康维尔的利剑——三角翼的 F-102 与 F-106 截击机(6)
F-102
的面积律改进成为一个经典范例(图中的 YF-102A 应为 YF-102)
这里的“零升力波阻”比较难懂一些,通俗的解释是:当跨音速或超音速飞行时,因为前方空气受到强烈压缩、飞行器周围势必产生一种看不见的“激波”,而它对飞行器产生了额外的阻力,即“波阻”。那么,如果将飞行器的升力调节到理论上趋向为零时,此时此刻飞行器所承受的波阻大小就属于“零升力波阻”。
1952 年,空气动力学专家
R•T•惠特科姆发现,在接近一倍音速飞行时,飞行器的“零升力波阻”(我们暂且简单地理解为飞行阻力)、约等于和它的横截面纵向分布相同的另一个“旋成体”(我们暂且简单地理解为两头尖中间粗的一只纺锤体)的“零升力波阻”。换句话说,一架高速飞机从前到后的各横截面面积值、在飞机纵轴坐标上形成的起伏曲线,如果和一个“旋成体”的这种起伏曲线正好相同,那么两者为了“突破音障”而遇到的额外阻力,也应该是近似的。

面积律之图解
于是,我们可以反过来先设想出一个阻力相对最小的理想中的“旋成体”,然后让某新型飞机各个纵轴位置上的横截面面积分布情况尽量向该“旋成体”的横截面面积分布规律“看齐”,那么这架飞机在跨音速或超音速飞行时所需要克服的阻力也应该是相对最小的!
我们都知道,在飞机安装机翼的那一段位置附近,其横断面面积往往是最大的,而且大得十分突然,使上述曲线产生一处明显的凸起,它恰恰是飞机难于克服“波阻”的拦路虎。如果我们依据“面积律”原理,对安装机翼的机身中段加以“缩腰”处理,使机身变成一个老式可口可乐瓶的样子,俗称“蜂腰”,那么该飞机的横截面面积分布将接近理想中的“旋成体”,于是就能够比较容易地突破声障,最终达到超音速飞行的目的。