另类可变后掠翼来满足舰载战斗机机苛刻要求

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 09:54:03


舰载战斗机机首先要求有良好的低速性能,没有良好低速性能舰载机不能安全着舰;舰载机还希望大航程,因为舰载机在茫茫大洋上飞,大航程能够让舰载机顺利找到航母,也能在更远距离攻击敌人来确保航母安全;舰载机还希望能够有不错的截击性能,在遇到敌人大规模来袭时能够将敌人拦截到距离航母更远的地方。当然舰载机现在还强调隐身,这是未来作战必须要求的。
这些要求是非常矛盾的,而能够把这些比较好兼顾到的做法是变后掠翼,但变后掠翼结构复杂,隐身似乎也不好处理,当然变后掠翼的优点很突出,所以美海军的舰载机方案中总有变后掠翼的身影。
由于变后掠翼这个优点,那么就看除了传统的变后掠翼方案外还有没有办法能够做到变后掠翼的效果来兼顾各种有冲突的性能要求。这里提出一个设想,应该有很多问题,提出只是供大家参考:
在边条翼布局中有个说法是边条翼让机翼的等效后掠角加大,从而降低了超音速阻力(其中包括边条降低了机翼根部的相对厚度降低了超音速阻力,边条改变了面积率分布,也降低了超音速阻力),;边条对亚音速巡航则是增加了阻力,对巡航不是很有利;边条在大迎角时可以让边条涡扫过机翼表面,改善大迎角性能和起降性能。
在这个边条翼的特点上,设想通过调整边条面积来达到改善起降性能和、巡航性能、超音速性能的兼顾,具体思路如下:
在类似鹘鹰的气动布局下,搞一个类似F14扇翼的可展开和收回的边条,能够达到如下效果:
(根据后面要求补充一个示意图)

在起降时,边条展开到最大面积,这个时候边条会造成抬头力矩,这个抬头力矩正好平衡舰载机的大襟翼放下时的低头力矩,在放宽静稳定情况下尾翼也能提供升力,加上大边条的涡强度高升力高,最终降低着舰速度;在巡航时,边条收回,缩小侵润面积,减小阻力,同时机翼根部相对厚度降低,机翼总体后掠角(或等效后掠角)变小,改善巡航效率;在超音速飞行时,把边条放出,改变截面积分布,同时让气动焦点基本不后移或者后移量不大(做的效果类似F14的扇翼),降低配平阻力,提高超音速机动性。
由于这个可动边条面积不大,在飞行中也不强调快速展开或者收拢,所以结构重量可以降低一些,远比变后掠翼的操纵机构要简单和重量轻,可以说值得去考虑考虑。
这个可收放边条的主要问题是隐形问题如何处理,由于边条位于机翼前面,可转动结构容易造成雷达波绕机体不连续,影响隐身,希望通过一定的技术手段来解决问题。
纯属个人瞎想,仅供参考。
下面是F14扇翼图,注意F14扇翼并不是通过边条翼的策略来改善性能,而是通过升力和截面积分布改善性能,和我的设想有区别。




舰载战斗机机首先要求有良好的低速性能,没有良好低速性能舰载机不能安全着舰;舰载机还希望大航程,因为舰载机在茫茫大洋上飞,大航程能够让舰载机顺利找到航母,也能在更远距离攻击敌人来确保航母安全;舰载机还希望能够有不错的截击性能,在遇到敌人大规模来袭时能够将敌人拦截到距离航母更远的地方。当然舰载机现在还强调隐身,这是未来作战必须要求的。
这些要求是非常矛盾的,而能够把这些比较好兼顾到的做法是变后掠翼,但变后掠翼结构复杂,隐身似乎也不好处理,当然变后掠翼的优点很突出,所以美海军的舰载机方案中总有变后掠翼的身影。
由于变后掠翼这个优点,那么就看除了传统的变后掠翼方案外还有没有办法能够做到变后掠翼的效果来兼顾各种有冲突的性能要求。这里提出一个设想,应该有很多问题,提出只是供大家参考:
在边条翼布局中有个说法是边条翼让机翼的等效后掠角加大,从而降低了超音速阻力(其中包括边条降低了机翼根部的相对厚度降低了超音速阻力,边条改变了面积率分布,也降低了超音速阻力),;边条对亚音速巡航则是增加了阻力,对巡航不是很有利;边条在大迎角时可以让边条涡扫过机翼表面,改善大迎角性能和起降性能。
在这个边条翼的特点上,设想通过调整边条面积来达到改善起降性能和、巡航性能、超音速性能的兼顾,具体思路如下:
在类似鹘鹰的气动布局下,搞一个类似F14扇翼的可展开和收回的边条,能够达到如下效果:
(根据后面要求补充一个示意图)

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2014-9-7 00:01 上传


在起降时,边条展开到最大面积,这个时候边条会造成抬头力矩,这个抬头力矩正好平衡舰载机的大襟翼放下时的低头力矩,在放宽静稳定情况下尾翼也能提供升力,加上大边条的涡强度高升力高,最终降低着舰速度;在巡航时,边条收回,缩小侵润面积,减小阻力,同时机翼根部相对厚度降低,机翼总体后掠角(或等效后掠角)变小,改善巡航效率;在超音速飞行时,把边条放出,改变截面积分布,同时让气动焦点基本不后移或者后移量不大(做的效果类似F14的扇翼),降低配平阻力,提高超音速机动性。
由于这个可动边条面积不大,在飞行中也不强调快速展开或者收拢,所以结构重量可以降低一些,远比变后掠翼的操纵机构要简单和重量轻,可以说值得去考虑考虑。
这个可收放边条的主要问题是隐形问题如何处理,由于边条位于机翼前面,可转动结构容易造成雷达波绕机体不连续,影响隐身,希望通过一定的技术手段来解决问题。
纯属个人瞎想,仅供参考。
下面是F14扇翼图,注意F14扇翼并不是通过边条翼的策略来改善性能,而是通过升力和截面积分布改善性能,和我的设想有区别。

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2014-9-6 13:30 上传


先敌发现,先敌攻击,高空高速,快打快跑
这思路好,感觉控制难度比T50的要低。
战斗机是个权衡平衡的综合设计,低速性能非常出众的话,通常高速性能就会较平庸。如果有一种方案能样样出色的话,别的方案就会被无情淘汰。
这思路好,感觉控制难度比T50的要低。
这个结构上实现还是有相当难度的,尤其是考虑到隐形方面的要求。
和T50比起来在亚音速巡航方面或许有好处,在超音速方面不好说,后掠角没有T50大,配平上或许有好处。在机动性方面没有T50可动边条前缘灵活。在起降方面不好说,T50可动边条前缘能够提供多大抬头力矩来平衡襟翼低头力矩不好说。
最终可能的好处就是巡航会好一些,这对舰载机来说是个比较关键的要求。
重复,删除。
战斗机是个权衡平衡的综合设计,低速性能非常出众的话,通常高速性能就会较平庸。如果有一种方案能样样出色 ...
变后掠翼是高速和低速都兼顾较好的方案,就是敏捷性差了点,重了点,复杂了一些。
我的这个设想与变后掠翼相比低速和高速可能都有一些差距,但要简单一些,重量轻一些,敏捷性要比变后掠翼好一些。
TSQ 发表于 2014-9-6 14:41
这个结构上实现还是有相当难度的,尤其是考虑到隐形方面的要求。
和T50比起来在亚音速巡航方面或许有好 ...
可以考虑边条前伸,而不是围绕哪个轴转出。这样也有利于隐身。
恩,这么干的结果就是机翼油箱没了,机机死重也增加了,维护也复杂了。用个非常容易理解的例子为啥毛子要米格29K?而不去改啥米格24?
TSQ 发表于 2014-9-6 15:03
变后掠翼是高速和低速都兼顾较好的方案,就是敏捷性差了点,重了点,复杂了一些。
我的这个设想与变后掠 ...
侧前伸缩应该比转轴容易实现


现代战斗机用变后掠翼已经是淘汰落伍的思路了。因为现在的动力足够大,能超音速巡航,还有了矢量。对于那种完全依靠气动来提升速度,利用加大机翼面积来提高升力和机动性已经不是明智的选择了。大量的死重,悲催的出勤率,无限放大的雷达反射的特征完全掩盖了速度和航程的优势。自从俄国人用上SU27以后,升力体和大推力发动机就成了战机发展的潮流。谁还花心思在战斗机上用VG以呢?……

现代战斗机用变后掠翼已经是淘汰落伍的思路了。因为现在的动力足够大,能超音速巡航,还有了矢量。对于那种完全依靠气动来提升速度,利用加大机翼面积来提高升力和机动性已经不是明智的选择了。大量的死重,悲催的出勤率,无限放大的雷达反射的特征完全掩盖了速度和航程的优势。自从俄国人用上SU27以后,升力体和大推力发动机就成了战机发展的潮流。谁还花心思在战斗机上用VG以呢?……
早期的新MIG-29K有类似的“小胡子”。。但新的KUB图已经看不到。。不知为何
边条伸缩时如何和主翼前襟耦合,以获得涡升力?赶脚可变鸭翼后掠角,近、远距耦合切换会不会简单点呢?
这个主意不错
奋斗小马 发表于 2014-9-6 15:46
恩,这么干的结果就是机翼油箱没了,机机死重也增加了,维护也复杂了。用个非常容易理解的例子为啥毛子要米 ...
想挑对的还真不容易。
最早有人设想的歼20上就有这样的可变边条,高速收窄,低速展开。
可变前缘襟翼和现代战斗机主机翼的复杂曲线是干什么的?
可以考虑边条前伸,而不是围绕哪个轴转出。这样也有利于隐身。
伸缩结构也不是很好布置,受力结构也不是很好。
恩,这么干的结果就是机翼油箱没了,机机死重也增加了,维护也复杂了。用个非常容易理解的例子为啥毛子要米 ...
为啥会影响机翼油箱?
侧前伸缩应该比转轴容易实现
实际画画图。并不容易。
可变前缘襟翼和现代战斗机主机翼的复杂曲线是干什么的?
对于舰载机,这些手段都用,但仍然需要缩小后掠角或者增大襟翼,看F35C就知道了。F35C在超音速方面和加速性上还是与陆基F35A相差很大。

TSQ 发表于 2014-9-6 18:31
为啥会影响机翼油箱?


你的“扇翼”以及其制动装置放在哪里?你难道以为在高速飞行时能滑动的装置像块铁饼那么大就可以了吗?你有没有看过F14的制动结构?
TSQ 发表于 2014-9-6 18:31
为啥会影响机翼油箱?


你的“扇翼”以及其制动装置放在哪里?你难道以为在高速飞行时能滑动的装置像块铁饼那么大就可以了吗?你有没有看过F14的制动结构?

奋斗小马 发表于 2014-9-6 18:45
你的“扇翼”以及其制动装置放在哪里?你难道以为在高速飞行时能滑动的装置像块铁饼那么大就可以了吗? ...


看好了,F-14的油箱分布。F-14A的翼套扇翼是1.4马赫时才自动打开。再看看控制装置大吗?
奋斗小马 发表于 2014-9-6 18:45
你的“扇翼”以及其制动装置放在哪里?你难道以为在高速飞行时能滑动的装置像块铁饼那么大就可以了吗? ...


看好了,F-14的油箱分布。F-14A的翼套扇翼是1.4马赫时才自动打开。再看看控制装置大吗?
海盗猫 发表于 2014-9-6 18:50
看好了,F-14的油箱分布。F-14A的翼套扇翼是1.4马赫时才自动打开。再看看控制装置大吗?
呵呵,还不够大?占据了多大的空间?
海盗猫 发表于 2014-9-6 18:50
看好了,F-14的油箱分布。F-14A的翼套扇翼是1.4马赫时才自动打开。再看看控制装置大吗?
还有一个你要搞清楚,人家的“扇翼”可是要经常缩进机翼里面的!你再看看结构图能藏到哪里?还能有机翼油箱?
奋斗小马 发表于 2014-9-6 19:03
呵呵,还不够大?占据了多大的空间?
呵呵,控制装置相较于翼套扇翼很大吗?LZ所说的方案怎么影响到油箱的布置了?
奋斗小马 发表于 2014-9-6 19:09
还有一个你要搞清楚,人家的“扇翼”可是要经常缩进机翼里面的!你再看看结构图能藏到哪里?还能有机翼油 ...
你先搞清楚边条翼不知在哪里的,LZ哪里说了是布置在主翼里的?

我只看到了“在类似于鹘鹰的布局下,搞一个F14扇翼的可展开和收回边条”
海盗猫 发表于 2014-9-6 19:11
呵呵,控制装置相较于翼套扇翼很大吗?LZ所说的方案怎么影响到油箱的布置了?
扇翼不要空间?看清楚我说的了吗?是“扇翼以及制动装置”
海盗猫 发表于 2014-9-6 19:14
你先搞清楚边条翼不知在哪里的,LZ哪里说了是布置在主翼里的?

我只看到了“在类似于鹘鹰的布局下,搞 ...

你自己看清楚图,那么大的填角不要那么大的“扇翼”怎能形成后掠?你打算把“扇翼”放到哪里去,来来,你说说看!

海盗猫 发表于 2014-9-6 19:14
你先搞清楚边条翼不知在哪里的,LZ哪里说了是布置在主翼里的?

我只看到了“在类似于鹘鹰的布局下,搞 ...


那你就用鶻鹰的图来告诉我“扇翼和制动装置放到哪里”吧……!边条翼里放置的下那么大的扇翼和制动装置?
海盗猫 发表于 2014-9-6 19:14
你先搞清楚边条翼不知在哪里的,LZ哪里说了是布置在主翼里的?

我只看到了“在类似于鹘鹰的布局下,搞 ...


那你就用鶻鹰的图来告诉我“扇翼和制动装置放到哪里”吧……!边条翼里放置的下那么大的扇翼和制动装置?
奋斗小马 发表于 2014-9-6 19:17
你自己看清楚图,那么大的填角不要那么大的“扇翼”怎能形成后掠?你打算把“扇翼”放到哪里去,来来, ...
可伸缩边条翼为什么一定要放在主翼?像你的思路,连主翼是不是机翼也没准了。
海盗猫 发表于 2014-9-6 19:23
可伸缩边条翼为什么一定要放在主翼?像你的思路,连主翼是不是机翼也没准了。
你把鶻鹰的图给调出来,然后你把制动装置和你说的所谓"伸缩边条翼"利用图块的形式(足够简单吧)画给大家看看;不管你放到哪里,那么坨东西就是要占空间,除了油箱可以让你占,其他一样不能少吧!
奋斗小马 发表于 2014-9-6 19:20
那你就用鶻鹰的图来告诉我“扇翼和制动装置放到哪里”吧……!边条翼里放置的下那么大的扇翼和制动装置 ...
那么大一个机身放在那里不用,去用相对厚度有限,且还要装前缘襟翼。你真是奇思妙想啊。
海盗猫 发表于 2014-9-6 19:30
那么大一个机身放在那里不用,去用相对厚度有限,且还要装前缘襟翼。你真是奇思妙想啊。
呵呵,你倒是把你的构思画出来,让大家看看,是你的奇思妙想更奇葩还是我的回复更奇葩,来,来……请献计!!!
奋斗小马 发表于 2014-9-6 19:26
你把鶻鹰的图给调出来,然后你把制动装置和你说的所谓"伸缩边条翼"利用图块的形式(足够简单吧)画给大家 ...
很好理解,F-14A放置翼套扇翼的地方,即进气道上面。类似的装置,F-14A挨着机体油箱了还是机翼油箱了?难关连喷F-14的地方都不知道。
海盗猫 发表于 2014-9-6 19:36
很好理解,F-14A放置翼套扇翼的地方,即进气道上面。类似的装置,F-14A挨着机体油箱了还是机翼油箱了?难 ...
你怎么又到F14头上了呀?不是说类似鶻鹰的结构吗?你不要“打滚”哟……,滚来滚去的,没人看到清楚你在说啥不是?你就把鶻鹰的图调出来,然后把制动装置和“扇翼”用色块标示出来。让我看看你的高明之处!

奋斗小马 发表于 2014-9-6 19:40
你怎么又到F14头上了呀?不是说类似鶻鹰的结构吗?你不要“打滚”哟……,滚来滚去的,没人看到清楚你在 ...


呵呵,是谁的理解能力不行???我只是借鉴了把F-14A布置翼套扇翼的方式,把他放置在进气道上方。没找到J-31俯视图,反正这部分大体布局和F-22类似,就拿F-22的改。按照楼主的设想,暂且不管具体技术,取类似J-31的布局,我为什么非要把东西放主翼里呢?

麻烦你给出这东西放主翼里后,前缘襟翼,副翼,后缘襟翼及对应的动作筒怎么解决的问题。这个主翼到底还是不是机翼???是谁无理取闹?
奋斗小马 发表于 2014-9-6 19:40
你怎么又到F14头上了呀?不是说类似鶻鹰的结构吗?你不要“打滚”哟……,滚来滚去的,没人看到清楚你在 ...


呵呵,是谁的理解能力不行???我只是借鉴了把F-14A布置翼套扇翼的方式,把他放置在进气道上方。没找到J-31俯视图,反正这部分大体布局和F-22类似,就拿F-22的改。按照楼主的设想,暂且不管具体技术,取类似J-31的布局,我为什么非要把东西放主翼里呢?

麻烦你给出这东西放主翼里后,前缘襟翼,副翼,后缘襟翼及对应的动作筒怎么解决的问题。这个主翼到底还是不是机翼???是谁无理取闹?
海盗猫 发表于 2014-9-6 20:00
呵呵,是谁的理解能力不行???我只是借鉴了把F-14A布置翼套扇翼的方式,把他放置在进气道上方。没找 ...
呵呵,你把你的那个“伸缩翼”再展开的标记标上看看!
奋斗小马 发表于 2014-9-6 16:13
现代战斗机用变后掠翼已经是淘汰落伍的思路了。因为现在的动力足够大,能超音速巡航,还有了矢量。对于那种 ...
又开始鬼扯变后掠翼的出勤率问题了。
F14D的维护人时和同时代的F15一样好不好?
海盗猫 发表于 2014-9-6 20:00
呵呵,是谁的理解能力不行???我只是借鉴了把F-14A布置翼套扇翼的方式,把他放置在进气道上方。没找 ...
你可以再原图上修改一下,把你说的什么“伸缩翼”给展开,让大家看看啥叫“后掠翼”