李三万
摘要：为什么在国产歼-6型歼击机的机翼上有翼刀，而之后的国产歼击机却都没有再采用翼刀？
为什么在国产歼-6型歼击机的机翼上有翼刀，而之后的国产歼击机却都没有再采用翼刀？
翼刀，顾名思义，就是飞机机翼上的刀。专业的说法就是在飞机机翼前缘锯齿形的机翼导流片。翼刀是只有喷气式飞机上才有的，螺旋桨飞机是不会有翼刀的。在早期的喷气式战斗机上是比较常见的。翼刀的作用简单来说，就是防止飞行过程中高速气流流向翼尖，使翼尖失去升力。
二战后期，由于战争的迫切需求，对飞机速度的要求越来越快，开始出现了喷气式飞机。但在喷气式飞机上，传统的平直机翼难堪大用，特别是大大限制了速度的提升，在强激波阻力下容易出现飞机解体坠毁等问题。
德国工程师最早发明了后掠翼技术，也就是将机翼向后倾斜一定角度，来增加机翼临界马赫数，推迟激波的出现，减小飞行阻力，提高飞行速度，甚至可以顺利跨越音速。
不过人们很快发现后掠翼也有缺点，就是容易失速，以及上仰严重，这种情况与翼尖气流分离密切相关。高速气流从机翼流过，在翼根、翼尖效应的影响下，翼根吸力小，翼尖吸力大，从而形成压力差，导致失速和上仰。
因为物体表面不可能是绝对光滑，而且气体有粘性，所以机翼与气流相交的边界面上就会出现一层附面层。附面层在压力差作用下，会从翼根向翼尖流动，并在翼尖堆积，进而出现气流分离。而气流一分离，翼尖部分升力就会急剧下降，飞机整体受力平衡就被打破，从而导致更严重的后果。
同时，后掠翼飞机的翼尖延伸到机身中后部，又会形成一个向上抬头的力矩，使得机头上仰。这种机头上仰的现象，飞行员很难纠正，结果就会引起失速，最终导致飞机坠毁。
为了解决这个问题，德国工程师沃尔夫·冈利贝首先发明了翼刀，并在BA349“毒蛇”喷气飞机上进行了翼刀实验，在机翼上表面三分之二处装了一个与机身轴线平行的刀片，来减缓翼尖附面层的堆积，提高临界迎角，增强操控性，延缓失速的发生。
二战德国的航空工程师们在高速飞行方面的研究是具有划时代意义的，其中最重要的一个贡献就是采用后掠翼布局，但在试验中也发现后掠翼在高速飞行时，机翼上的附面层气流会沿着后掠翼从翼根向翼尖运动，产生不稳定力矩，造成飞机状态难以控制，尤其是在飞机以一定的仰角飞行时，很容易造成翼尖失速，从而使得飞机失控坠毁。
对此，德国航空工程师们经过试验提出了两个解决方案，第一就是在机翼上加装翼刀，以降低附面层气流向翼尖运动，这种办法简单可靠，几乎不增加什么成本；第二就是在机翼前缘采用自动缝翼，闭合式与机翼成为一个整体，高速或大机动飞行时前伸打开与翼面形成缝隙，通过这道缝隙强行导入一股紧贴主机翼表面的气流，强行冲击附面层推迟机翼上方气流分离。这两种解决方法各有各的优点和缺点不过，效果也都不错。
苏联设计师向来喜欢简单实用的，而且二战末期苏联还缴获了德国的BA349“毒蛇”喷气飞机，这架战机就是喷气战斗机翼刀试验机型，苏联人很快就将这个技术用在了米格-15上。翼刀的缺点就是在进行高速大仰角机动，尤其是机翼倾斜不规则运动时，附面层气流还是难免会绕过去，因此当二代机强调超音速飞行后，用翼刀来阻止附面层气流也就不怎么好用了。另外，翼刀在战斗机水平机动时就相当于几块减速板，因此在水平机动能力上就会差一些。这也是苏联米格-21仅仅只有一个小翼刀，后期改型甚至干脆取消了翼刀。美国则和苏联相反，什么效果最好就用什么，不太考虑成本，因此美国解决翼尖附面层采用的是前缘缝翼布局，这种布局在机翼附面层的处理上要比翼刀更为显著，但控制起来也要复杂很多。前缘缝翼的缺点就是战机垂直爬升时，仰角更大的缝翼同样起到了减速板的作用，在垂直方向的爬升性能会受到影响，同时容易产生振颤，这也是米格-15垂直爬升性能强，而同时代美国的F-86“佩刀”则是水平机动性强的原因所在。
二战结束后，人类进入了喷气时代。早期的喷气式战斗机追求高空高速，所以后掠翼成为主流。翼刀结构简单，效果也很显著，所以很快就得到了大量应用。
很多人认为翼刀简单实用，所以才会这样被广泛运用。其实，这只是人们在喷气时代早期对后掠翼的空气动力学特性了解太少。首先想到的是用物理措施来解决翼尖失速问题。后来随着对空气动力学研究的进一步深入，才发现了更多的控制沿翼展流动的措施，包括前缘襟翼、锯齿缺口等等。随着这些措施逐渐实用化，翼尖失速的问题也得到了彻底解决。
再回到歼-6的话题上，歼-6的原型是苏联的米格-19。米格-19属于战后的第二代喷气式战斗机，二代机最大的特点就是最大速度突破音速，也就是俗称的超音速。不过，当时对跨音速飞行的研究很不够，全世界各国都发生了在超音速试飞时发生事故的悲剧。苏联在研制超音速飞机的时候，也发生过机毁人亡的严重事故。
米格-19是在米格-17的基础上改进而成，所以主要机体结构都是沿用米格-17的设计。设计的重点是超音速飞行的操纵和稳定性，所以采用了米格-17上的翼刀。
歼-6是米格-19的国产仿制型，所以也就沿用了米格-19的翼刀。
其实，这是飞行动力学上的问题，飞机飞行，靠的就是机翼上下气流差。歼-6是地道苏联血统的仿制产品，这一代飞机也是第一代突破音障的飞机，从技术上来说，还是源自德国技术，当时德国人就发现喷气飞机速度到了音速以后，飞行时气流会在机翼表面形成一层相对流速较慢的附面层气流，在后掠翼机翼上，这层气流还会朝机翼翼尖流动累积，最后能导致飞机从翼尖开始失速失控，这方面是有血的教训的。德国人对此提出了两个解决方案，一个办法就是在机翼上加装翼刀，用简单粗暴的方式，强行打断附面层气流朝翼尖流动。
另一个办法是加装缝翼，装在机翼前的缝翼，一般是和机翼合成一个整体，在高速飞行时，则打开和机翼行成一道细缝，借助高速飞行时，这道缝隙里产生的高速气流，去吹散机翼上的附面层气流。二战结束后，这部分资料分别被美苏得到，又有了各自发展，苏联选择了简单可靠的翼刀，而美国则发展了缝翼，在当时这一代机型上，这两者各有优劣，翼刀简单可靠，大仰角飞行时，更是势不可挡，我们可以在很多影视作品里，看到翼刀飞机在高速飞行时，翼刀拉出的白色气流，给人以真正“划破长空”的震撼效果，不过装了固定翼刀后，飞机在水平机动上，就相当于装了几块减速板，所以在说到这类飞机时，水平机动一般是不大提的。
缝翼飞机又不同，水平机动相当出色，大仰角飞行则跟翼刀机水平机动时一样，缝翼会变成减速板，而且跟整体加装且固定的翼刀相比，缝翼是活动的，受力面大，支撑点少，容易被吹飞吹断，发生故障不能活动的情况频出，在当时那一代机型上，应该说缝翼成本高，可靠性差，比翼刀是略逊一筹的。可是从高空高速的二代机发展到速度极限开始，速度的迅速提高，对气动布局的要求越来越高，这时的飞机已经不太在乎翼尖失速了，让翼刀的作用逐渐丧失，对飞行布局的影响却在加大，所以讲求速度的歼击机上，翼刀开始消失。到了三代机、四代机，都是开始玩缝翼和新出现的襟翼，以及锯齿型机翼设计，这跟航空技术里材料发展，工艺发展也分不开，如今的缝翼早不想最初那样成本高可靠性差了。
但是，随着三代机的出现，飞行速度更快，机动性更好，对大迎角飞行性能的要求也更高。随着战机速度的增加，流经气流的流速也相应提高，如果再使用翼刀的话，在迟滞高速气流时受到的力就会比较大，很有可能造成翼刀的断裂。所以说，为了能够取代翼刀，就出现了前缘襟翼等设计。这就是在歼-6之后的三代机大都装有前缘襟翼，其作用就是增加升力和提高战机的失速临界角。
不过翼刀也不能说从此被淘汰了，有时作为一种补充设计，还是会被采用，例如美国的F-18“大黄蜂”战斗机早期型号，为了解决大边条翼产生的涡流会直接流向双垂尾，对垂尾造成损害。就从故纸堆里翻出了翼刀设计来解决问题，在机翼上加装了两片翼刀。虽然初衷与翼刀的最初目的毫不相干，但装的就是翼刀，这总没错。苏联的米格-25及其改进型米格-31也有一对大翼刀。
所以说，随着技术的发展，以及对航空理论的深入研究，以前难以解决的问题现在都变得极为简单，使用不影响战机气动性能的方法，就可以替代原本复杂的设计。喷气式飞机上的翼刀就是这样的典型例子。
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