欧洲双风的边条/涡流发生器和双风设计思路差异

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 01:27:51

一直以来给人们的印象是欧洲双风都是典型鸭式布局设计,稍微多了解一点的就是台风在鸭翼与机翼之间有个可称之为涡流发生器的固定小片,其作用与边条类似。但一直以来大家对阵风的边条都没有注意到,实在是这个边条有点小,而这个边条恰恰被旁边较大的鸭翼遮挡,使得大家忽略,个人也是最近看到阵风的局部照片,然后看到有网友说阵风也有小边条才注意到的。

阵风的边条如下:

别看边条小,也可以产生涡,只不过涡不怎么强。

台风的涡发生器就比较明显:


当然台风的涡流发生器效果也更明显:

欧洲双风的发展大家都很清楚,法国要搞舰载而其他国家不要,最后法国独立干,其他欧洲四国搞了台风。这样的结果就是台风和阵风在设计重点上侧重不同:台风更强调空优兼顾多用途,而阵风强调舰载和多用途。

阵风强调舰载多用途的结果是阵风选择了近距耦合鸭式布局,而且鸭翼距离主翼距离较近,这样在起飞降落时涡升力更大,有利于舰载起飞降落。但是这样的近距耦合据说其鸭翼超音速阻力比较大,所以鸭翼的面积应该缩小来减小阻力,鸭翼减小后对操纵和配平等都有不利,不过好在法国人在幻影2000时代已经玩转了三角翼,在幻影2000上,即便没有鸭翼都可以保证机动性,阵风多了鸭翼当然更没有问题,继续将幻影2000上的升降副翼发扬光大,再结合鸭翼做配平和操纵,操纵问题也就算解决了。作为三代半飞机,阵风当然也要追求大迎角飞行,不过鸭式布局有个缺点,就是大迎角飞行时鸭翼要相对机身下偏,减小迎角来避免飞机继续抬头而失速,而鸭翼迎角减小意味着鸭翼的涡流无法继续扫过机翼,机翼上的气流就容易分离而让机翼失速,而边条翼中的边条则不需要像鸭翼那样下偏,所以涡得以维持,所以大迎角飞行反而得到保障,典型如F-18,大迎角特性比较突出,所以,阵风适当搞个不大的边条,在鸭翼下偏时,也可以起到维持一定的涡,这对保持大迎角飞行还是非常重要的。

阵风的这样设计特点使得其多用途功能更为突出,而超音速性能方面就会有所牺牲。

台风在设计过程中也有反复,刚开始选择的也是近距耦合布局,网络上传的那个所谓台风涡流气动图实际上并非后来的台风,而是早期台风验证机的风洞图;在台风研制过程中苏联解体,威胁解除后德国因为两德合并需要资金甚至要退出研制,后来的研制也曾经想简化,但实际上并非如此,台风反而在后来改变了研制思路,强调了超音速性能,整个布局从近距耦合变为远距耦合,鸭翼远距后可以减小鸭翼面积从而降低超音速阻力,而鸭翼操纵力臂的加长对敏捷性有好处,但是远距耦合使得鸭式布局的鸭翼与机翼有利干扰损失殆尽,同时作为三代半也要追求大迎角飞行性能,那么就增加一个涡流发生器,这个涡流发生器的位置正好是近距耦合鸭翼的位置,所以其产生的涡一定会经过机翼从而有利于机翼增升。不过这个涡发生器更接近边条而非鸭翼,所谓其涡的特点也就更接近边条,由于其位置选择较好,所以涡强度也比较强,通过这样一个涡流发生器,使得台风在付出代价较小的情况下确保了大迎角性能。

就台风的布局而言,位于机身腹部的进气道显然不利于做成弹射起飞,远距离的鸭翼和涡流发生器在起飞降落过程中的增升作用估计也难与阵风的鸭翼相媲美,所以台风上舰是不太合适的,法国人真的留在台风阵营中的话,台风肯定不会是现在这个样子。不过,有意思的是,台风后来参与印度的招标,竟然给台风的模型按上了矢量推力并放到了航母上,以展现台风上航母的能力,不过印度虽然在外购上经常闹笑话,但估计也没有被台风这个所谓可舰载的型号给忽悠住。

其实就三代机层面来看,阵风和台风还都有可取之处,但现在已经是四代机时代,老欧洲在四代机时代的确有点落后了。这些在三代机时代玩的边条翼和鸭翼技术,到四代机被中国进行了更好的融合,而且更是融合到升力体中,融合了隐形设计、全动垂尾、内置弹舱等,由此可见在鸭式布局的技术上,中国在气动布局上,已经超过老欧洲已经很远了(这里的KC有点H,哈哈,偶尔一次而为之也)。
一直以来给人们的印象是欧洲双风都是典型鸭式布局设计,稍微多了解一点的就是台风在鸭翼与机翼之间有个可称之为涡流发生器的固定小片,其作用与边条类似。但一直以来大家对阵风的边条都没有注意到,实在是这个边条有点小,而这个边条恰恰被旁边较大的鸭翼遮挡,使得大家忽略,个人也是最近看到阵风的局部照片,然后看到有网友说阵风也有小边条才注意到的。

阵风的边条如下:

阵风的边条.jpg (212.84 KB, 下载次数: 15)

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2012-9-9 22:18 上传


别看边条小,也可以产生涡,只不过涡不怎么强。

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2012-9-9 22:18 上传


台风的涡发生器就比较明显:

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2012-9-9 22:21 上传



当然台风的涡流发生器效果也更明显:

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2012-9-9 22:18 上传


欧洲双风的发展大家都很清楚,法国要搞舰载而其他国家不要,最后法国独立干,其他欧洲四国搞了台风。这样的结果就是台风和阵风在设计重点上侧重不同:台风更强调空优兼顾多用途,而阵风强调舰载和多用途。

阵风强调舰载多用途的结果是阵风选择了近距耦合鸭式布局,而且鸭翼距离主翼距离较近,这样在起飞降落时涡升力更大,有利于舰载起飞降落。但是这样的近距耦合据说其鸭翼超音速阻力比较大,所以鸭翼的面积应该缩小来减小阻力,鸭翼减小后对操纵和配平等都有不利,不过好在法国人在幻影2000时代已经玩转了三角翼,在幻影2000上,即便没有鸭翼都可以保证机动性,阵风多了鸭翼当然更没有问题,继续将幻影2000上的升降副翼发扬光大,再结合鸭翼做配平和操纵,操纵问题也就算解决了。作为三代半飞机,阵风当然也要追求大迎角飞行,不过鸭式布局有个缺点,就是大迎角飞行时鸭翼要相对机身下偏,减小迎角来避免飞机继续抬头而失速,而鸭翼迎角减小意味着鸭翼的涡流无法继续扫过机翼,机翼上的气流就容易分离而让机翼失速,而边条翼中的边条则不需要像鸭翼那样下偏,所以涡得以维持,所以大迎角飞行反而得到保障,典型如F-18,大迎角特性比较突出,所以,阵风适当搞个不大的边条,在鸭翼下偏时,也可以起到维持一定的涡,这对保持大迎角飞行还是非常重要的。

阵风的这样设计特点使得其多用途功能更为突出,而超音速性能方面就会有所牺牲。

台风在设计过程中也有反复,刚开始选择的也是近距耦合布局,网络上传的那个所谓台风涡流气动图实际上并非后来的台风,而是早期台风验证机的风洞图;在台风研制过程中苏联解体,威胁解除后德国因为两德合并需要资金甚至要退出研制,后来的研制也曾经想简化,但实际上并非如此,台风反而在后来改变了研制思路,强调了超音速性能,整个布局从近距耦合变为远距耦合,鸭翼远距后可以减小鸭翼面积从而降低超音速阻力,而鸭翼操纵力臂的加长对敏捷性有好处,但是远距耦合使得鸭式布局的鸭翼与机翼有利干扰损失殆尽,同时作为三代半也要追求大迎角飞行性能,那么就增加一个涡流发生器,这个涡流发生器的位置正好是近距耦合鸭翼的位置,所以其产生的涡一定会经过机翼从而有利于机翼增升。不过这个涡发生器更接近边条而非鸭翼,所谓其涡的特点也就更接近边条,由于其位置选择较好,所以涡强度也比较强,通过这样一个涡流发生器,使得台风在付出代价较小的情况下确保了大迎角性能。

就台风的布局而言,位于机身腹部的进气道显然不利于做成弹射起飞,远距离的鸭翼和涡流发生器在起飞降落过程中的增升作用估计也难与阵风的鸭翼相媲美,所以台风上舰是不太合适的,法国人真的留在台风阵营中的话,台风肯定不会是现在这个样子。不过,有意思的是,台风后来参与印度的招标,竟然给台风的模型按上了矢量推力并放到了航母上,以展现台风上航母的能力,不过印度虽然在外购上经常闹笑话,但估计也没有被台风这个所谓可舰载的型号给忽悠住。

其实就三代机层面来看,阵风和台风还都有可取之处,但现在已经是四代机时代,老欧洲在四代机时代的确有点落后了。这些在三代机时代玩的边条翼和鸭翼技术,到四代机被中国进行了更好的融合,而且更是融合到升力体中,融合了隐形设计、全动垂尾、内置弹舱等,由此可见在鸭式布局的技术上,中国在气动布局上,已经超过老欧洲已经很远了(这里的KC有点H,哈哈,偶尔一次而为之也)。
据说棍子鸭翼面积最BT    有对比图么    撸主
台风早期选项里也是有边条的
比如P.110
百臂巨人 发表于 2012-9-9 23:51
台风早期选项里也是有边条的
比如P.110
似乎比当前台风顺眼。
2012-9-10 00:24 上传




至于EJ200的TVC和Typhoon的上舰可行性研究更是上个世纪的事了。
鸭翼里面感觉歼10b最顺眼。

raptor82 发表于 2012-9-10 00:25
不知道结论是怎么得出来的。

Typhoon要装翼根处的Lerx也是分分钟的事,没有任何难度。


兄弟好图,右键收藏之。

但不明白你说的那个结论有问题。是说不适合上舰吗?如果是这样,在这里稍微澄清一下:个人认为台风不太适合上舰,对于上矢量推力个人倒不认为是什么大问题。顶楼在说台风在忽悠印度时把矢量推力并放到航母上,核心意思是说上舰,不是说不能装矢量推力。

对于你贴的图中,似乎这几个台风图是一种测试状态,实际中可否是台风日常飞行的可选组件,这点想你请教一下。

另外,个人认为即便台风安装了这个面积不大的边条,其增升效果在航母上起降这种场合与阵风的鸭翼仍然无法相比。台风探索舰载和最终是否适合舰载并不是一回事,譬如国内早期还研究过歼七和歼八上舰,因为这是在现有机型下拓展考虑可否上舰,与从开始就考虑是否适合上舰两者无法等同,能上是解决有无的问题,适合不适合是解决好不好的问题:舰载机对起飞降落迎角以及速度上有更多要求,而这个要求与舰载起飞重量和着舰重量等也息息相关,尤其是着舰带弹能力上很多时候成为舰载机能力的一个重要衡量标准。从这方面来看,阵风从一开始就考虑舰载,对舰载是有特别设计和优化的,而台风则不然,除了英国外没有其它国家有航母,而英国航母在台风研制阶段还是需要是垂直降落而非拦阻降落,所以即便当时研究台风上舰的事情,估计也不是针对英国当时航母,可能与探讨英国未来航母有关。当然现在看到的实际结果是台风并没有上舰,而台风要改成上舰则需要新的研制,这点对于印度来说是个风险,而且即便舰载型号研制出来也并不见得就理想,从这个方面来说,欧洲人有点忽悠印度。

如果你有台风上舰这方面资料,可以共享一下,大家共同探讨探讨。
raptor82 发表于 2012-9-10 00:25
不知道结论是怎么得出来的。

Typhoon要装翼根处的Lerx也是分分钟的事,没有任何难度。


兄弟好图,右键收藏之。

但不明白你说的那个结论有问题。是说不适合上舰吗?如果是这样,在这里稍微澄清一下:个人认为台风不太适合上舰,对于上矢量推力个人倒不认为是什么大问题。顶楼在说台风在忽悠印度时把矢量推力并放到航母上,核心意思是说上舰,不是说不能装矢量推力。

对于你贴的图中,似乎这几个台风图是一种测试状态,实际中可否是台风日常飞行的可选组件,这点想你请教一下。

另外,个人认为即便台风安装了这个面积不大的边条,其增升效果在航母上起降这种场合与阵风的鸭翼仍然无法相比。台风探索舰载和最终是否适合舰载并不是一回事,譬如国内早期还研究过歼七和歼八上舰,因为这是在现有机型下拓展考虑可否上舰,与从开始就考虑是否适合上舰两者无法等同,能上是解决有无的问题,适合不适合是解决好不好的问题:舰载机对起飞降落迎角以及速度上有更多要求,而这个要求与舰载起飞重量和着舰重量等也息息相关,尤其是着舰带弹能力上很多时候成为舰载机能力的一个重要衡量标准。从这方面来看,阵风从一开始就考虑舰载,对舰载是有特别设计和优化的,而台风则不然,除了英国外没有其它国家有航母,而英国航母在台风研制阶段还是需要是垂直降落而非拦阻降落,所以即便当时研究台风上舰的事情,估计也不是针对英国当时航母,可能与探讨英国未来航母有关。当然现在看到的实际结果是台风并没有上舰,而台风要改成上舰则需要新的研制,这点对于印度来说是个风险,而且即便舰载型号研制出来也并不见得就理想,从这个方面来说,欧洲人有点忽悠印度。

如果你有台风上舰这方面资料,可以共享一下,大家共同探讨探讨。
阵风机翼安装角多少?
阵风机翼安装角多少?
不知道。
估计与幻影2000类似,在气动方面多少有点传承。


阵风的鸭翼小,边条也小,和黑丝比边条几乎看不见,不说都不知道阵风也有边条。楼主以后多发科普文。

阵风的鸭翼小,边条也小,和黑丝比边条几乎看不见,不说都不知道阵风也有边条。楼主以后多发科普文。
百臂巨人 发表于 2012-9-9 23:51
台风早期选项里也是有边条的
比如P.110
阵风的双垂尾为何最终取消了?
TSQ 发表于 2012-9-10 08:02
不知道。
估计与幻影2000类似,在气动方面多少有点传承。
借鉴幻影2000的气动积累,但是超音速阻力上的代价也一并继承下来了吧。

M88-II涡前温度变态的挖掘,让阵风的推比保证了上船的需要。但是在超音速性能上跟超级大虫子18E/F似乎
看不到太多的优势,是什么问题呢
sexthegun 发表于 2012-9-10 09:28
借鉴幻影2000的气动积累,但是超音速阻力上的代价也一并继承下来了吧。

M88-II涡前温度变态的挖 ...
没有高速需求
都直接用固定进气道了
sexthegun 发表于 2012-9-10 09:28
借鉴幻影2000的气动积累,但是超音速阻力上的代价也一并继承下来了吧。

M88-II涡前温度变态的挖 ...
实话说个人对欧洲双风关注不多,阵风超音速性能如何并不是特别清楚。
不过就感觉上来看,阵风超音速性能估计能比F/A-18E/F好些吧,毕竟机翼后掠角更大,超音速的阻力中机翼还是占了不小比例的,而F/A-18E/F的机翼比较平直,超音速阻力估计会比较大一些。

都是瞎猜,没有更多资料和证据,仅供参考。

TSQ 发表于 2012-9-10 06:29
兄弟好图,右键收藏之。

但不明白你说的那个结论有问题。是说不适合上舰吗?如果是这样,在这里稍微 ...


这个Lerx不是现役Typhoon的组件。

多年以前在DA5上进行试飞评估,结果实turn rate 能提升10~15%。

但是结论却是目前的Typhoon不需要这种东西。

这个Lerx目前看来是Typhoon 2020 的选装组件,不过似乎没人愿意去装它。

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Typhoon上舰的问题,

在90年晚期CVF尚未确认构型,FCBA(Future Carrier Borne Aircraf)和 FJCA(Future Joint Combat Aircraft)也并未确定就是JSF

Typhoon的舰载型就是当时STOBAR型CVF的唯一一种舰载战斗机构型,被称为Eurofighter Typhoon (N)(如果能入役的话则可能会叫Sea Typhoon)。

从1997年开始进行了27个月的舰载型可行性研究和设计。

主要集中在STOBAR上,但同时也有弹射型(包括鼻轮式和拖索式)的研究

除了STOBAR CVF,当时尚未成型的意大利加富尔号也研究过运作舰载型台风的可行性。

既然是STOBAR航母,就不存在什么垂直起降,Eurofighter Typhoon (N)是完全标准的拦阻降落。

而EJ200 的TVC 和CFT之类的东西也是当时就在舰载型构型里的。



2011年给印度看的东西,完全就是把10年的老方案拿出来,没有什么太新的东西。
TSQ 发表于 2012-9-10 06:29
兄弟好图,右键收藏之。

但不明白你说的那个结论有问题。是说不适合上舰吗?如果是这样,在这里稍微 ...


这个Lerx不是现役Typhoon的组件。

多年以前在DA5上进行试飞评估,结果实turn rate 能提升10~15%。

但是结论却是目前的Typhoon不需要这种东西。

这个Lerx目前看来是Typhoon 2020 的选装组件,不过似乎没人愿意去装它。

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2012-9-10 10:27 上传


Typhoon上舰的问题,

在90年晚期CVF尚未确认构型,FCBA(Future Carrier Borne Aircraf)和 FJCA(Future Joint Combat Aircraft)也并未确定就是JSF

Typhoon的舰载型就是当时STOBAR型CVF的唯一一种舰载战斗机构型,被称为Eurofighter Typhoon (N)(如果能入役的话则可能会叫Sea Typhoon)。

从1997年开始进行了27个月的舰载型可行性研究和设计。

主要集中在STOBAR上,但同时也有弹射型(包括鼻轮式和拖索式)的研究

除了STOBAR CVF,当时尚未成型的意大利加富尔号也研究过运作舰载型台风的可行性。

既然是STOBAR航母,就不存在什么垂直起降,Eurofighter Typhoon (N)是完全标准的拦阻降落。

而EJ200 的TVC 和CFT之类的东西也是当时就在舰载型构型里的。



2011年给印度看的东西,完全就是把10年的老方案拿出来,没有什么太新的东西。
raptor82 发表于 2012-9-10 10:28
这个Lerx不是现役Typhoon的组件。

多年以前在DA5上进行试飞评估,结果实turn rate 能提升10~15%。
谢谢提供如此详尽资料,其实可以看出当年只是筹划,并没有实打实的工程上的投入(也就是实际制造上的投入),当年可有什么比较明确的结论与否。

TSQ 发表于 2012-9-10 10:54
谢谢提供如此详尽资料,其实可以看出当年只是筹划,并没有实打实的工程上的投入(也就是实际制造上的投入 ...


可行性上没什么太大的问题,鸭翼机想上舰,无非和Rafale一样用超过一般的高AOA,外加借助FCS的sophisticated computer controlled precise landing systems。
可能还有一些额外的土办法
..........比如潜望镜.................





相对陆基型,

STOBAR型增加的重量是340kg

弹射型增加的重量是460kg

不过面对JSF,任何四代半舰载机来竞争基本都没戏唱,特别是还要另外花大钱在陆基型上来研发新型号。

TSQ 发表于 2012-9-10 10:54
谢谢提供如此详尽资料,其实可以看出当年只是筹划,并没有实打实的工程上的投入(也就是实际制造上的投入 ...


可行性上没什么太大的问题,鸭翼机想上舰,无非和Rafale一样用超过一般的高AOA,外加借助FCS的sophisticated computer controlled precise landing systems。
可能还有一些额外的土办法
..........比如潜望镜.................



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2012-9-10 11:05 上传



相对陆基型,

STOBAR型增加的重量是340kg

弹射型增加的重量是460kg

不过面对JSF,任何四代半舰载机来竞争基本都没戏唱,特别是还要另外花大钱在陆基型上来研发新型号。

raptor82 发表于 2012-9-10 11:03
可行性上没什么太大的问题,鸭翼机想上舰,无非和Rafale一样用超过一般的高AOA,外加借助FCS的sophisti ...


非常好的资料,收藏了。
对于台风舰载增重问题,个人觉得由于其结构紧凑,增重可能不多。

其实个人更关心的是着舰速度和着舰重量,这个对舰载机是个非常关键的东西,着舰速度降不下来,飞行安全性就得不到保障,而着舰重量如果提不上去,带弹着舰能力低,作战能力就受到很大影响。

目前看他们是通过增加迎角的办法来解决的,除此之外在增升方面是否还有其他措施?另外,增加增大迎角后能够达到什么效果,是否有资料。

总之,非常感谢了。
raptor82 发表于 2012-9-10 11:03
可行性上没什么太大的问题,鸭翼机想上舰,无非和Rafale一样用超过一般的高AOA,外加借助FCS的sophisti ...


非常好的资料,收藏了。
对于台风舰载增重问题,个人觉得由于其结构紧凑,增重可能不多。

其实个人更关心的是着舰速度和着舰重量,这个对舰载机是个非常关键的东西,着舰速度降不下来,飞行安全性就得不到保障,而着舰重量如果提不上去,带弹着舰能力低,作战能力就受到很大影响。

目前看他们是通过增加迎角的办法来解决的,除此之外在增升方面是否还有其他措施?另外,增加增大迎角后能够达到什么效果,是否有资料。

总之,非常感谢了。
百臂巨人 发表于 2012-9-10 09:31
没有高速需求
都直接用固定进气道了
就进气道的应用来说,阵风和18E/F考虑的主要还是低速稳定性,跨音速的加速上。

1.6M以上的速度不是特别强调的优化区间,不知道理解对不对。
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那么是否可以推导出,在7500米--15000米左右的高空,阵风和超级虫子的垂直机动能力、加速能力不如棍子这样,
特别强调纵向稳定、机动能力的双三角翼
sexthegun 发表于 2012-9-10 12:25
就进气道的应用来说,阵风和18E/F考虑的主要还是低速稳定性,跨音速的加速上。

1.6M以上的速度不是特别 ...
如果是1.6M以下的加速和爬升我不认为会弱于J-10,实际上我认为会明显好于。
TSQ 发表于 2012-9-10 00:00
似乎比当前台风顺眼。
顺眼多了...
TSQ 发表于 2012-9-10 11:23
非常好的资料,收藏了。
对于台风舰载增重问题,个人觉得由于其结构紧凑,增重可能不多。
阵风的双垂尾为何最终取消了?

01663 发表于 2012-9-10 23:28
阵风的双垂尾为何最终取消了?
这个是台风的一个选型,不是阵风的。
选型过程中总是各种各样的构型,就这个型号而言,本身与后来的台风差距巨大,是个已经被放弃的构型。
2012-9-10 23:51 上传





Typhoon的情况要复杂一些,无论是BAE还是MBB当时(ACA时期)都倾向使用双垂尾,不过由于进一步的验证加上EAP实飞表现证明单垂尾完全够用,就省去了双垂尾设计。

事实上连EAP借用的Tornado的高大垂尾都还是太富裕了。
百臂巨人 发表于 2012-9-10 12:31
如果是1.6M以下的加速和爬升我不认为会弱于J-10,实际上我认为会明显好于。
双发机的小涵道大推比中推应用,单发的棍子完全不具备优势。