从《现代战斗机机体结构特征分析》猜J-20和鹘鹰结构设计 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 08:06:06


《现代战斗机机体结构特征分析》是601所孙聪、王向明为主编编写的书,这本书的内容对于真正从事飞机设计的人来说很有看头,对军迷来说也有相当的参考意义。下面截取书中关于F-22和F-35的设计,对比可以看J-20和鹘鹰可能选择的结构设计。

先来一个前言截图,这个前言主要让大家看601和611是不是像一些军迷那样认为南北水火不容,注意看下面主审人员包括611所宋文骢院士,显然南北所是兄弟关系。


下面看真正内容:
一、F-22的结构特点:
F-22的机体设计特点基本上偏传统,尤其是在机翼和机身连接上采用了传统的通过耳片链接的方式。









二、F-35的结构特点
F-35的机身设计和传统有所不同,显著特点是机翼中机身后面上半部分称为一体,形成一个左右和中间连贯的结构,装配好后不再拆开。









三、国内J-20和鹘鹰可能采用的结构设计
1、J-20结构设计
应该说在J-20国内用了3D打印,下面这个照片有可能就是用于J-20的隔框,根据后面战立人员的身高,大约能够估计出隔框高度在1.5米左右,所以有可能是给J-20用的。

下面这个两张图注意可以看有翼盒结构,另外注意第一张图上有个细细的红线指向上面的三翼面机翼和机身过渡处,这说明这个翼盒结构应该是用于机翼与机身对接的,那么由此可以推导J-20的机身与机翼连接结构与F-22类似。




2、鹘鹰可能的结构设计
鹘鹰在2012年运输时没有拆开,在2014年珠海航展时的《对话》节目中也提到了不能拆开运输的事情,这个特点和F-35有些类似。

四、不同设计的优缺点
1、F-22的机身与机翼结合的优缺点:
优缺点是相对而言的,F-22的机翼和机身通过耳片连接,自然获得的好处就是单侧机翼坏了可以替换,但是与F-35的机翼与机身连接相比,显然结构重量会大一些。
2、F-35的机身与机翼结合的优缺点:
正如前面书上截图中所说,机翼和机身上半部分(也被称为中央翼)组成一体形成了一个贯穿机翼,减少了分离面和连接结构,减轻了重量,机翼中间形成了一个大的空间来容纳燃油,有利于提高空间利用率。当然缺点也比较明显,就是单侧机翼损坏不好更换。
3、个人对着两种设计选择的看法
既然F-35的机翼和机身结合有减轻重量提高空间利用率的好处,为什么F-22和F-35选择了不同的设计,或者说国内J-20和鹘鹰是不同设计,难道不能采用同样设计么?
我个人的看法是,加工工艺限制了能够采用的设计,因为加工工艺对零部件的复杂程度和大小尺寸是有限制的,要采用类似F-35的设计,机身上的框(对应是中央机翼上的梁)就要有足够的尺寸,注意看下面F-35的结构示意图上的白色框/梁,总共有6个,其尺寸要延伸到机翼上去:

下面这张图能够看出伸出的6个长短不一的梁(机身的框):

下面这张图可以看出机翼上没有明显的分离面,其与上面的机身伸出的梁/框来对接:

看到上面这个机翼与机身融合成一体的结构连接方式后,然后我们回头看F-22和J-20为什么不采用这个结构,个人认为原因是能够制造的隔框尺寸有限制,因为不管怎么说,F-22和J-20的机身截面还是要比F-35和鹘鹰大,同样截面积的加工能力下,制造J-20和F-22可能是达到分离面的位置,而无法再把梁/框再外伸,而用在鹘鹰和F-35上就可以做到。正好鹘鹰和F-35作为中型机对重量要求更高而且内油要求也不小,而加工能力正好够,所以鹘鹰可能出于同样的要求选择了与F-35类似的机翼与机身结合方式。




《现代战斗机机体结构特征分析》是601所孙聪、王向明为主编编写的书,这本书的内容对于真正从事飞机设计的人来说很有看头,对军迷来说也有相当的参考意义。下面截取书中关于F-22和F-35的设计,对比可以看J-20和鹘鹰可能选择的结构设计。

先来一个前言截图,这个前言主要让大家看601和611是不是像一些军迷那样认为南北水火不容,注意看下面主审人员包括611所宋文骢院士,显然南北所是兄弟关系。

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下面看真正内容:
一、F-22的结构特点:
F-22的机体设计特点基本上偏传统,尤其是在机翼和机身连接上采用了传统的通过耳片链接的方式。

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二、F-35的结构特点
F-35的机身设计和传统有所不同,显著特点是机翼中机身后面上半部分称为一体,形成一个左右和中间连贯的结构,装配好后不再拆开。

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三、国内J-20和鹘鹰可能采用的结构设计
1、J-20结构设计
应该说在J-20国内用了3D打印,下面这个照片有可能就是用于J-20的隔框,根据后面战立人员的身高,大约能够估计出隔框高度在1.5米左右,所以有可能是给J-20用的。

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下面这个两张图注意可以看有翼盒结构,另外注意第一张图上有个细细的红线指向上面的三翼面机翼和机身过渡处,这说明这个翼盒结构应该是用于机翼与机身对接的,那么由此可以推导J-20的机身与机翼连接结构与F-22类似。

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2、鹘鹰可能的结构设计
鹘鹰在2012年运输时没有拆开,在2014年珠海航展时的《对话》节目中也提到了不能拆开运输的事情,这个特点和F-35有些类似。

四、不同设计的优缺点
1、F-22的机身与机翼结合的优缺点:
优缺点是相对而言的,F-22的机翼和机身通过耳片连接,自然获得的好处就是单侧机翼坏了可以替换,但是与F-35的机翼与机身连接相比,显然结构重量会大一些。
2、F-35的机身与机翼结合的优缺点:
正如前面书上截图中所说,机翼和机身上半部分(也被称为中央翼)组成一体形成了一个贯穿机翼,减少了分离面和连接结构,减轻了重量,机翼中间形成了一个大的空间来容纳燃油,有利于提高空间利用率。当然缺点也比较明显,就是单侧机翼损坏不好更换。
3、个人对着两种设计选择的看法
既然F-35的机翼和机身结合有减轻重量提高空间利用率的好处,为什么F-22和F-35选择了不同的设计,或者说国内J-20和鹘鹰是不同设计,难道不能采用同样设计么?
我个人的看法是,加工工艺限制了能够采用的设计,因为加工工艺对零部件的复杂程度和大小尺寸是有限制的,要采用类似F-35的设计,机身上的框(对应是中央机翼上的梁)就要有足够的尺寸,注意看下面F-35的结构示意图上的白色框/梁,总共有6个,其尺寸要延伸到机翼上去:

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下面这张图能够看出伸出的6个长短不一的梁(机身的框):

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下面这张图可以看出机翼上没有明显的分离面,其与上面的机身伸出的梁/框来对接:

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看到上面这个机翼与机身融合成一体的结构连接方式后,然后我们回头看F-22和J-20为什么不采用这个结构,个人认为原因是能够制造的隔框尺寸有限制,因为不管怎么说,F-22和J-20的机身截面还是要比F-35和鹘鹰大,同样截面积的加工能力下,制造J-20和F-22可能是达到分离面的位置,而无法再把梁/框再外伸,而用在鹘鹰和F-35上就可以做到。正好鹘鹰和F-35作为中型机对重量要求更高而且内油要求也不小,而加工能力正好够,所以鹘鹰可能出于同样的要求选择了与F-35类似的机翼与机身结合方式。


以前大家似乎都惯性地认为那些3D打印的东西都是31的
来自:关于超级大本营
楼主, 看完了传书好不好?
Tsq能不能把这书的电子版发上cd供咱下载

来自:关于超级大本营

太大了,你看你能在这里下载么:
http://www.guohaohit.com/aero/forum.php?mod=viewthread&tid=743&extra=page%3D2
楼主, 看完了传书好不好?
5楼有链接。
以前大家似乎都惯性地认为那些3D打印的东西都是31的
以前论坛上曾经在2011年贴过132厂给北航的感谢信,估计就是因为3D打印的原因。
那个隔框是31001的,弹仓后与发动机连接部位,标准的中单翼代尾撑,与J20的上单翼平直背构形相去甚远。

更值得关注的是孙聪也认为F22的RCD是0.1平方米,与T50总师的说法是一样的。这点和军迷动辄0.00几相去甚远。
TSQ 发表于 2015-6-10 14:53
以前论坛上曾经在2011年贴过132厂给北航的感谢信,估计就是因为3D打印的原因。
记得那个好象是感谢北航帮忙超声波振动切削加工主翼连接孔的。
那个隔框是31001的,弹仓后与发动机连接部位,标准的中单翼代尾撑,与J20的上单翼平直背构形相去甚远。

...
其实尾部看J20发动机也是凸出在机翼上面的,而鶻鹰31001的水平尾翼基本是和尾喷管轴线在一个水平面上。
另外看看那两个发动机安装孔到底多大,我感觉有1.3米的样子。
记得那个好象是感谢北航帮忙超声波振动切削加工主翼连接孔的。
我记得很快感谢信的照片就看不到了,如果当时留心保存下来就好分析了。
2015-6-10 15:21 上传


其实尾部看J20发动机也是凸出在机翼上面的,而鶻鹰31001的水平尾翼基本是和尾喷管轴线在一个水平面上。
...
J20由于要兼顾腹鳍搽地角,主翼是标准的上单翼,尾撑位置相当高。

排除投影关系,这个框的高度不到人体的3/4,不到1.3米。在去了框架厚度,孔也就1米左右。

J20的主框没用3D打印这个还是可以确定的。
楼主,哪天电子版传上来了,告诉一声哈。
可以看这两张图:
注意下图,那个隔框在下图垂尾翼根前缘两根横接线处,背部线条发动机间距与3D打印隔框高度吻合。J20可没有这么大的发动机间距。
可以看这两张图:
另外31001尾撑在发动机中心线之下,也与3D框吻合,J20的尾撑在发动机中心线之上。
那个隔框是31001的,弹仓后与发动机连接部位,标准的中单翼代尾撑,与J20的上单翼平直背构形相去甚远。

...
我空军内部10年前的作战资料就是迎头0.1。

歼20的二代AESA探测距离260公里,对F22也有60公里。

未来Y20分米波雷达探测距离700公里,对22有350公里。
我空军内部10年前的作战资料就是迎头0.1。

歼20的二代AESA探测距离260公里,对F22也有60公里。

安T50总师的说法,那么T50的前向与侧向与F22的差距确实不大,至于后向,F22一样能看到涡轮,解决不了这个,其他的不过是表面功夫。
另外31001尾撑在发动机中心线之下,也与3D框吻合,J20的尾撑在发动机中心线之上。
嗯,你说的有道理,似乎是鶻鹰的可能性比较大。
zgykk 发表于 2015-6-10 15:27
J20由于要兼顾腹鳍搽地角,主翼是标准的上单翼,尾撑位置相当高。

排除投影关系,这个框的高度不到人 ...
个人认为试制的时候上3D打印是可能的。
毕竟3D打印比造模具的速度快得多,价格也便宜的多。
批量生产就完全是另外一回事了。
zgykk 发表于 2015-6-10 15:05
那个隔框是31001的,弹仓后与发动机连接部位,标准的中单翼代尾撑,与J20的上单翼平直背构形相去甚远。

...
601搞3D打印是从无人机以及J15的起落架开始的,310用3D打印是为了解决新结构下的工艺问题
20的机体设计相对保守,并没采用在310设计时代都属于激进的3D打印

国内说的是F22前向无隐身涂层0.1左右
前向F35无隐身涂层rcs比F22还要小一些


F22的隐身涂层抗温不高,飞1.4m时间长了对隐身涂层都会有损坏
F35的隐身涂层有改进,也没证明表明利于超声速
隐身涂层到目前为止在超声速下都还是坑,等着去逐渐填平
xtal 发表于 2015-6-10 16:59
个人认为试制的时候上3D打印是可能的。
毕竟3D打印比造模具的速度快得多,价格也便宜的多。
批量生产就 ...
如果310年产百架,来谈批量生产不用3D打印的事才现实
就中国的现状,即便310批量了,年产超过30也难,发动机的产能就是一个限制。对3D打印来说这样的产能完全不是问题
何况3D打印能实现的结构设计,常规工艺要实现是相当困难且相对来说成本会提高很多,除非年产量能大到让成本低于3D打印

xtal 发表于 2015-6-10 16:59
个人认为试制的时候上3D打印是可能的。
毕竟3D打印比造模具的速度快得多,价格也便宜的多。
批量生产就 ...


试制用什么批产时也基本用什么,不要过分指望那几个大压机,大型钛合金锻压工艺离成熟还差这好长一段路。
xtal 发表于 2015-6-10 16:59
个人认为试制的时候上3D打印是可能的。
毕竟3D打印比造模具的速度快得多,价格也便宜的多。
批量生产就 ...


试制用什么批产时也基本用什么,不要过分指望那几个大压机,大型钛合金锻压工艺离成熟还差这好长一段路。
601搞3D打印是从无人机以及J15的起落架开始的,310用3D打印是为了解决新结构下的工艺问题
20的机体设计 ...
孙聪(2007)和T50总师(2014)说的RCS都是整备状态。这个级别的人说出来的应该可信,否则各自国家的四代也就不用设计了,连个基本参照都没有。
601搞3D打印是从无人机以及J15的起落架开始的,310用3D打印是为了解决新结构下的工艺问题
20的机体设计 ...
我认为运往阎良的那架鶻鹰强度测试机,有可能就是为了测试3D打印强度或者耐久性的,毕竟范围用3D打印还是要考虑降低风险。
我个人觉得,就是鶻鹰不用3D打印用传统液压机来加工,也可以选择实现类似F35的机翼和机身连接方式,因为鶻鹰机身截面积还是要比J20小,同样吨位下的压制能力也能造出必要的伸出结构。
J20在技术上选择相对保守也可以理解,毕竟这么重大项目不容有失。不过我觉得部分零件应该也会选择3D打印吧,那个翼盒结构应该不是鶻鹰用的,首先鶻鹰结构上没有选择那样的连接方式,而翼盒也不大可能是别的机型的,估计是J20上的。
TSQ 发表于 2015-6-10 18:07
我认为运往阎良的那架鶻鹰强度测试机,有可能就是为了测试3D打印强度或者耐久性的,毕竟范围用3D打印还是 ...
纯粹是设计时代原因,20的设计时代早,没采用3D打印很正常

至于15上采用3D打印的原因更简单,因为当时采用传统工艺实现不了,即便按计划要采用传统工艺至少也要耽误1年到1年半的时间

20完全没有这些问题

而310采用3D打印的原因就是采用的新的结构方案,1是传统工艺也难以实现,2是等到传统工艺能实现要耽误不知道多少时间,3是省钱,4最后才是节省了重量
zgykk 发表于 2015-6-10 17:30
孙聪(2007)和T50总师(2014)说的RCS都是整备状态。这个级别的人说出来的应该可信,否则各自国家的四代 ...
中俄都是采用模型进行测试的,而中俄也都不知道美国的涂层水平
我认为运往阎良的那架鶻鹰强度测试机,有可能就是为了测试3D打印强度或者耐久性的,毕竟范围用3D打印还是 ...
那个翼盒连接件更像是J15用的,J20大三角翼,翼根尺寸较大,翼盒连接件应该比这个大。
中俄都是采用模型进行测试的,而中俄也都不知道美国的涂层水平
这帮人干什么吃的?F22隐身涂料可以降低多少RCS值他们不会心中无数。
2015-6-10 19:42 上传



通过上面这个细节对比,可以看出F-35为了增大内部空间和减小重量所采取的措施。同样,孙聪他们在2007年出书时(真正写书时间会更早),已经知道F-35是通过什么途径来做到外廓体积一定情况下如何增大内部空间的利用和节省重量,估计鹘鹰应该采用与F-35类似措施来加大框的间隔,减少框的数量,这样就大大减少了零件的数量,在这方面大家可以回想珠海航展时《对话》节目中的说法。另外,601所/112厂从J-11B上开始就在机翼、尾翼上使用复合材料蒙皮,已经积累了相当多的经验,所以在鹘鹰上很有可能和F-35那样采用大面积的复合材料蒙皮,这也是减少重量和零件数量的有效手段。

通过这样的结构设计,或许能回答一些人曾经说的“F-15内油是6吨,鹘鹰怎么可能到7吨还有内置弹舱”的问题。个人认为鹘鹰的截面积并不比F-15小,而内部隔框少,发动机体积比F-15小,采用翼身融合技术(增加了内部空间),这些都使有效可用空间得以加大,从而能够装足够的内油并能容纳弹舱。
2015-6-10 19:54 上传

继续补充看法:

从顶楼的F-22的生产线图可以看出,F-22的隔框间隔也加大,这表明F-22也秉承的是加大隔框间距来提高空间利用率。估计J-20也会采用同样策略,毕竟也需要更大内部空间,也要减轻内部重量。

另外从出书是2007年3月份,同时也让宋文骢院士主审,这说明四代机如何进行机体设计肯定611会知道,而且611本身也会收集这些资料,那么采用加大隔框间距来提高空间利用和减轻重量也是顺利成章的事情。
继续补充看法:

从顶楼的F-22的生产线图可以看出,F-22的隔框间隔也加大,这表明F-22也秉承的是加大隔框 ...
宋总2007年已经77岁高龄了,基本不负责具体技术工作,晚辈出书请前辈审阅基本是象征性的。

TSQ 发表于 2015-6-10 20:13
继续补充看法:

从顶楼的F-22的生产线图可以看出,F-22的隔框间隔也加大,这表明F-22也秉承的是加大隔框 ...


编辑。。。。。
TSQ 发表于 2015-6-10 20:13
继续补充看法:

从顶楼的F-22的生产线图可以看出,F-22的隔框间隔也加大,这表明F-22也秉承的是加大隔框 ...


编辑。。。。。
zgykk 发表于 2015-6-10 20:31
回头看了一眼,特别鸣谢顾永芬,李明,陈一坚,宋文骢。主审是601的李天院士。

这几个人前面都是“、”,应该是并列的,应该不完全是谁为主的问题。
主审的这些人年龄都不小,请他们主审并非完全是象征性的,我估计在2007年四代竞争时出这本书,应该说是当年预研收集资料的汇总,也能反映出部分结构设计方面的预研情况。

由此看来这本书的规格的确挺高,算是四代机研制前结构设计方面积累的汇总,这些积累应该会被应用于后续的项目。而后来的针对鹘鹰关于重量控制最精准,也应该是反映了这方面的水到渠成的收获。
回头看了一眼,特别鸣谢顾永芬,李明,陈一坚,宋文骢。主审是601的李天院士。
编辑掉。。。。。。
这几个人前面都是“、”,应该是并列的,应该不完全是谁为主的问题。
主审的这些人年龄都不小,请他们 ...
恩,我看错了,是这几位主审。
这几个人前面都是“、”,应该是并列的,应该不完全是谁为主的问题。
主审的这些人年龄都不小,请他们 ...
恩,我看错了,是这几位主审。

U2FsdGVk 发表于 2015-6-10 18:17
中俄都是采用模型进行测试的,而中俄也都不知道美国的涂层水平


很多数据只有对军迷才是陌生的.
研制人员是按照科学做事情.
基本上所有的科学产品都能通过精密实验和计算方法的帮助分析出理论值.
隐形涂料的材料就那么些,通过这些材料的科学分析就能得到理想隐形涂料的理论值.
理论值一般就是隐形涂料的最高隐形效果时候的数据.
用这个最高隐形效果再加上模型实验就可以大体获得F22的理论最高隐形值.
0.1应该只是F22能达到的理论值,正确的描述应该是0.1这个数量级,因为实际值可能是0.1-0.9之间的任何数字.
U2FsdGVk 发表于 2015-6-10 18:17
中俄都是采用模型进行测试的,而中俄也都不知道美国的涂层水平


很多数据只有对军迷才是陌生的.
研制人员是按照科学做事情.
基本上所有的科学产品都能通过精密实验和计算方法的帮助分析出理论值.
隐形涂料的材料就那么些,通过这些材料的科学分析就能得到理想隐形涂料的理论值.
理论值一般就是隐形涂料的最高隐形效果时候的数据.
用这个最高隐形效果再加上模型实验就可以大体获得F22的理论最高隐形值.
0.1应该只是F22能达到的理论值,正确的描述应该是0.1这个数量级,因为实际值可能是0.1-0.9之间的任何数字.
山人54 发表于 2015-6-10 16:07
我空军内部10年前的作战资料就是迎头0.1。

歼20的二代AESA探测距离260公里,对F22也有60公里。
看来老兄你是内部人士哈