说说俄式升力体布局的独特优缺点

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/05 06:19:08
支点、侧卫,都采用了流体力学研究所推荐的“中央升力体布局”。而不同的性能取向给了他们不同的性能特征。支点是当今推重比最高的战机之一,然而腿短;侧卫是推重比略低但航程出众的重型战机。所以:重量大、短腿之类的特性只怕并非升力体布局的共性。那么我们就来从原理上分析一下这种升力体布局的优缺点。

三代机的重要増升手段之一就是边条涡流。在尽量长的纵向长度上布置边条,是很多三代机的设计理念。而只有腹部、肋部或者头部进气能够允许边条的布置“从头开始”。双发腹部进气,自然而然就形成了这种布置(而另一种布置方式是“台风”那样)。目前为止常规布局的战机,边条能够“从头开始”的有这些:支点、侧卫、F16、F18、IDF、猎鹰。而边条不能“从头开始”的有:狂风,F15,枭龙。当然这仅仅是一个方面,但是希望各位对比战机性能的时候不要忽略这点。
三代机尽可能地避免尾翼在进行抬头动作时产生负升力。放宽静稳定度、采用电传操作是一种主流的解决方法。但是即便不采用电传操作,不放宽静稳定度,“升力体布局”还是能够解决这个问题。中央升力体布局视觉上给人最怪异感觉的地方就是推力线很低。而这个低推力线本身就会制造抬头力矩。稳定的气动平时依靠靠后的升力中心来抵抗这种推力偏心,而在抬头进行机动的时候,尾翼需要的就不是产生负升力而仅仅是减小正升力。个人认为,侧卫、支点战机共同的“跨音速陷阱”问题可能也与此有关。跨音速段阻力显著上升而升力上升较为缓慢,可能会使这种抬头力矩的平衡产生一些困难。削减推力偏心的程度然后继续放宽静稳定度即可较好地改正这个问题,猜测Su35所谓的“改良”与此有关。
宽间距双发,转动惯量大是一定的,很多人都说。但是这种布局的阻力与重量则未必像它的外形看上去那么吃亏。重量上,美国的布局总是将机身、发动机作为结构受力的枢纽,而俄式升力体只不过是将机翼作为受力的枢纽而已。客机也是这么布置的,总不会客机在重量、阻力上吃亏吧?

在扁侧卫T50上面我们能够明显看出它确实降低了推力偏心的程度,所以我猜测T50已经解决了跨音速陷阱问题。突出进气道的边条虽然在隐身上吃亏一点,但是维持了“边条从头开始”,可以认定其设计原则还是“隐身绝对不能损害机动性”。

写了这些,应该有助于大家理解俄式战斗机的设计。支点、侧卫,都采用了流体力学研究所推荐的“中央升力体布局”。而不同的性能取向给了他们不同的性能特征。支点是当今推重比最高的战机之一,然而腿短;侧卫是推重比略低但航程出众的重型战机。所以:重量大、短腿之类的特性只怕并非升力体布局的共性。那么我们就来从原理上分析一下这种升力体布局的优缺点。

三代机的重要増升手段之一就是边条涡流。在尽量长的纵向长度上布置边条,是很多三代机的设计理念。而只有腹部、肋部或者头部进气能够允许边条的布置“从头开始”。双发腹部进气,自然而然就形成了这种布置(而另一种布置方式是“台风”那样)。目前为止常规布局的战机,边条能够“从头开始”的有这些:支点、侧卫、F16、F18、IDF、猎鹰。而边条不能“从头开始”的有:狂风,F15,枭龙。当然这仅仅是一个方面,但是希望各位对比战机性能的时候不要忽略这点。
三代机尽可能地避免尾翼在进行抬头动作时产生负升力。放宽静稳定度、采用电传操作是一种主流的解决方法。但是即便不采用电传操作,不放宽静稳定度,“升力体布局”还是能够解决这个问题。中央升力体布局视觉上给人最怪异感觉的地方就是推力线很低。而这个低推力线本身就会制造抬头力矩。稳定的气动平时依靠靠后的升力中心来抵抗这种推力偏心,而在抬头进行机动的时候,尾翼需要的就不是产生负升力而仅仅是减小正升力。个人认为,侧卫、支点战机共同的“跨音速陷阱”问题可能也与此有关。跨音速段阻力显著上升而升力上升较为缓慢,可能会使这种抬头力矩的平衡产生一些困难。削减推力偏心的程度然后继续放宽静稳定度即可较好地改正这个问题,猜测Su35所谓的“改良”与此有关。
宽间距双发,转动惯量大是一定的,很多人都说。但是这种布局的阻力与重量则未必像它的外形看上去那么吃亏。重量上,美国的布局总是将机身、发动机作为结构受力的枢纽,而俄式升力体只不过是将机翼作为受力的枢纽而已。客机也是这么布置的,总不会客机在重量、阻力上吃亏吧?

在扁侧卫T50上面我们能够明显看出它确实降低了推力偏心的程度,所以我猜测T50已经解决了跨音速陷阱问题。突出进气道的边条虽然在隐身上吃亏一点,但是维持了“边条从头开始”,可以认定其设计原则还是“隐身绝对不能损害机动性”。

写了这些,应该有助于大家理解俄式战斗机的设计。
来自:关于超级大本营
尾翼减少正升力让飞机抬头?你是说尾翼把正升力减到0,让尾部“掉下去”吗,这样做机动也太慢了,常规布局的飞机要抬头,水平尾翼肯定要产生一些负升力。只是在设计的时候尽量让焦点位于重心前面,就是让飞机“头轻”一些,这样尾翼可以少产生一些负升力做到同样的动作。同时平飞的时候尾翼就能产生一部分正升力。
oxywell 发表于 2015-9-9 16:50
尾翼减少正升力让飞机抬头?你是说尾翼把正升力减到0,让尾部“掉下去”吗,这样做机动也太慢了,常规布局 ...
你说的是放宽静稳定度,而我说的那个前提就是飞控不过关,放宽不了静稳定度的时候有这么个办法。
尾部不是“掉下去”,而是在推力偏心的作用下“推偏”。
发动机推力线低对纵向配平影响不大,推力大概只有升力的七八分之一,力臂也很短,这里力矩不论是用来配平还是抬头都是杯水车薪。
发动机推力线低对纵向配平影响不大,推力大概只有升力的七八分之一,力臂也很短,这里力矩不论是用来配平还 ...
总升力的七八分之一,是尾翼负升力的多少?
楼主不分析分析猛禽和歼二十的设计,比较下三者的高低吗?猛禽和歼二十也是升力体设计
楼主不分析分析猛禽和歼二十的设计,比较下三者的高低吗?猛禽和歼二十也是升力体设计
实话说我不看好j20的气动设计。只不过真要论证这个必然是无数口水,不说也罢。
实话说我不看好j20的气动设计。只不过真要论证这个必然是无数口水,不说也罢。
苏35苏30SM和T50使用TVC差动,什么意图?前翼+TVC能增强机动性吗?苏35为何取消前翼?
T50的前翼和TVC差动什么功效
赏金猎人好运姐 发表于 2015-9-9 18:48
总升力的七八分之一,是尾翼负升力的多少?
尾力臂大,所以力矩大得多
猜测总是无味
苏35苏30SM和T50使用TVC差动,什么意图?前翼+TVC能增强机动性吗?苏35为何取消前翼?
tvc差动自然是提高滚转能力。一方面宽间距滚转惯量大,但是另一方面矢量力臂也更长。
苏35最终取消鸭翼证明,具体到侧卫这个型号上,三翼面并不能带来更好的机动性。而其原理,说出来其实与j20也有关,为避口水,暂且不提。
2233a2010 发表于 2015-9-9 19:47
楼主不分析分析猛禽和歼二十的设计,比较下三者的高低吗?猛禽和歼二十也是升力体设计
不过想想,终归要说的,我还是说说吧。
首先,升力体的推力偏心效应在“静不稳定”面前已经毫无优势可言,而T50的宽间距布局则几乎必然滴带来滚转滞后的结果。所以就滚转性能而言,应该是J20》F22》T50
就最大升力系数(代表着低速、高空部分的性能极限)而言,T50投影面积最大,边条也是唯一“从头开始”的(其它五代机不“从头开始”是顾及了对隐形能力的影响),必然具有极大的优势。而且就升阻比和可控程度而言应当也是最好的。只不过推重比大约是无法与F22相比。
对比与T50,F22应该在包线左上角稍显劣势,而在包线右侧具有优势。

接下来我就要说说为何我不看好J20的气动设计。具体地说,应当是我不看好在五代机上面使用鸭式布局。
当然了我的观点并不是流传甚广的“鸭翼影响隐形”,不如说应该反过来说比较合适,“隐形影响鸭翼的发挥”。
四代三代机的鸭翼,绝大多数都是不同程度高于主翼安装的。因为无论是要下洗还是要制造涡流,这些变化都应该发生在机翼上面一些的位置。五代机的隐身要求鸭翼或者尾翼的翼根只能与机翼平齐,就影响了鸭翼的发挥。J20用鸭翼上反机翼下反来解决这个问题,应该说是将这种不良影响降到了最低(但是只怕无法完全消除),鸭翼确实能够发挥作用了。但是鸭翼后面那条边条,简直就是画蛇添足…或者不如说,是鸡肋。
因为边条要制造涡流,气流就要绕过边条与边条后面方向不同的气流混合形成涡流;然而前面有了鸭翼会怎样?那就是在鸭翼的作用下,边条外侧的气流根本绕不过边条,或者说,涡流的规模变小了。而且这个涡流与鸭翼涡相互排斥,反而降低了鸭翼涡的规模。

而常规布局则根本没有这种顾虑,一心一意将边条涡做稳做大,就行了。同理,其实J20如果干脆取消鸭翼后面的边条,一心一意把鸭翼涡做稳做大,也许在升阻比上面可以把劣势追回来。从2001的哥特式边条变成了现在的三角小边条,可能就是这么个思路(没有完全取消也许是考虑到边条还有平顺面积率的功能)。
将重量分散布置有利于降低大过载下的结构负载,反过来负载要求低,就能减少结构重量。
而对于飞机来说,只要能减重就能换来各方面的性能提升,何乐而不为?

至于说Su27为啥还是那么重,反而是对面结构看似传统的F-15要了老命的轻,那只能说换美国做mig29会更轻,换做苏联做F-15会更重而已。为啥美国做的是mig29而不是Su27,那是因为美国战斗机根本不需要扛那台700kg的雷达,也就从一开始就没必要做Su27那么大了。
有点问题还是想问下:
“升力体”是什么概念?
T-50“边条从头开始”,是从雷达罩边上就有边条了么?
由20边条的变化来说,此靠谱列兵说的也不无道理。。关于2011到2013尾撑角度发生的变化,如有观点,望讨论下。。

赏金猎人好运姐 发表于 2015-9-9 19:53
实话说我不看好j20的气动设计。只不过真要论证这个必然是无数口水,不说也罢。


乃忽略了一点,
只说“边条从头开始布置”的话,
F-16 的边条位置其实很后的,是在座舱后缘才开始的,
这点和两侧进气的娘娘、枭龙、黑丝带其实是差不多的边条(或鸭翼)起始长度,

所以至少不能以这点来说黑丝带或枭龙。

另外,边条也并非简单说机头方向越长越好,

苏-27 的边条很长吧,但是为了避免大迎角时不可抑制的上仰趋势,背叛设计为向内凹的细长边条(早期苏-27 的模拟电传飞控不够强)
现在看起来效果不如较短但是往外拱的哥特式大边条(即超虫、黑丝带那样),
甚至米格-29 的边条气动效果都可能比苏-27 好点(咱觉得米格-29 不如苏-27 好看,不过米格-29 应该是转动惯量小,加上早期是静安定,没那么怕大边条的非线性上仰力矩)

T-50 的边条也是长度缩短了,实际上也变成了外拱形状。


而鸭翼后的边条,其实也不能那么看,
鸭翼和鸭翼后的边条互相影响,也是杨总师论文说过的,
阵风和台风的空战增强套装也是鸭翼后的边条。
赏金猎人好运姐 发表于 2015-9-9 19:53
实话说我不看好j20的气动设计。只不过真要论证这个必然是无数口水,不说也罢。


乃忽略了一点,
只说“边条从头开始布置”的话,
F-16 的边条位置其实很后的,是在座舱后缘才开始的,
这点和两侧进气的娘娘、枭龙、黑丝带其实是差不多的边条(或鸭翼)起始长度,

所以至少不能以这点来说黑丝带或枭龙。

另外,边条也并非简单说机头方向越长越好,

苏-27 的边条很长吧,但是为了避免大迎角时不可抑制的上仰趋势,背叛设计为向内凹的细长边条(早期苏-27 的模拟电传飞控不够强)
现在看起来效果不如较短但是往外拱的哥特式大边条(即超虫、黑丝带那样),
甚至米格-29 的边条气动效果都可能比苏-27 好点(咱觉得米格-29 不如苏-27 好看,不过米格-29 应该是转动惯量小,加上早期是静安定,没那么怕大边条的非线性上仰力矩)

T-50 的边条也是长度缩短了,实际上也变成了外拱形状。


而鸭翼后的边条,其实也不能那么看,
鸭翼和鸭翼后的边条互相影响,也是杨总师论文说过的,
阵风和台风的空战增强套装也是鸭翼后的边条。
百臂巨人 发表于 2015-9-9 21:58
将重量分散布置有利于降低大过载下的结构负载,反过来负载要求低,就能减少结构重量。
而对于飞机来说,只 ...
结构效率确实不如美帝。。
楼主所言稀奇有趣。
然则言之成理,吾是以信之。
冀楼主诚不余欺也。
结构上需要较多的材料重量维持我认为
tvc差动自然是提高滚转能力。一方面宽间距滚转惯量大,但是另一方面矢量力臂也更长。
苏35最终取消鸭翼 ...
苏霍伊的三翼面的探索是失败的吗,苏33苏30SM苏34都有,苏35取消了
侧卫的气动设计走了捷径,所以会承担一定的苦果,基本思路是画出一架飞机,然后在下面吊俩发动机,你让它结构重量怎么不感人?
苏霍伊的三翼面的探索是失败的吗,苏33苏30SM苏34都有,苏35取消了
你说的这些机型有个共同点:不是双座就是结构特别加强。小鸭翼更多作为重心前移到配平手段。
将重量分散布置有利于降低大过载下的结构负载,反过来负载要求低,就能减少结构重量。
而对于飞机来说,只 ...
除了700公斤的雷达之外,侧卫的燃油数量应该也对重量影响不小。
侧卫的气动设计走了捷径,所以会承担一定的苦果,基本思路是画出一架飞机,然后在下面吊俩发动机,你让它结 ...
这个不通。客机也都是吊挂式发动机,很重吗?
赏金猎人好运姐 发表于 2015-9-10 06:46
这个不通。客机也都是吊挂式发动机,很重吗?
客机不隔开机舱吊挂那乘客坐在里面简直感人,战斗机是要做高机动飞行的怎么能跟客机比较
邦妮和克莱德 发表于 2015-9-10 07:17
客机不隔开机舱吊挂那乘客坐在里面简直感人,战斗机是要做高机动飞行的怎么能跟客机比较
那么图160、B1想必也是为了让炸弹坐的安静舒适才设计成吊挂的咯?
那么图160、B1想必也是为了让炸弹坐的安静舒适才设计成吊挂的咯?

那是为了腾出宝贵的机体空间,而且精密弹药确实需要减少噪音和震动的影响

赏金猎人好运姐 发表于 2015-9-9 21:37
不过想想,终归要说的,我还是说说吧。
首先,升力体的推力偏心效应在“静不稳定”面前已经毫无优势可言 ...


三者都是从机头就开始利用涡流的吧,充分利用各种涡流,突出超音速飞行区间的飞行性能是四代机气动设计的特点。

你认为毛50在三者中正面投影面积最大,是“唯一”边条从头开始的,所以超音速升阻比最高,我不敢苟同。正面投影面积大,恰恰说明其浸润面积最大,飞行阻力最大,最难维持超音速飞行和机动(阻力大自然消耗能量更快),而其机翼设计简陋(连机翼扭转都没有,大迎角时机翼外侧会首先失速,而且为了超音速飞行选择了四代机中后掠角最大的机翼,气动效率低下),升力体设计也很过时,超音速升阻比也由于阻力的增加而下降。可以说是最落后的四代机气动设计
赏金猎人好运姐 发表于 2015-9-9 21:37
不过想想,终归要说的,我还是说说吧。
首先,升力体的推力偏心效应在“静不稳定”面前已经毫无优势可言 ...


三者都是从机头就开始利用涡流的吧,充分利用各种涡流,突出超音速飞行区间的飞行性能是四代机气动设计的特点。

你认为毛50在三者中正面投影面积最大,是“唯一”边条从头开始的,所以超音速升阻比最高,我不敢苟同。正面投影面积大,恰恰说明其浸润面积最大,飞行阻力最大,最难维持超音速飞行和机动(阻力大自然消耗能量更快),而其机翼设计简陋(连机翼扭转都没有,大迎角时机翼外侧会首先失速,而且为了超音速飞行选择了四代机中后掠角最大的机翼,气动效率低下),升力体设计也很过时,超音速升阻比也由于阻力的增加而下降。可以说是最落后的四代机气动设计
三者都是从机头就开始利用涡流的吧,充分利用各种涡流,突出超音速飞行区间的飞行性能是四代机气动设计 ...
不是正面投影,而是上面投影。翼载荷的意思。
不是正面投影,而是上面投影。翼载荷的意思。
浸润面积最大可是无可辩驳的
浸润面积最大可是无可辩驳的
这倒是。不过同时还有:进气道最短,燃油空间最大。猛禽能超巡,但扁侧卫就敢开加力。

赏金猎人好运姐 发表于 2015-9-10 10:49
这倒是。不过同时还有:进气道最短,燃油空间最大。猛禽能超巡,但扁侧卫就敢开加力。


还有最差的隐身和最神秘的弹舱?毛子50一如既往的特立独行

另外开加力这样的简单粗暴给发动机带来的伤害也是显而易见的,毛发在四代机时代已经没有了任何优势
赏金猎人好运姐 发表于 2015-9-10 10:49
这倒是。不过同时还有:进气道最短,燃油空间最大。猛禽能超巡,但扁侧卫就敢开加力。


还有最差的隐身和最神秘的弹舱?毛子50一如既往的特立独行

另外开加力这样的简单粗暴给发动机带来的伤害也是显而易见的,毛发在四代机时代已经没有了任何优势
赏金猎人好运姐 发表于 2015-9-10 10:49
这倒是。不过同时还有:进气道最短,燃油空间最大。猛禽能超巡,但扁侧卫就敢开加力。
难道说f22超巡比t50好
我觉得T50的问题还是弹仓,如果到现在主弹仓都无法使用,只能外挂,那它的飞行性能如何达到设计水平。
还有最差的隐身和最神秘的弹舱?毛子50一如既往的特立独行

另外开加力这样的简单粗暴给发动机带来的 ...
22是短腿,致命的
这个不通。客机也都是吊挂式发动机,很重吗?
对,看看客机,再看看f15,你就知道发动机融合机身有多重要了,加个速都是对结构的重大考验,更别提超音速
对,看看客机,再看看f15,你就知道发动机融合机身有多重要了,加个速都是对结构的重大考验,更别提超音 ...
“更别提超音速”,于是超音速的协和,图144,图160,b1乃至于三倍音速的b70、t100都是这么布置的。
“更别提超音速”,于是超音速的协和,图144,图160,b1乃至于三倍音速的b70、t100都是这么布置的。
对,所以侧卫最大速度一点都不弱