科學新知|高推力渦輪配後掠翼氣動布局 俄Tu-95MS屬全球現役唯一量產機型
【有線新聞】Tu-95MS轟炸機是俄羅斯的主力戰略轟炸機。這款軍機有個獨特之處,是全球現役唯一一款有量產的後掠翼氣動布局螺旋槳飛機。
Tu-95MS採用渦槳引擎,渦槳與一般螺旋槳的分別在於加裝了渦輪裝置,在燃料進入燃燒室前先加壓,以增加引擎推力。但一般來說,螺旋槳引擎即使有渦輪加壓,推力仍不及渦扇或噴射引擎,較難用於超音速等高速飛行。
Tu-95MS的機翼則帶有「後掠角」,即指機翼與機身之間形成一個鈍角,如是一般螺旋槳飛機與機身形成直角的機翼則稱為「平直翼」,還有個別機種採用「前掠角」,即機身與機翼之間形成銳角。
在機翼研發歷史上,後掠翼出現的主要原因之一是應對跨音速飛行時產生的激波,即是指由低於音速過渡至超音速前後;後掠角度則主要取決於設計分析跨音速產生的馬赫錐有多尖,亦即超音速氣流的分界範圍。
另外,史上亦出現過前掠翼的異數,例如美國太空總署與國防軍火商合研的X-29,但已驗證了有機翼氣動載荷過大、失速時加劇機身不穩、偏航力矩不穩等諸多缺點,所以始終只屬實驗研製的異數。至於一般螺旋槳飛機用的平直翼,則有相對結構簡單及易於製造的好處,低速飛行時產生升力的效果亦更佳。
Tu-95MS的渦槳、後掠翼組合則屬較巧合的相遇,其引擎較不少螺旋槳推力高,差不多可達到超音速飛行的條件,機翼後掠則配合這種飛行速度所需。