从J2011机头棱边下倾角和鸭翼基座棱边下倾角 看J2011涡 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/20 17:16:27


首先看两张图,第一张图,可见J2011的鸡头棱边低于进气道上缘、向前的下倾角大约是5°(也有量出来大约下倾6°),本帖设为鸡头棱边向前下倾5~6°。这一点2011较之于2001没改变、没变化。

第二张图,可见J2011的鸭翼基座改了,与2001不同,2001的鸭翼基座是水平的,而2011的鸭翼基座棱边改为向前下倾,大约下倾8°。

上述两个棱边,都视为特殊的边条。按照边条升力的有关论文,一般认为水平边条的迎角达到6°左右的时候、涡流与机身、机翼大致6°夹角的时候,开始形成比较明显的涡流掠过机身、机翼。


如此,

鸭翼基座边条,向前下倾大约8°,也就是说,鸭翼基座边条涡在大约14°机身迎角之内是基本消失或者非常有限了,之后才开始明显成形并且发挥作用。

机头棱边下倾大约5~6·°,机头棱边涡在大约11~12°机身迎角的情况下基本消失或者非常有限,之后才开始明显成形并且发挥作用。网上也确实有J20抑制机头棱边涡作用一说。


也就是说:

J20-2011的涡系,在一定的小迎角范围内简化了 ,机身迎角14°以内可认为无鸭翼基座边条涡。11~12°以内可认为无机头棱边涡。



但是当机身迎角超过11°之后涡系还是存在的、并且越来越复杂。到了J20机身迎角超过11~12°的时候,机头棱边涡产生作用。这时候是“机头涡+鸭翼涡+主边条涡+襟翼涡”复合发生作用。

到了14°机身迎角的时候,鸭翼基座边条涡流转强,这时候是“机头涡+鸭翼基座边条涡+鸭翼涡+主边条涡+襟翼涡”复合发生作用。

也就说:歼两零在逐渐进入中大的机身迎角的时候,涡系逐渐增加和加强。而在小迎角的时候2011较之于2001、采取了控制涡系复杂程度的简化设计和弱化设计,主要是取消了机身迎角14°之前原有的鸭翼基座边条涡。为何如此设计,很费解。但是肯定有它的道理。

同时,2011的主边条取消2001较强的哥特边条、改为略弱的斜直边条,主边条涡并与襟翼涡复合为一。这也是简化了、略微弱化了涡系。主边条产生涡系的机身迎角是6°。


由上,
J20产生涡流的顺序和过程,可以归结为:
一、起飞阶段,上反鸭翼和下反主翼之间,先产生鸭翼涡。

二、机身迎角达到6°时候和之后,主边条涡、襟翼涡产生、然后逐渐加强。J2011的鸭翼涡、主边条涡、襟翼涡开始三涡系复合。【  而此时J2001则是鸭翼基座涡(鸭翼前边条涡)、主边条涡、襟翼涡都产生、开始与鸭翼涡开始四涡系复合。】【而F35则由于鸡头棱边高于主翼翼面的位置向下倾、鸡头顶点则水平于主翼翼面,F35机头涡的发生作用的迎角小于J2001/2011,发生作用的时间早于J2001/2011,可能在机身迎角5~6°的时候,就已经开始】

三、机身迎角达到11~12°的时候和之后,机头涡产生然后逐渐加强。机头涡、鸭翼涡、主边条涡、襟翼涡开始四涡系复合。【而此时J2001则是机头棱边涡、鸭翼基座涡(鸭翼前边条涡)、主边条涡、襟翼涡都产生、开始与鸭翼涡开始五涡系的复合。】

四、机身迎角达到14°的时候和之后,J2011的鸭翼基座涡产生、然后逐渐加强。机头涡、鸭翼前小边条涡也就是鸭翼基座边条涡、鸭翼涡、主边条涡、襟翼涡开始五涡系复合。

也就是随着迎角增加,J2011的涡系是一个不断增加涡系、不断增强复合的过程。非常复杂。


俺的问题是:

1、较之于F35,J2001/2011为何11~12°机身迎角之内 为何弱化掉机头棱边涡?
2、在14°机身迎角之内,J2011为何较之于2001要简化和弱化涡系、弱化掉鸭翼基座涡(鸭翼前边条涡)?
3、为何选择11~14°机身迎角之后、这时候鸭翼涡和主边条涡已经较强的情况下,才允许机头棱边涡和鸭翼前基座边条涡复合进来?

暂缺J20-2011的涡系图

首先看两张图,第一张图,可见J2011的鸡头棱边低于进气道上缘、向前的下倾角大约是5°(也有量出来大约下倾6°),本帖设为鸡头棱边向前下倾5~6°。这一点2011较之于2001没改变、没变化。

第二张图,可见J2011的鸭翼基座改了,与2001不同,2001的鸭翼基座是水平的,而2011的鸭翼基座棱边改为向前下倾,大约下倾8°。

上述两个棱边,都视为特殊的边条。按照边条升力的有关论文,一般认为水平边条的迎角达到6°左右的时候、涡流与机身、机翼大致6°夹角的时候,开始形成比较明显的涡流掠过机身、机翼。


如此,

鸭翼基座边条,向前下倾大约8°,也就是说,鸭翼基座边条涡在大约14°机身迎角之内是基本消失或者非常有限了,之后才开始明显成形并且发挥作用。

机头棱边下倾大约5~6·°,机头棱边涡在大约11~12°机身迎角的情况下基本消失或者非常有限,之后才开始明显成形并且发挥作用。网上也确实有J20抑制机头棱边涡作用一说。


也就是说:

J20-2011的涡系,在一定的小迎角范围内简化了 ,机身迎角14°以内可认为无鸭翼基座边条涡。11~12°以内可认为无机头棱边涡。



但是当机身迎角超过11°之后涡系还是存在的、并且越来越复杂。到了J20机身迎角超过11~12°的时候,机头棱边涡产生作用。这时候是“机头涡+鸭翼涡+主边条涡+襟翼涡”复合发生作用。

到了14°机身迎角的时候,鸭翼基座边条涡流转强,这时候是“机头涡+鸭翼基座边条涡+鸭翼涡+主边条涡+襟翼涡”复合发生作用。

也就说:歼两零在逐渐进入中大的机身迎角的时候,涡系逐渐增加和加强。而在小迎角的时候2011较之于2001、采取了控制涡系复杂程度的简化设计和弱化设计,主要是取消了机身迎角14°之前原有的鸭翼基座边条涡。为何如此设计,很费解。但是肯定有它的道理。

同时,2011的主边条取消2001较强的哥特边条、改为略弱的斜直边条,主边条涡并与襟翼涡复合为一。这也是简化了、略微弱化了涡系。主边条产生涡系的机身迎角是6°。


由上,
J20产生涡流的顺序和过程,可以归结为:
一、起飞阶段,上反鸭翼和下反主翼之间,先产生鸭翼涡。

二、机身迎角达到6°时候和之后,主边条涡、襟翼涡产生、然后逐渐加强。J2011的鸭翼涡、主边条涡、襟翼涡开始三涡系复合。【  而此时J2001则是鸭翼基座涡(鸭翼前边条涡)、主边条涡、襟翼涡都产生、开始与鸭翼涡开始四涡系复合。】【而F35则由于鸡头棱边高于主翼翼面的位置向下倾、鸡头顶点则水平于主翼翼面,F35机头涡的发生作用的迎角小于J2001/2011,发生作用的时间早于J2001/2011,可能在机身迎角5~6°的时候,就已经开始】

三、机身迎角达到11~12°的时候和之后,机头涡产生然后逐渐加强。机头涡、鸭翼涡、主边条涡、襟翼涡开始四涡系复合。【而此时J2001则是机头棱边涡、鸭翼基座涡(鸭翼前边条涡)、主边条涡、襟翼涡都产生、开始与鸭翼涡开始五涡系的复合。】

四、机身迎角达到14°的时候和之后,J2011的鸭翼基座涡产生、然后逐渐加强。机头涡、鸭翼前小边条涡也就是鸭翼基座边条涡、鸭翼涡、主边条涡、襟翼涡开始五涡系复合。

也就是随着迎角增加,J2011的涡系是一个不断增加涡系、不断增强复合的过程。非常复杂。


俺的问题是:

1、较之于F35,J2001/2011为何11~12°机身迎角之内 为何弱化掉机头棱边涡?
2、在14°机身迎角之内,J2011为何较之于2001要简化和弱化涡系、弱化掉鸭翼基座涡(鸭翼前边条涡)?
3、为何选择11~14°机身迎角之后、这时候鸭翼涡和主边条涡已经较强的情况下,才允许机头棱边涡和鸭翼前基座边条涡复合进来?

暂缺J20-2011的涡系图
本人纯文科 只是航空发烧友一枚  有谬误请指正
你这都是文科,让我这学理工的脸往哪里放??
不管是对是错,这个分析真是太细致了。个人认为,减小水平角度附近的涡流强度和数量是为了减小平飞阻力,随着角度的增加,更多的涡流开始产生和耦合进其它涡流正是歼20气动设计功力的体现,而2011化繁为简本身就是高境界。也许,下一个状态装备了矢量发动机,涡流发生的情况还会变化。之前宋总说鸭翼搭配矢量发动机更适合,也许是为了搭配矢量也说不一定。
tyxwjz1985 发表于 2014-7-31 21:49
不管是对是错,这个分析真是太细致了。个人认为,减小水平角度附近的涡流强度和数量是为了减小平飞阻力,随 ...
我担心是成飞的气动设计底子不厚,无法对复杂涡系进行有效利用,不得不简化

或者是对垂尾冲击过大,无奈减弱,希望我分析错了
天痕1 发表于 2014-7-31 22:03
我担心是成飞的气动设计底子不厚,无法对复杂涡系进行有效利用,不得不简化

或者是对垂尾冲击过大,无 ...
我看多半就是跟垂尾有关,2011最主要的改变就是尾翼切尖,改善高速时的震颤问题
楼主我感觉2011简化了鸭翼前边条涡流也是一个因素

进气道下偏可能有降低涡流的原因,但是感觉更主要是减阻

我无法你的观察与推导是否一定正确

单就你的三个问题,我的理解是

小迎角范围内,较多对应于巡航或接近巡航工况,应当以减阻为主要考虑

大迎角范围内,较多对应于强烈机动,应当以增大角速度变化率为主要考虑

在J20的作战模式以超音速为主的情形下,发动机水平又比较有限,那就以减小超音速巡航阻力,增大超音速盘旋角速度为优化方向
看了楼上几位的观点,视角不同,观点也不完全相同,我按照自己的专业知识来总结一下,就一句话:看不懂
楼主技术膜拜一下
楼主自称文科生,让我这理科生情何以堪呐。。。
文科僧逆袭啦!
主要是为了尾翼和减阻吧。。。
改倾角和主边条都是可以减阻的,平飞的时候其实要那么强大的涡系没啥用,而且尾翼也受不住。。。
叶子换了新马甲差点没认出来你
边条在6度迎角时出现涡,不等于机头棱边在6度时也形成涡。
楼主果然油菜!来自: Android客户端
巡航时减阻兼简化翼面调整……
ertert 发表于 2014-8-1 06:56
边条在6度迎角时出现涡,不等于机头棱边在6度时也形成涡。
是不是可以猜测棱边涡系复合进前翼面的涡系之中?
是不是可以猜测棱边涡系复合进前翼面的涡系之中?
中国人已经陷入涡的魔障。对此痴迷。
忘了忘了飞机最重要的是重量轻和零升阻力,而不是大推力和涡升力。
ertert 发表于 2014-8-1 06:56
边条在6度迎角时出现涡,不等于机头棱边在6度时也形成涡。
差不多吧

鸡头棱边是变形的边条
刚出来那阵偶就是这看法了,还有一个特征是边条外形的变化。
中国人已经陷入涡的魔障。对此痴迷。
忘了忘了飞机最重要的是重量轻和零升阻力,而不是大推力和涡升力。
零升阻力我八爷啊,哈哈哈~涡流本身是对能量的消耗啊

yes413a 发表于 2014-7-31 21:34
本人纯文科 只是航空发烧友一枚  有谬误请指正


“1、较之于F35,J2001/2011为何11~12°机身迎角之内 为何弱化掉机头棱边涡?
2、在14°机身迎角之内,J2011为何较之于2001要简化和弱化涡系、弱化掉鸭翼基座涡(鸭翼前边条涡)?
3、为何选择11~14°机身迎角之后、这时候鸭翼涡和主边条涡已经较强的情况下,才允许机头棱边涡和鸭翼前基座边条涡复合进来?”

——涡流会增加阻力,小迎角平飞状态下减小涡流,是为了减小超音速快速飞行时的阻力,提高超音速升阻比,利于加速度和极速提高。

大迎角状态下,涡系逐渐不断增强,提高大迎角状态下的可用升力,增强瞬盘等机动性。大迎角状态下速度本就不会太快,此时阻力不是主要优化方向,提高升力系数和可用升力是主要目的。

另外,取消哥特拱形边条而变成直线边条,对隐身有帮助。拱形会向各个方向散射,直线边条把雷达回波集中到一个反射方向,符合隐身设计的集中回波方向原则



yes413a 发表于 2014-7-31 21:34
本人纯文科 只是航空发烧友一枚  有谬误请指正


“1、较之于F35,J2001/2011为何11~12°机身迎角之内 为何弱化掉机头棱边涡?
2、在14°机身迎角之内,J2011为何较之于2001要简化和弱化涡系、弱化掉鸭翼基座涡(鸭翼前边条涡)?
3、为何选择11~14°机身迎角之后、这时候鸭翼涡和主边条涡已经较强的情况下,才允许机头棱边涡和鸭翼前基座边条涡复合进来?”

——涡流会增加阻力,小迎角平飞状态下减小涡流,是为了减小超音速快速飞行时的阻力,提高超音速升阻比,利于加速度和极速提高。

大迎角状态下,涡系逐渐不断增强,提高大迎角状态下的可用升力,增强瞬盘等机动性。大迎角状态下速度本就不会太快,此时阻力不是主要优化方向,提高升力系数和可用升力是主要目的。

另外,取消哥特拱形边条而变成直线边条,对隐身有帮助。拱形会向各个方向散射,直线边条把雷达回波集中到一个反射方向,符合隐身设计的集中回波方向原则


差不多吧

鸡头棱边是变形的边条
差不多就难说了。
F18和F16都叫边条,形成涡的条件都有差异。

ertert 发表于 2014-8-1 09:38
中国人已经陷入涡的魔障。对此痴迷。
忘了忘了飞机最重要的是重量轻和零升阻力,而不是大推力和涡升力。


应该是军迷陷入了涡的魔障,真正研制者可能并不是如此。

个人认为楼主关于涡的看法实际上还是军迷靠想象来说事(其实我也一样),毕竟军迷没有风洞来做验证,而军迷也少有人能够利用计算流体力学来模拟气动涡,所以很多时候靠想象来说什么,而事实是否如此则是另外一回事。

个人看法是J20在涡的利用上其实和台风、阵风有相似的地方:台风有个小边条、阵风在鸭翼下与机身过渡处也有个小边条,所以实际来看基本都有鸭翼涡、边条涡,只不过J20的边条更大一些。从气动本上来看,大迎角时鸭式布局要恢复就得鸭翼下偏,而鸭翼下偏后机翼上涡降低容易失速,所以有个边条可以维持涡流过机翼,这样就可以让机翼不失速且能够恢复到平飞或者到小点迎角。当然J20在气动上也有和台风阵风不同的地方,J20有机头棱边,能够有一定的机头涡,不过这个需要较大迎角才能出现,这其实对增加机头航向稳定性是有帮助的。从我了解到的东西来看,机头涡似乎不用于增升,虽然其多少能增生,但很多时候恐怕航向稳定性考虑得更多。
我个人观点是2001最早可能所谓鸭翼边条涡可能并不是大家想象的那样来为了增强涡的作用,有可能是就是为了遮挡鸭翼和机身缝隙来降低雷达反射,但实际飞了以后却发现能够形成强度不小的涡,而这个涡估计不是预计的想要的东西,所以而且出现后本身也带来了问题,所以后来处理应该是改了这个东西到今天这种情况。

总得的来说我认为J20并没有刻意去追求这么多涡,涡并非越多越好,2011的气动调整说明了并没有这样的追求,涡还是适当就好。
ertert 发表于 2014-8-1 09:38
中国人已经陷入涡的魔障。对此痴迷。
忘了忘了飞机最重要的是重量轻和零升阻力,而不是大推力和涡升力。


应该是军迷陷入了涡的魔障,真正研制者可能并不是如此。

个人认为楼主关于涡的看法实际上还是军迷靠想象来说事(其实我也一样),毕竟军迷没有风洞来做验证,而军迷也少有人能够利用计算流体力学来模拟气动涡,所以很多时候靠想象来说什么,而事实是否如此则是另外一回事。

个人看法是J20在涡的利用上其实和台风、阵风有相似的地方:台风有个小边条、阵风在鸭翼下与机身过渡处也有个小边条,所以实际来看基本都有鸭翼涡、边条涡,只不过J20的边条更大一些。从气动本上来看,大迎角时鸭式布局要恢复就得鸭翼下偏,而鸭翼下偏后机翼上涡降低容易失速,所以有个边条可以维持涡流过机翼,这样就可以让机翼不失速且能够恢复到平飞或者到小点迎角。当然J20在气动上也有和台风阵风不同的地方,J20有机头棱边,能够有一定的机头涡,不过这个需要较大迎角才能出现,这其实对增加机头航向稳定性是有帮助的。从我了解到的东西来看,机头涡似乎不用于增升,虽然其多少能增生,但很多时候恐怕航向稳定性考虑得更多。
我个人观点是2001最早可能所谓鸭翼边条涡可能并不是大家想象的那样来为了增强涡的作用,有可能是就是为了遮挡鸭翼和机身缝隙来降低雷达反射,但实际飞了以后却发现能够形成强度不小的涡,而这个涡估计不是预计的想要的东西,所以而且出现后本身也带来了问题,所以后来处理应该是改了这个东西到今天这种情况。

总得的来说我认为J20并没有刻意去追求这么多涡,涡并非越多越好,2011的气动调整说明了并没有这样的追求,涡还是适当就好。
应该是军迷陷入了涡的魔障,真正研制者可能并不是如此。

个人认为楼主关于涡的看法实际上还是军迷靠 ...
2011进气道前倾,就是让机身和机翼结合部形成更像上凸下平的截面,有利于形成升力。其次可能内部弹舱、起落架舱有点优化。

TSQ 发表于 2014-8-1 10:48
应该是军迷陷入了涡的魔障,真正研制者可能并不是如此。

个人认为楼主关于涡的看法实际上还是军迷靠 ...


不仅仅是基座  似乎边条的迹象更浓  更像一片小刀可以划破空气。缺点是太短,涡流容易破裂。幸运是靠鸭,涡流互相增强乃至复合。。。。。。。。。。对比F35狭长的手术刀状的边条
TSQ 发表于 2014-8-1 10:48
应该是军迷陷入了涡的魔障,真正研制者可能并不是如此。

个人认为楼主关于涡的看法实际上还是军迷靠 ...


不仅仅是基座  似乎边条的迹象更浓  更像一片小刀可以划破空气。缺点是太短,涡流容易破裂。幸运是靠鸭,涡流互相增强乃至复合。。。。。。。。。。对比F35狭长的手术刀状的边条
平飞的时候,飞机就有5-6度左右的迎角了,这时候不需要太强的涡流系,复杂涡流系主要还是对机动能力有增益影响。
天痕1 发表于 2014-7-31 22:03
我担心是成飞的气动设计底子不厚,无法对复杂涡系进行有效利用,不得不简化

或者是对垂尾冲击过大,无 ...
一、为啥不是发动机性能比预期更好?所以预设的一些走变态路线的气动方案适当简化以降低全项目风险?
二、为啥不可能是经过试验发现超音速飞行性能比设计的更好,需要通过简化涡系来提高超音速机动的控制性?
enterpriseteam 发表于 2014-8-1 10:22
零升阻力我八爷啊,哈哈哈~涡流本身是对能量的消耗啊
不可控的涡流是消耗。
可控的涡流能更有效地利用能量。
舒适模式和越野模式的区别,大多数时间是舒适模式,平稳舒适省油,越野模式要有爆发力。
yes413a 发表于 2014-8-1 11:46
不仅仅是基座  似乎边条的迹象更浓  更像一片小刀可以划破空气。缺点是太短,涡流容易破裂。幸运是靠鸭 ...
涡的形成条件有上下表面的气压差以及尖锐的边缘,而边条面积大小则不是简单的就只有边条自身,而是看参与形成涡的有哪些东西。实际上F-35和F-22的边条不是传统的边条,而是让进气道上下表面也参与涡的形成,基本上可以认为是一个面积较大的边条,所以只看边条自身是不够的。

J-20的2001和2002的鸭翼前的类似边条的东西个人认为可能开始时没有考虑到用其形成涡,正好较大迎角飞行时进气道上下表面有压差,而那个边缘又足够尖锐,所以就出现了涡,这个涡对增升有多大帮助不好说,但涡是气流绕其核的流动会影响鸭翼等的气动,可能会造成震颤,可能不是预计想要的东西,所以后来的2011和2012就取消了这个东西,并对局部气动进行了调整。

总的来说,涡不是越多越好,也不是越复杂越好,够用就行。
2014-8-1 12:43 上传

“1、较之于F35,J2001/2011为何11~12°机身迎角之内 为何弱化掉机头棱边涡?
2、在14°机身迎角之内 ...
当年貌似很多人论证拱形边条影响不大呢=_=
enterpriseteam 发表于 2014-8-1 12:52
当年貌似很多人论证拱形边条影响不大呢=_=
本来面积也不大,虽是拱形,比F18EF那样的拱形边条是小多了,在尚未细化设计的工程验证机上可以说是影响不大。到了更靠近实际作战形态的原型机上,对更多细节就更注意了,细节上优化隐身也是很正常的追求。
ertert 发表于 2014-8-1 09:38
中国人已经陷入涡的魔障。对此痴迷。
忘了忘了飞机最重要的是重量轻和零升阻力,而不是大推力和涡升力。
一语惊醒梦中人……学生受教,惭愧……惭愧!
楼主分析的真仔细  
J20不光是鸭翼边条还是升力体机身,2011的改进更多的是协调机身的升力体效果。