問：很多網友指出，運-20的氣動外形和機翼與伊爾-76很像，能否分析一下兩者機翼的設計特點，以及它們之間有什么區別？

答（傅前哨）：通過照片觀察，運-20與伊爾-76的外觀差異還是比較大的。第一，伊爾-76采用多乘員駕駛體制，在機頭處布置有領航艙，其前方和下部分別安裝了氣象雷達、地形測繪雷達等設備，外形顯得不夠光順。運-20安裝有先進的航電系統和導航定位系統，機組人員相對較少，且不設領航艙，其機頭干凈、簡潔，阻力也較小。第二，運-20選擇的T形尾翼的構形不同于伊爾-76，比伊爾-76的垂直尾翼要細高一些，看上去更接近美國C-17、西歐A400M運輸機。第三，運-20的方向舵分為上下兩段，左右升降舵分為內外兩段，而伊爾-76的方向舵和升降舵都是整體的一塊。第四，伊爾-76的垂尾裝有頂錐，平尾安定面和升降舵均位于垂尾安定面的上方，而運-20的垂直尾翼上沒有頂錐，其水平尾翼安定面和升降舵的位置較為靠后。第五，運-20的機身比伊爾-76要粗，可載運更寬、更高的貨物。第六，運-20的主起落架以及起落架艙的設計與伊爾-76完全不同。

當然，運-20與伊爾-76之間也有相似之處。從平面形狀看，運-20的機翼與伊爾-76就比較像（與C-17不一樣）。比如說，它們都選擇了位于機身之上的大展弦比、中等后掠角主翼，機翼的前緣后掠角恒定（1/4弦線后掠角大約在24-26度左右），機翼后緣采用兩種后掠方式——中外翼段的后緣后掠角要大一些，而內翼段的后掠角明顯減小。這樣設計的好處是，既能保證機翼根部有較寬的弦長和面積，以改善其承力狀況，提高內翼段和中央翼的結構強度，又能保證機翼有較大的展弦比，以改善全機的升阻特性，提高巡航飛行時的經濟性。另外，運-20與伊爾-76的主翼前緣均設有全展向的多段前緣縫翼，并在內翼段和中翼段的后緣安裝了兩套后退式三開縫襟翼，機翼外側的后緣則布置副翼。它們的襟翼系統增升效果良好，有助于縮短起降滑跑距離。

不過，盡管二者的模樣很像，但若仔細分析一下，便不難發現，它們在細節上仍存在許多不同的地方。運-20內翼段的后緣后掠角比伊爾-76略大一些，中外翼段的后掠角又稍小一點。如果它們的翼展長度相當的話，那么，運-20的機翼面積和飛行中的總升力就會大一些，這對提高運輸機的承載能力、改善起降性能都是有好處的。

再有，伊爾-76在左右機翼的上表面各設有8塊用于增阻和控制姿態的擾流板（總共16片），C-17在每側機翼上分別安裝了4段面積較大的擾流片（總共8塊）。而從運-20著陸過程的錄像看，該機每副機翼似乎只配備了2個大型的擾流板（接地前和滑跑時相繼打開）。

運20與新型的伊爾-76MD-90A（伊爾-476）在機翼上的另一個差別是襟翼作動筒的數量不同。伊爾-76MD-90A每側機翼的襟翼作動筒和整流罩為7套（內襟翼4個、外襟翼3個）。而運20單側的襟翼作動機構只有6套（每副襟翼各3個）。少一套作動機構和整流裝置，有助于簡化飛機的液壓/電氣系統、減輕內部結構重量、減小機翼的外形阻力。

問：有媒體報道說，運-20采用了先進的“超臨界翼型”，能簡單解釋一下這種機翼的特點嗎？

答：翼型，也稱翼剖面，對飛機的升阻特性影響很大。目前飛機上常用的機翼翼型主要有凹凸、平凸、雙凸、對稱等基本形狀，超臨界翼型屬于雙凸翼型中的一種。

飛機是靠氣流流經機翼，在其上下表面間形成速度差（從而導致壓力差）來產生升力的。當飛機處于中小迎角狀態時，在相同的時間里氣流繞過機翼上表面所走的路程比流經下翼面的距離長，由此造成機翼上表面的氣流速度比下翼面的快。而流速與靜壓是成反比的，流速高，壓力小；流速低，壓力大。于是，便在上下翼面之間產生了壓力差。

在飛機的運動速度和迎角相同的情況下，翼型越厚，上表面凸起越多，上下翼面間的壓差就越大，升力也就越高。向前飛行時，相對于來流速度，翼面上的局部流速明顯加快。當飛機的速度進入M數0.85～0.9的高亞音速區域，翼面流場的速度將率先達到音速（M數1）。　　此時的飛行M數被稱為“臨界馬赫數”。若飛機繼續增速，機翼表面便會出現局部激波，從而引發激波阻力，導致全機阻力系數陡升。為了保證良好的經濟性，一般的客機、運輸機的飛行速度不宜超過臨界M數（臨界馬赫數）。

如果想在維持較高升阻比的前提下，進一步向上擴展有利飛行速度區間，就必須設法提高機翼的臨界M數。減小翼型厚度、增大機翼前緣后掠角等，均是有效的措施。但無論是薄翼型還是后掠翼都存在著升力系數低、結構強度差等問題。

超臨界翼型的設想是NASA（美國國家航空航天局）的著名科學家理查德·惠特科姆博士于1967年提出的。這種翼型厚度較大，前緣圓滑，上翼面中部相對平坦，氣流的加速過程趨緩，從而可推遲局部激波產生的時機（將臨界M數提升至0.95左右），即使產生了激波，其強度也比較弱。這種特殊的厚翼型不但能提高飛機的最大經濟速度，還具有機翼內部容積大、結構重量輕等優點。

不過，翼型上表面平坦，氣流增速較慢，也有不利之處，上下翼面間的速度差和壓力差比較小（意味著升力偏低）。要想改善它的氣動特性，必須想辦法降低翼型下表面的相對流速。為此，研究人員對其進行了局部修形，讓下翼面在接近后緣處的地方向內凹入，使后緣變薄，且向下彎曲（形狀有點像蝌蚪）。這樣調整之后，可明顯減小下表面的氣流速度，從而增大翼型后端區域的上下壓差（稱為后部加載）。如此一來，超臨界翼型的升阻特性就比較理想了。

一般而言，超臨界翼型的臨界M數比較高，采用此類翼型的機翼便可以將后掠角設計得小一點。在翼展相同的情況下，這有助于進一步減輕機翼的結構重量，提高其巡航升阻比，改善亞音速和高亞音速飛行時的經濟效益。

超臨界翼型不是一種，而是一族，以適應不同飛機的使用要求。各航空大國都對這種特殊的翼剖面進行過系統研究，且設計細節和獲得的翼型參數是相互保密的。我國經過多年的探索，在超臨界翼型的研究方面已取得了一大批成果，已有多款國產飛機選擇了此類翼型。我國20世紀70年代初研制運-10客機時，就成功地運用了超臨界翼型技術，從而使運-10的許多飛行性能勝過了波音707。由此類推，如果運-20也采用新開發的超臨界翼型，那么在氣動性能上，該機應明顯超越伊爾-76，與同樣選擇超臨界翼型的C-17基本相當。

問：為什么C-17的機翼作動筒較少，機翼也更簡潔？

答：運-20機翼下表面的襟翼作動機構及其整流罩雖比伊爾-76MD-90A少一套，但比C-17多兩個。這是三者間的差異之一。其二，運-20所配備的滑退式三開縫襟翼的復雜程度顯然要高于C-17采用的吹氣式襟翼。第三，運-20的襟翼偏轉角度也明顯大干C-17。

三開縫襟翼是一種氣動效率非常高的增升裝置。它由多塊附著在機翼后緣的可動翼片組成，平時收攏在機翼后緣處與機翼合為一體，只有在飛機處于起飛、著陸階段或某些需要低速飛行的情況下，它們才轉為滑退、偏轉狀態。使用時，三開縫襟翼沿下翼面安裝的滑軌后退，同時下偏。這種襟翼放下、伸展后，不但可以改變機翼的剖面形狀，加大翼型彎度，提高上下翼面間的速度差和壓力差，還能利用依次滑退的活動翼片擴展機翼的面積，增升效果非常顯著。

如果三開縫襟翼完全推展開來，便會在其翼面上形成三條橫向的縫隙，通過這些縫隙把一部分壓力較高的氣流從機翼/襟翼的下表面引導至襟翼的上表面，將可大大增加上表面的流速，并利用氣流的附壁效應（科安達效應），改善襟翼背風區的流場，使紊亂的分離流重新變為附體流（緊貼在翼面上）。從吹風試驗和試飛的結果看，這種先進襟翼系統的總體增升效果要比普通的簡單式襟翼、開裂式襟翼、單開縫襟翼更好，可使全機的升力系數提高1.5倍左右（未扣除配平損失）。許多現代化的民航客機都采用了類似的襟翼增升裝置。

當然，由于三開縫襟翼有多個相互獨立的活動翼面，滑退、偏轉機構較為復雜，展開后的襟翼面積和下彎角度很大，用于增升時它們所負擔的舉力和力矩自然也就比較高，因此需要一套復雜的由控制系統、作動裝置、承力結構、導向滑軌、傳感器等組成的機構來運轉。翼型很薄的輕小型飛機難以應用這項技術，只有機翼相對較厚的大中型飛機才適合安裝三開縫襟翼。

C-17的鈦合金外吹式襟翼也頗有特色。起飛和著陸時，利用發動機的噴流外吹在雙開縫襟翼上，可產生較強的動力增升效果，從而大大降低飛機的起降速度，縮短滑跑距離（當然，運-20的襟翼也會受到發動機噴流的影響）。與滑退式的三開縫襟翼相比，這種固定式的雙開縫襟翼繞軸放下時的偏轉量較小，行程和力臂較短，受力情況較好，因此可適當地減少動作筒的數量，每塊襟翼使用兩套作動裝置就夠了。

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