利刃:试析歼-20战机为何机翼“下垂”?

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 16:41:47
细心的网友不难发现,歼-20战机的机翼并不是水平的,而是有明显的“下垂”,这是为什么呢?原因还得从机翼的安装位置说起。

现代飞机多为单翼机,按机翼相对于机身上下位置的不同,可分为上单翼飞机、中单翼飞机和下单翼飞机。不同的机翼布局,影响最大的是飞机的横滚性能。



采用下反式上单翼的鹞式战斗机


采用上反式下单翼的喷火式战斗机
上单翼飞机的机身“吊”在机翼下,横滚方向上过于稳定,为了增加横滚的灵活性,机翼会采用一定的下反(如鹞式战斗机)。下单翼飞机的机身“坐”在机翼上,这个头重脚轻的姿势具有天然的横滚不稳定倾向,为了克服这种倾向,机翼会采用一定的上反(如喷火式战斗机)。


歼-20战斗机

我们来看歼-20战机。歼-20的机翼安装位置较高,可归为上单翼,为了增加横滚的灵活性,机翼需采用一定的下反,就是我们看到的“下垂”的样子。同样采用下反机翼的还有F-22,而且我们还可以发现,F-22机翼的下反角更小。这是因为F-22机翼的安装位置略低,近似中单翼,因此需要的下反角就小一些。


F-22战斗机

无论上反还是下反,都会造成一定的升力损失,因此就战斗机而言,最佳的布局是中单翼。那么为什么歼-20和F-22不采用中单翼?这是因为两种战机都具有侧弹仓,占用了较大的侧面空间,主翼安装位置必然会升高。那么为何歼-20的主翼位置更高?这是因为歼-20采用了鸭式布局+升力体设计,主翼与鸭翼必须安装于同一水平面,而为了避免鸭翼偏转时与开启的侧弹仓互相干扰,鸭翼位置必须更高,主翼位置也就随之升高。

早期的战斗机很少有用中单翼的,因为中单翼的翼盒穿过机身,给机身强度带来很大影响,很少有人愿意冒这个风险。随着技术的进步,机身强度不再是问题,中单翼的优点可以利用起来了。

进入20世纪70年代以后,空气动力学的进步让翼身融合体设计和机身升力体设计开始变得流行。上单翼具有机翼上表面连贯,气动特性优异的优点,通过把中单翼飞机的机身和机翼的连接处圆滑地填平补齐,就可近似地实现上单翼的效果,这是翼身融合体的初衷。翼身融合体也增加机身有效容积,这增加了机内的载油量。翼身融合体还增加翼根厚度,改善翼身结合部的结构连接条件,可以用较轻、较简单的结构实现所需的结构强度,减轻重量和制造成本。平顺的翼身结合部也改善了气流分布,减小阻力,甚至对隐身有一定改善,实在是一举多得。升力体设计则更进一步,把整个机体考虑成机翼的一部分,机翼成为飞机上最主要的部件,机身,发动机,进气道都成了附加在机翼上的附件。苏-27和F-14就很好的诠释了升力体设计的惊人效率。以F-22为代表的五代机多采用菱形机头,这是更先进的升力体设计,不仅有利于隐身,尖锐的菱形侧边还是涡流发生器,当飞机拉仰角时,机头侧边就产生涡流,然后作用于机身,于是机身就产生额外升力。

升力体和翼身融合的设计让上单翼和中单翼在很多时候都有些难以分辨,因此很多军迷对于歼-20和F-22到底是上单翼还是中单翼存在争议。其实,纯粹意义上的上单翼、中单翼和下单翼更多地出现在早期的战斗机上,对于五代机来说,已经是过时的概念了。无论歼-20属于哪种机翼,其先进性都是毋庸置疑的。(西山)

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原文链接:http://toutiao.com/i6236589893590450690/

解释上贴网友问,07年老号问题,最近这不是开心的玩自媒体嘛,想起我CD不喜标题党,所以今后好文分享标题不在特殊加工,希望大家能够喜欢。细心的网友不难发现,歼-20战机的机翼并不是水平的,而是有明显的“下垂”,这是为什么呢?原因还得从机翼的安装位置说起。

现代飞机多为单翼机,按机翼相对于机身上下位置的不同,可分为上单翼飞机、中单翼飞机和下单翼飞机。不同的机翼布局,影响最大的是飞机的横滚性能。


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采用下反式上单翼的鹞式战斗机

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采用上反式下单翼的喷火式战斗机
上单翼飞机的机身“吊”在机翼下,横滚方向上过于稳定,为了增加横滚的灵活性,机翼会采用一定的下反(如鹞式战斗机)。下单翼飞机的机身“坐”在机翼上,这个头重脚轻的姿势具有天然的横滚不稳定倾向,为了克服这种倾向,机翼会采用一定的上反(如喷火式战斗机)。

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歼-20战斗机

我们来看歼-20战机。歼-20的机翼安装位置较高,可归为上单翼,为了增加横滚的灵活性,机翼需采用一定的下反,就是我们看到的“下垂”的样子。同样采用下反机翼的还有F-22,而且我们还可以发现,F-22机翼的下反角更小。这是因为F-22机翼的安装位置略低,近似中单翼,因此需要的下反角就小一些。

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F-22战斗机

无论上反还是下反,都会造成一定的升力损失,因此就战斗机而言,最佳的布局是中单翼。那么为什么歼-20和F-22不采用中单翼?这是因为两种战机都具有侧弹仓,占用了较大的侧面空间,主翼安装位置必然会升高。那么为何歼-20的主翼位置更高?这是因为歼-20采用了鸭式布局+升力体设计,主翼与鸭翼必须安装于同一水平面,而为了避免鸭翼偏转时与开启的侧弹仓互相干扰,鸭翼位置必须更高,主翼位置也就随之升高。

早期的战斗机很少有用中单翼的,因为中单翼的翼盒穿过机身,给机身强度带来很大影响,很少有人愿意冒这个风险。随着技术的进步,机身强度不再是问题,中单翼的优点可以利用起来了。

进入20世纪70年代以后,空气动力学的进步让翼身融合体设计和机身升力体设计开始变得流行。上单翼具有机翼上表面连贯,气动特性优异的优点,通过把中单翼飞机的机身和机翼的连接处圆滑地填平补齐,就可近似地实现上单翼的效果,这是翼身融合体的初衷。翼身融合体也增加机身有效容积,这增加了机内的载油量。翼身融合体还增加翼根厚度,改善翼身结合部的结构连接条件,可以用较轻、较简单的结构实现所需的结构强度,减轻重量和制造成本。平顺的翼身结合部也改善了气流分布,减小阻力,甚至对隐身有一定改善,实在是一举多得。升力体设计则更进一步,把整个机体考虑成机翼的一部分,机翼成为飞机上最主要的部件,机身,发动机,进气道都成了附加在机翼上的附件。苏-27和F-14就很好的诠释了升力体设计的惊人效率。以F-22为代表的五代机多采用菱形机头,这是更先进的升力体设计,不仅有利于隐身,尖锐的菱形侧边还是涡流发生器,当飞机拉仰角时,机头侧边就产生涡流,然后作用于机身,于是机身就产生额外升力。

升力体和翼身融合的设计让上单翼和中单翼在很多时候都有些难以分辨,因此很多军迷对于歼-20和F-22到底是上单翼还是中单翼存在争议。其实,纯粹意义上的上单翼、中单翼和下单翼更多地出现在早期的战斗机上,对于五代机来说,已经是过时的概念了。无论歼-20属于哪种机翼,其先进性都是毋庸置疑的。(西山)

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解释上贴网友问,07年老号问题,最近这不是开心的玩自媒体嘛,想起我CD不喜标题党,所以今后好文分享标题不在特殊加工,希望大家能够喜欢。
达到不一样的上下气压差,以满足机动性能。
鸭翼上翻和主翼下翻有利于涡体形成和有利进一步大幅提升涡体作用,天才设计。
也许还是有人对隐形机的鸭翼的rcs耿耿于怀
超级小砖家 发表于 2016-1-7 13:38
也许还是有人对隐形机的鸭翼的rcs耿耿于怀
复合透波材料能用上应该就没问题。另外,雷达罩一般是透波,那隐身飞机怎么做到RCS远小于0.1㎡?

  1. 纯粹意义上的上单翼、中单翼和下单翼更多地出现在早期的战斗机上,对于五代机来说,已经是过时的概念了。
复制代码
确实,很多定义的概念随着技术进步,他们之间的差别已经很模糊了,甚至交融在一起,各种设计取长补短,殊途同归,最终产品的描述只能说偏向哪一方面。生活中就有很多例子,比如水性笔(水性墨),圆珠笔(油墨),和中性笔之间就已经有很多跨界产品,已经不能靠以前的定义来区分了,只能靠用途来区分了------------------------这也正是一个行业日趋完善,不断发展的产物
  1. 纯粹意义上的上单翼、中单翼和下单翼更多地出现在早期的战斗机上,对于五代机来说,已经是过时的概念了。
复制代码确实,很多定义的概念随着技术进步,他们之间的差别已经很模糊了,甚至交融在一起,各种设计取长补短,殊途同归,最终产品的描述只能说偏向哪一方面。生活中就有很多例子,比如水性笔(水性墨),圆珠笔(油墨),和中性笔之间就已经有很多跨界产品,已经不能靠以前的定义来区分了,只能靠用途来区分了------------------------这也正是一个行业日趋完善,不断发展的产物
我想说的是进气口凸包美国人发明了,结果中国人把它真的完善了,青出于蓝而胜于蓝了。
上单翼下反 增加飞机的滚转能力 就不稳定性
下单翼上反 增加飞机的稳定性

80年代  航空知识上  解释过  上反和下反的区别  气动上基本的常识
我想说的是进气口凸包美国人发明了,结果中国人把它真的完善了,青出于蓝而胜于蓝了。
dsi是枭龙首发的?
xxi 发表于 2016-1-7 13:42
复合透波材料能用上应该就没问题。另外,雷达罩一般是透波,那隐身飞机怎么做到RCS远小于0.1㎡?
单向透波可以吗?
above30 发表于 2016-1-7 15:08
dsi是枭龙首发的?
不是肥电首发?
楼主分析深入, 学习了
深秋之殇 发表于 2016-1-7 15:27
不是肥电首发?
肥电提出的概念,但是fc1比肥电服役早,所以fc1就成了第一个使用dsi的了。。。


本身在宋老的那篇文章里,就阐述了歼20布局是一个多者兼得的布局。
全动的加入更是降低了非全动垂尾的弊端

那对上翻鸭翼,是我最喜欢的设计。

另外没记错的话,在宋老的文章中,机身侧面的倾斜面,其实是有助于降低雷达反射的。
我估计这点也包含在机翼“上反和下垂”的优点之一。

至于鸭翼带来的隐身影响。宋老的文章并没有针对性描述,只看到个“良好”词。
对我个人来说,隐身永远看整体,而不是单看一个鸭翼。。。

纠结隐身最大化,直接造个F117算了。

本身航空飞行器就是在于客观环境做”取舍“,一个最优的方案才是关键。

本身在宋老的那篇文章里,就阐述了歼20布局是一个多者兼得的布局。
全动的加入更是降低了非全动垂尾的弊端

那对上翻鸭翼,是我最喜欢的设计。

另外没记错的话,在宋老的文章中,机身侧面的倾斜面,其实是有助于降低雷达反射的。
我估计这点也包含在机翼“上反和下垂”的优点之一。

至于鸭翼带来的隐身影响。宋老的文章并没有针对性描述,只看到个“良好”词。
对我个人来说,隐身永远看整体,而不是单看一个鸭翼。。。

纠结隐身最大化,直接造个F117算了。

本身航空飞行器就是在于客观环境做”取舍“,一个最优的方案才是关键。
不是肥电首发?
dsi是肥电先提出的,不过实机服役被小龙抢先了
林摩耶 发表于 2016-1-7 17:19
dsi是肥电先提出的,不过实机服役被小龙抢先了
第一个可调好像也是咱们。
至于这个”可调“是不是我们先提出来的,不知道有没有依据可论?



难道就不要接收反射回来的雷达波了吗?
深秋之殇 发表于 2016-1-7 15:26
单向透波可以吗?


难道就不要接收反射回来的雷达波了吗?
单向透波可以吗?
特定频率透波,具体频率应是机密。
dsi是肥电先提出的,不过实机服役被小龙抢先了
不好说,起码美帝并没有关于可调dsi的风漏出来,而且肥电用的是固定的
单向透波可以吗?
如果你想单向透波,那怎么接收反射回来的雷达波?
带通也不行,因为别人也可以测出频率范围的。
看到明显而“强烈”的机翼扭转;

真是J-10的嫡传啊。

绿林奸汉 发表于 2016-1-7 18:21
看到明显而“强烈”的机翼扭转;

真是J-10的嫡传啊。


这和棍子的扭转不一样的,这种扭转可以不要前缘褶翼(f15就是这样)来达到相近的效果,棍子的扭转是减轻机翼内段上表面气流提前失速的问题
绿林奸汉 发表于 2016-1-7 18:21
看到明显而“强烈”的机翼扭转;

真是J-10的嫡传啊。


这和棍子的扭转不一样的,这种扭转可以不要前缘褶翼(f15就是这样)来达到相近的效果,棍子的扭转是减轻机翼内段上表面气流提前失速的问题
这文没有说到点子上啊  下反是拉开鸭翼中后段和主翼的高度差  有利于鸭翼涡  这才是根本


说前翼和侧弹舱的问题不敢苟同,实际上F22的高度,如果在同样的位置放前翼,和侧弹舱的关系和歼20并无二至,特别是22的侧壁内敛角度更大,如果才用歼20的侧弹舱,即使前翼大幅偏转,偏转面也不在格斗弹位置。

说前翼和侧弹舱的问题不敢苟同,实际上F22的高度,如果在同样的位置放前翼,和侧弹舱的关系和歼20并无二至,特别是22的侧壁内敛角度更大,如果才用歼20的侧弹舱,即使前翼大幅偏转,偏转面也不在格斗弹位置。
深秋之殇 发表于 2016-1-7 15:26
单向透波可以吗?
单向透波?雷达波发射出去再反射回来,才能成像,单向透波怎么接收雷达波??

上单翼飞机的机身“吊”在机翼下,横滚方向上过于稳定,为了增加横滚的灵活性,机翼会采用一定的下反(如鹞式战斗机)。下单翼飞机的机身“坐”在机翼上,这个头重脚轻的姿势具有天然的横滚不稳定倾向,为了克服这种倾向,机翼会采用一定的上反(如喷火式战斗机)。

——说反了吧


楼主,您这是生搬硬套的嘛。

F-22的机翼下反只有小小三度角啊。不要忘了,空中飞行机翼是有弹性的。地面上F-22的机翼是3度角下反,請问空中飞行还是三度角下反吗?您这个“下反增加横滚的灵活性”又从何而来?

因为宋总的“鸭论”,歼-20布局很难协调。由于内置弹舱的要求,四代机(俄标五代)只能够走上单翼布局。这样一来,机翼与鸭翼上下之间的距离几乎为零,对吧?解决方法无非是让机翼下反大一些,否则涡流往机翼下方跑了,或打中机翼前缘。

双发战机一般不会过分追求横滚的效率,横滚是单发的長项。现代战机追求的是大迎角性能,把导弹潜能发挥出来。故F-35追求的是50度大迎角可控。歼-20不惜牺牲隐身性能的代价,加上一对腹鳍, 也是为了大迎角可控。当然,这都是宋总鸭论“全动小垂尾”带来的毛病。所以,歼-20机翼下反与增加横滚的灵活性没有多大关系。



楼主,您这是生搬硬套的嘛。

F-22的机翼下反只有小小三度角啊。不要忘了,空中飞行机翼是有弹性的。地面上F-22的机翼是3度角下反,請问空中飞行还是三度角下反吗?您这个“下反增加横滚的灵活性”又从何而来?

因为宋总的“鸭论”,歼-20布局很难协调。由于内置弹舱的要求,四代机(俄标五代)只能够走上单翼布局。这样一来,机翼与鸭翼上下之间的距离几乎为零,对吧?解决方法无非是让机翼下反大一些,否则涡流往机翼下方跑了,或打中机翼前缘。

双发战机一般不会过分追求横滚的效率,横滚是单发的長项。现代战机追求的是大迎角性能,把导弹潜能发挥出来。故F-35追求的是50度大迎角可控。歼-20不惜牺牲隐身性能的代价,加上一对腹鳍, 也是为了大迎角可控。当然,这都是宋总鸭论“全动小垂尾”带来的毛病。所以,歼-20机翼下反与增加横滚的灵活性没有多大关系。

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2016-1-7 23:45 上传

单向透波可以吗?

单向透波那不是就成了手电筒了,接收回波怎么办?

cofg 发表于 2016-1-7 23:23
楼主,您这是生搬硬套的嘛。

F-22的机翼下反只有小小三度角啊。不要忘了,空中飞行机翼是有弹性的。地面 ...

你真是学不会哈。
鸭翼力矩短配平差、J-20牺牲隐身性能之类,早就跟你分析过不成立了,还要重复念叨?
关于配平,你忘记了鸭翼布局的升降副翼也完全可以参与甚至单独起到配平作用,何来配平能力差?
而鸭翼、腹鳍完全可以采用低反射材料和结构来制作(J-10鸭翼和垂尾就是复合材料,黄丝带的腹鳍颜色与雷达罩类似),对隐身没有明显影响。
事实上,J-20甚至在最细微的细节上都采取了降低RCS措施,证明其整体RCS已经底到相当程度了。如果象你所臆测的那样,鸭翼大大增加了RCS,还会在缝隙等细节上作无用功?根本没必要了嘛。
cofg 发表于 2016-1-7 23:23
楼主,您这是生搬硬套的嘛。

F-22的机翼下反只有小小三度角啊。不要忘了,空中飞行机翼是有弹性的。地面 ...

你真是学不会哈。
鸭翼力矩短配平差、J-20牺牲隐身性能之类,早就跟你分析过不成立了,还要重复念叨?
关于配平,你忘记了鸭翼布局的升降副翼也完全可以参与甚至单独起到配平作用,何来配平能力差?
而鸭翼、腹鳍完全可以采用低反射材料和结构来制作(J-10鸭翼和垂尾就是复合材料,黄丝带的腹鳍颜色与雷达罩类似),对隐身没有明显影响。
事实上,J-20甚至在最细微的细节上都采取了降低RCS措施,证明其整体RCS已经底到相当程度了。如果象你所臆测的那样,鸭翼大大增加了RCS,还会在缝隙等细节上作无用功?根本没必要了嘛。

cofg 发表于 2016-1-7 23:23
楼主,您这是生搬硬套的嘛。

F-22的机翼下反只有小小三度角啊。不要忘了,空中飞行机翼是有弹性的。地面 ...

而且你那"重心线"也纯属瞎画,常识都不顾了。
cofg 发表于 2016-1-7 23:23
楼主,您这是生搬硬套的嘛。

F-22的机翼下反只有小小三度角啊。不要忘了,空中飞行机翼是有弹性的。地面 ...

而且你那"重心线"也纯属瞎画,常识都不顾了。

青色的雪 发表于 2016-1-7 20:56
说前翼和侧弹舱的问题不敢苟同,实际上F22的高度,如果在同样的位置放前翼,和侧弹舱的关系和歼20并无二至 ...


我觉得也是,如果20当初一开始就参照f35的进气口来设计机头的话,感觉正前面会更漂亮,当然为了能够布置侧弹仓,估计侧壁内敛角度更接近22,而这种进气口我感觉首先是为了调整唇口处的涡流位置,最主要的还是改善大迎角性能。
青色的雪 发表于 2016-1-7 20:56
说前翼和侧弹舱的问题不敢苟同,实际上F22的高度,如果在同样的位置放前翼,和侧弹舱的关系和歼20并无二至 ...


我觉得也是,如果20当初一开始就参照f35的进气口来设计机头的话,感觉正前面会更漂亮,当然为了能够布置侧弹仓,估计侧壁内敛角度更接近22,而这种进气口我感觉首先是为了调整唇口处的涡流位置,最主要的还是改善大迎角性能。
dsi是肥电先提出的,不过实机服役被小龙抢先了
最早的验证机是F16DSI
一瞬即永恒 发表于 2016-1-7 13:28
鸭翼上翻和主翼下翻有利于涡体形成和有利进一步大幅提升涡体作用,天才设计。
俺认为这才是正解,另外鸭翼和主翼间较大的间距也是为了充分发挥涡流的作用
2016-1-8 10:06 上传





cofg 发表于 2016-1-8 10:07
请问:画这歼20重心那里“常识都不顾了”?

呵呵又改画了?位置又向后挪了点?有进步!
其实,看飞机重心很简单,就在主起落架机轮前沿。你上面这个比昨天那个接近一点了。
对了,襟副翼的配平作用,了解?——实际上,你越把重心往前画,襟副翼的配平越容易哦!

cofg 发表于 2016-1-8 10:07
请问:画这歼20重心那里“常识都不顾了”?

呵呵又改画了?位置又向后挪了点?有进步!
其实,看飞机重心很简单,就在主起落架机轮前沿。你上面这个比昨天那个接近一点了。
对了,襟副翼的配平作用,了解?——实际上,你越把重心往前画,襟副翼的配平越容易哦!
yes413a 发表于 2016-1-7 20:38
这文没有说到点子上啊  下反是拉开鸭翼中后段和主翼的高度差  有利于鸭翼涡  这才是根本
这个才是主要原因 当然隐身 滚转都是附带的好处

cofg 发表于 2016-1-7 23:23
F-22的机翼下反只有小小三度角啊。不要忘了,空中飞行机翼是有弹性的。地面上F-22的机翼是3度角下反,請问空中飞行还是三度角下反吗?您这个“下反增加横滚的灵活性”又从何而来?

因为宋总的“鸭论”,歼-20布局很难协调。由于内置弹舱的要求,四代机(俄标五代)只能够走上单翼布局。这样一来,机翼与鸭翼上下之间的距离几乎为零,对吧? ...

“由于内置弹舱的要求……机翼与鸭翼上下之间的距离几乎为零,对吧?”——不对哦,哪怕没有侧弹舱,机翼与鸭翼也要处于同一高度的。
鸭翼与主翼同一高度是为了隐身,可不是因为弹舱。
cofg 发表于 2016-1-7 23:23
F-22的机翼下反只有小小三度角啊。不要忘了,空中飞行机翼是有弹性的。地面上F-22的机翼是3度角下反,請问空中飞行还是三度角下反吗?您这个“下反增加横滚的灵活性”又从何而来?

因为宋总的“鸭论”,歼-20布局很难协调。由于内置弹舱的要求,四代机(俄标五代)只能够走上单翼布局。这样一来,机翼与鸭翼上下之间的距离几乎为零,对吧? ...

“由于内置弹舱的要求……机翼与鸭翼上下之间的距离几乎为零,对吧?”——不对哦,哪怕没有侧弹舱,机翼与鸭翼也要处于同一高度的。
鸭翼与主翼同一高度是为了隐身,可不是因为弹舱。
above30 发表于 2016-1-7 15:08
dsi是枭龙首发的?
最先使用DSI进气道服役的是枭龙,然后是F35。最先用上DSI进气道的是F16,和F35。
超级小砖家 发表于 2016-1-7 13:38
也许还是有人对隐形机的鸭翼的rcs耿耿于怀
事实上随着技术和材料的进步,鸭翼对隐形的影响真的没这么大。