试论英国空军二战中使用的喷火MK1型战斗机的空气动力学特性

试论英国空军二战中使用的喷火MK1型战斗机的空气动力学特性

曾统国

天府新区通用航空职业学院  身份证号：（510724200403300039）

摘要：

本文旨在研究美国空军在二战期间使用的喷火 MK1 型战斗机的空气动力学特性。通过对该型号战斗机的设计原理、机翼形状、机身结构和动力系统等方面的分析，探讨其在空中作战中的性能表现。

引言：

二战期间，喷火MK1型战斗机成为了英国空军的主力战斗机之一。喷火MK1型战斗机是英国第一种成功采用全金属承力蒙皮的作战飞机，其综合飞行性能，在二战时始终居世界先进水平。它的优良性能为欧洲战局的扭转起到了重要作用。

一、喷火 MK1 型战斗机的概况

喷火式战斗机是英国维克斯-超级马林公司设计师米歇尔以S系列竞速飞机为基础，按照英国空军的战术、技术要求于二战前设计的，其造型精美，性能优异，也被称为“战斗机中的虎式坦克”。

二、设计特性：

1、气动外形设计：

喷火MK1型采用半纺锤形机头，有别于当时大多数飞机的平秃粗大机头，整流效果好，阻力小。此外，机身采用了流线型设计，以降低空气阻力。

2、动力系统设计：

喷火MK1型战斗机采用了罗尔斯·罗伊斯公司“灰背隼/梅林”型大功率活塞式发动机（如灰背隼63型发动机的功率为1710马力）和良好的气动外形。

3、飞行性能设计：

喷火MK1型战斗机最大速度367迈（约合591千米/小时），最大爬升率10000英尺（约合3000米）时为2150英尺/分（约合655.32米/秒，即10.92米/秒），实用升限为34400英尺（约合10500米）。

三、软件模拟测量方法及结果

因英国喷火MK1型战斗机战斗机国内无可正常飞行的实机，故采用仿真气动环境下的计算机数据进行相关研究。

实验软件： WarThunder(真实性能模式)

实验步骤如下：

1、使用飞机100%发动机功率输出进行不同高度的稳态飞行。

2、飞行高度以每1000米海拔高度为数据记录点位。

3、根据飞行数据绘制速度/高度特性图。

4、根据图表分析飞机空气动力学特性。

在飞机无挂载、满油、2600发机炮备弹的情况下测得如下数据

由图中数据可以看出，飞机在飞行过程中其速度与飞行高度基本呈线性关系，在6000米升限附近这一关系发生转折。

四、由数据图分析喷火MK1型战斗机的空气动力学特性

1、升力和阻力

喷火MK1型战斗机采用了吹滴式座舱盖（一种介于水滴式和平滑式之间的舱盖形式，喷火上非常常见）以改善头顶空间和视野，同时将手泵式起落架改为液压式。减小了阻力，提高了飞行速度和燃油效率。

2、操纵性能

喷火MK1型战斗机的操纵性能优秀，两段式方向踏板，这样能使飞行员的腿脚在战斗中抬得更高以更难出现“黑视”，也能让喷火能够小幅持续转弯。

结论：

喷火MK1型战斗机在二战期间发挥了重要的作用，其出色的空气动力学特性使其成为空中作战的利器。战斗机的设计和性能使其具备较大的升力和较小的阻力，同时拥有优秀的操纵性能和迎角失速特性。

致谢：

感谢学院在论文写作过程中提供的政策环境，感谢在索传新院长坚强领导下的航空工程学院的过程考核氛围，感谢李豫教授的写作指导。

参考文献：

1、《空气动力学和维护技术基础》李幼兰主编  清华大学出版社  2014年4月

2、《现代飞机结构与系统》龙江、刘峰、张中波主编  西北工业大学出版社  2016年8月