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前翼

前翼（canard，又称前置翼，鸭翼），是一种飞行器配置的称呼。这种配置的特点是将水平穩定面放在主翼前面，而一般是将水平穩定面装在后面，称为尾翼。[1]:85

图为Saab 37 Viggen，其中蓝色部分为前翼

使用这种配置方式的优点是可使主翼上方产生涡流，可提高失速攻角。而缺点为较容易造成不稳定、也会增加雷达散射截面。

概要

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莱特飞行器
 
XP-55
 
SAAB 37
 
歼-20

前翼（英文）之所以得名是来自于法语的鸭子，因其配置在前方，像是(胖胖身体小小翅膀的)鸭子(伸长脖子)飞行时的(小)翅膀一样。

早在1903年，莱特兄弟的莱特飞行器就使用前翼配置，但是在莱特兄弟以后，大部分的飞行器改采用尾翼配置。一个可能的原因是要避免使用莱特兄弟的专利，另一个主要原因是使用前翼配置较不容易稳定，早期的技术较不发达，使用前翼很难设计，尤其民航机对稳定性的要求非常高，所以也不可能采用前翼配置。

因为线传飞控的进步，终于在1960年代，XB-70超音速实验机采用前翼配置证明前翼配置可行。加上前翼的操控性比较好，所以近几年来，许多先进战机常常采用前翼设计[1]:85, 531，如飙风、台风、JAS 39、歼-10、歼-20、苏-30、苏-34等。当然也是有客机使用前翼的例子，如Tu-144。

特色

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为维持稳定的前翼配置，飞行器有几个特色如下[2]：

  • 前翼永远贡献静不稳定的效果，会造成飞机静稳定性下降（与去掉前翼时相比）。
  • 一个稳定的前翼配置，飞行器的重心必须在前翼与主翼的空气动力中心之间。
  • 配平过后的前翼配置下，前翼与主翼都会提供飞行器升力。
  • 前翼的升力系数必须要比主翼还大。

较小表面积

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上：传统的二机翼设计
下：三机翼设计

由于飞机在飞行过程中的重心不断改变，主翼的升力与飞行器的重量并非成一直线，不能互相抵消，因此需要尾翼提供配平力（trim force）来维持平衡。这样主翼必须增大面积，提供额外的升力，平衡尾翼产生的向下力，去维持飞行器的俯仰。

在三机翼设计中，配平力由前翼及尾翼共同承担，前翼提供升力，尾翼提供向下力。主翼只需要提供较小的额外升力去维持俯仰，使得机翼的总表面积可以减少。

相关条目

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参考资料

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  1. ^ 1.0 1.1 Jonh Anderson. Introduce to Flight，5th. ed.. New York: McGRAW-Hill. 2005. ISBN 0071238182. 
  2. ^ Warren Phillips. Mechanics of Flight. Hoboken: Wiley. 2004. ISBN 0471334588. 
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