战斗机之一,因其出色的性能和敏捷性而声名远扬。该机还因难以从高速俯冲中拉起而闻名,这一特点给飞行员带来了巨大挑战。

造成这种困难的主要原因在于飞机的空气动力学设计和控制特性。在高速飞行时,Bf-109 会出现一种称为“控制僵硬”的现象。当作用在控制面(如副翼和升降舵)上的空气动力变得非常强大以至于难以移动时,就会发生这种情况。

对于 Bf-109 来说,这种僵硬在升降舵控制装置中尤为明显,而升降舵控制装置对于从俯冲中拉出至关重要。当飞机在陡峭的俯冲中加速时,飞行员会发现拉回操纵杆以保持水平越来越困难,这使得从俯冲中恢复更加困难,有时甚至很危险。   

另一个因素是飞机的高翼载荷,即飞机重量相对于机翼面积的比例。高翼载荷可以提高飞机的高速性能,但也使其对控制输入的响应较差,尤其是在需要大幅改变方向的机动中,例如俯冲后拉起。

Bf-109 相对较小的机翼和强大的发动机导致了这种高翼载荷,提高了速度和爬升率,但使高速机动变得复杂。

Bf-109 的设计包括自动前缘缝翼,可在低速时展开以提高升力和机动性。高速时,这些缝翼会缩回,从而降低机翼的升力,使飞机对控制输入的响应性降低。这种设计特点虽然有利于低速格斗,但也增加了高速俯冲恢复的挑战。

控制刚度、高翼载荷和前缘缝翼行为的结合使 Bf-109 成为一架强大但有时难以操控的飞机。飞行员必须具备高超的技能并了解这些特性才能安全地进行高速俯冲。尽管面临这些挑战,Bf-109 凭借其速度、火力和整体性能在整个战争期间仍然是一款高效的战斗机。

问:一旦波音公司摆脱了目前面临的困境,其桁架支撑机翼设计继续推进的可能性有多大?

答:有一件事我很确定:波音是那些“大到不能倒”的企业之一,这不仅是因为它的客机业务,还因为它与美国军方有着深厚的联系。联邦政府将帮助波音摆脱任何财务困境。我相当肯定他们的研究项目将继续下去。   

TBW 是一个非常独特的概念(我碰巧认识一些参与其中的人),从理论上讲,这是一个好主意。因为它可以让客机拥有非常长而薄的机翼(高纵横比),它肯定会减少阻力(甚至比翼尖小翼还要多)并节省燃料。

目前,它仍然只是一个技术演示机;距离投入运营的客机还很远。目前,它更多的是“弄清楚物理原理”,看看当你把它装到一架全尺寸飞机上,并配备通常在客机上才能找到的东西时,声称的好处是否仍然有效。

这是因为很多纸面上浮现的夸张说法要么在实际建造时没有实现,要么带来了一个很难轻易解决的新挑战。   

比如飞翼和翼身融合体。从空气动力学角度来看,它们比目前的客机要好得多,这一点毋庸置疑。但它们也有其他问题,例如,飞翼机在紧急情况下(90 秒内)难以及时疏散乘客,因为有些乘客会坐在机舱深处。

此外,顶部安装的发动机通常不是一个好主意;它们不仅在大迎角(机头朝上或风向上吹,最有可能发生在紧急情况下)下容易熄火,而且如果发动机脱落,可能会塌陷到机舱中。与所有客机不同,这些发动机在维护期间也不能向下放置。

在波音、NASA 和其他所有人都对 TBW 确实能带来其承诺的好处感到满意之前,TBW 是否会成为现实还无法确定。之后,FAA 将不得不认证这一设计。

也许,只是也许,波音会找到想要购买它的客户(而不是他们的旧款客机,甚至可能是其他公司正在开发的 BWB)。

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