为什么看外形就可以猜到飞机的用途和性能

飞机大都由机身、机翼和尾翼构成。根据飞机的外形，就可以知道它的大体用途和性能。这是为什么呢？

因为飞机的机翼和尾翼如何放置，关系到飞机的飞行特征及性能，与飞机所受到的空气动力密切相关，这被称为飞机的“气动布局”。下面我们就来看看各种不同气动布局飞机的用途和性能。

空中客车A380

人们最常见的民用客机采用的是常规布局：一对大大的机翼在机身的两侧，尾部有一到两个垂直尾翼和一个水平尾翼。垂直尾翼一般由垂直安定面和方向舵组成，主要用来控制飞机的航向。水平尾翼一般由水平安定面和升降舵组成，主要用来控制飞机的俯仰。

这种机翼在机身两侧、水平尾翼和垂直尾翼都放在机翼后面的布局是飞机发明以来采用最多的布局，故称为常规布局，也是人们常见的飞机外形。大型的运输机和民用飞机大都采用常规布局。

有些战斗机为了提高操纵效率和机动能力，会将水平尾翼移到主机翼之前，布置在机头两侧，称为前翼。早期采用这种前翼布局的飞机形似鸭子，所以称为鸭式布局，前翼也就被称为鸭翼。现代很多战斗机使用鸭式布局，如中国的歼—10、法国的阵风战斗机等。莱特兄弟的“飞行者1号”也是前翼布局。

XB-70轰炸机

前翼布局对后掠翼飞机很有好处。因为后掠翼飞机的机翼伸向后方，空气升力在机翼上的作用点往往位于飞机重心之后，因此会使飞机产生“低头”的力矩。如果使用常规布局，在平直飞行时为了平衡这个力矩，往往要使尾翼产生向下的气动力。显然，这个向下的力对飞行是不利的，减小了飞机的总升力。而使用前翼来平衡低头力矩时，其气动力是向上的，有助于提高飞机的升力。

三翼面布局就是在常规布局的飞机主翼前面再增加一对鸭翼。这种布局的好处是飞机在跨声速和超声速飞行时的机动性都比较好，但其缺点是阻力和重量增大，操纵系统也会复杂一些。俄罗斯的苏-33、美国的F-15S/MTD/ACTIVE试验机、日本的T-2CCV试验机、德国的F-104CCV试验机等都采用这种布局。

无尾布局指的是飞机上既没有水平尾翼也没有鸭翼，只有一对机翼。这种布局飞机的俯仰是靠机翼后缘的副翼来完成的。取消平尾后机身载荷减小，结构质量减小，降低了成本。但由于副翼与飞机重心的距离远远小于常规布局中水平尾翼与飞机重心的距离，所以要控制飞机的俯仰，副翼偏转的角度要很大才行，这样产生的配平阻力明显增大。又由于机翼后缘被副翼占据，没有了常规机翼后缘用来增加升力的襟翼，因此起降性能较差。为了改善无尾布局的控制性能，无尾飞机通常采用很大的三角形机翼，使后缘距离飞机重心较远，获得更大的配平力矩，可以降低配平阻力。同时机翼面积增大，可以获得较大的升力，克服了起降能力差的弱点，也可提高盘旋能力，增强了机动性。采用无尾布局的往往是对机动性要求较高的战斗机，比如法国的幻影2000战斗机、瑞典的萨伯35“龙”战斗机等就采用了无尾的三角翼布局。

幻影2000战斗机

如果无平尾的飞机连垂直尾翼也去掉，然后将机翼加大、加厚，最后把机身都包裹起来，就成为一架飞翼布局型的飞机，也称全翼机。飞翼布局型飞机所有结构都是机翼，因此空气动力效率最高，在低速下空气阻力最小。但是由于机翼较厚的部位在接近声速时会产生巨大的阻力效应，所以飞翼布局不适合高速飞机。因为没有了水平尾翼和垂直尾翼，机身与机翼之间没有了突兀的接缝，因此飞翼布局反射的雷达波较弱，适用于隐身飞机。但是飞翼布局的控制能力较差。飞翼飞机控制航向往往只能通过增大单侧机翼的阻力来获得偏航力矩。使用飞翼布局的往往是需要隐身的军用飞机。比如，美国的B-2隐身轰炸机和X-47B隐身无人战斗机等都采用飞翼布局。（于哲峰）

B-2隐身轰炸机

F-104“星战士”战斗机