超级军网<<A-12还魂记-------我国新一代舰载隐身攻击机最优 ...
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/27 19:51:12
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如果要评选出有史以来最科幻的战斗机,那通用动力和当年的麦道合作研制的A-12攻击机无疑会当选,A-12那流畅的3角型的设计即使放到今年来看,依然非常前卫而充满神秘,那么这种气动布局的优点是什么呢,美国当年为什么要采用这样的设计,它又是什么问题导致下马的,有没有更好的设计或者办法能解决其遗留的问题呢?本文将带着这些疑问,尝试下对A-12进行优化改进,看看最终结果能否符合我国新一代隐身舰载机的需求!
A-12诞生于80年代早期的美国ATA(先进战术攻击机)计划,用于替代空军的F-111和海军的A-6,A-7等,最终通用动力和麦道中标,获得了XX亿美金的验证机合同.
众所周知,航空母舰甲板空间有限,因此,舰载机的几何尺寸受到一定限制,而舰载机的作战任务又要求飞机能装载尽可能多的油量和弹药,有比较大的滞空时间从而减少任务出动架次,降低甲板作业强度,因此,在较小的几何尺寸下拥有尽可能大的内部载荷空间,并且具备优异的隐身和飞行性能成为气动布局设计的首选,而在所有气动布局中,最符合要求的非飞翼布局莫属了.
飞翼布局最早见于二站德国纳粹的飞机设计,而逐步被大家认识则是洛斯罗普的B2, 而A-12也采用了这种设计,相比B2, A-12采用的3角形翼身设计具有更好的雷达隐身性能,将所有雷达波束集中在3个方向,即前缘两侧和尾部,尽可能的减少了雷达反射面积RCS,由于取消了尾翼,飞机上方的RCS也非常小.可防止对方空基雷达的探测.增加突防概率!
其次,采用飞翼布局的A-12由于整个机身都是翼面,因此,升阻比很高.相同的大展弦比飞翼的升阻比高达20甚至更高,是普通战斗机的一倍以上,大的巡航升阻比可以极大的增加飞机的航程.同时,这些翼面的内部载荷空间也相当大,比传统飞机高30%.因此,整个飞机的航程较A6等传统机型有了显著的提高.较大的内部空间载荷也更有利于内置弹舱的布置!
这是A-12主要的优点,作为后来与美国ATF并肩的先进战斗机项目,在其他方面,A-12也采用了很多领先的技术,由于本篇主要探讨气动设计,其他放面不一一介绍(可以参看<<断线的风筝>>),这里着重谈下A-12的问题和失败原因.
虽然A-12有着以上的优点,但由于采用了太多的先进创新技术,导致研制风险巨大,在研制过程中出现了各种问题和设计上的先天不足,正是这些问题和先天不足的不断累积,再加上美国海军预算和需求的变化,导致最后整个项目胎死腹中.
这些问题包括,首先，A-12由于取消了垂直尾翼,虽然有利于隐身性能,但整个飞机的偏航控制较差,大迎角可控性不好,其次,飞翼的翼面大,翼载荷轻,使得飞机在低空突防时容易受地面风速和气流影响而造成不稳定,虽然采用电传控制技术,可以利用电脑来精确调整襟副翼来稳定机身,但无法实施大的机动动作的先天不足无法改变.
其次,飞机的大展弦比,小后掠翼设计导致飞机零升阻力和波阻很大,飞机只能亚音速突防而无法超音速飞行,美国海军在越战的空战实践表明,亚音速的A6在面对超音速的MIG-19时,生存能力是极其脆弱的,机动控较差,无法超音速飞行的缺点结合起来使得A-12很难满足海军提出的具备空战自卫能力的要求,其任务变的单一,只有当攻击机用!
再次,大展弦比飞翼设计对材料要求很高,很多人说即使能设计B2也很难造出B2是有道理的,因为大展弦比飞翼翼展很大,结构刚性较差,需要强度极高的复合材料才能解决,而A-12的掸舱是按展向布置的,其外翼也要安装蛋舱,导致整个翼面的弯距过大,需要不断增加结构强度才能满足,而结构强度的增加导致结构重量直线上升, 为了解决机翼强度问题,A-12较早期设计超重了30%..
除此之外,A-12还面临着航电进度拖延等等各种其他问题,最后随着空军于90年退出A-12项目,海军独自承担研发费用,独力难支,最后海军于1991年彻底放弃了A-12计划! 改用研制F-18E/F来作为A6的替代机! 轰轰烈烈的ATA计划从此落下帷幕!
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如果要评选出有史以来最科幻的战斗机,那通用动力和当年的麦道合作研制的A-12攻击机无疑会当选,A-12那流畅的3角型的设计即使放到今年来看,依然非常前卫而充满神秘,那么这种气动布局的优点是什么呢,美国当年为什么要采用这样的设计,它又是什么问题导致下马的,有没有更好的设计或者办法能解决其遗留的问题呢?本文将带着这些疑问,尝试下对A-12进行优化改进,看看最终结果能否符合我国新一代隐身舰载机的需求!
A-12诞生于80年代早期的美国ATA(先进战术攻击机)计划,用于替代空军的F-111和海军的A-6,A-7等,最终通用动力和麦道中标,获得了XX亿美金的验证机合同.
众所周知,航空母舰甲板空间有限,因此,舰载机的几何尺寸受到一定限制,而舰载机的作战任务又要求飞机能装载尽可能多的油量和弹药,有比较大的滞空时间从而减少任务出动架次,降低甲板作业强度,因此,在较小的几何尺寸下拥有尽可能大的内部载荷空间,并且具备优异的隐身和飞行性能成为气动布局设计的首选,而在所有气动布局中,最符合要求的非飞翼布局莫属了.
飞翼布局最早见于二站德国纳粹的飞机设计,而逐步被大家认识则是洛斯罗普的B2, 而A-12也采用了这种设计,相比B2, A-12采用的3角形翼身设计具有更好的雷达隐身性能,将所有雷达波束集中在3个方向,即前缘两侧和尾部,尽可能的减少了雷达反射面积RCS,由于取消了尾翼,飞机上方的RCS也非常小.可防止对方空基雷达的探测.增加突防概率!
其次,采用飞翼布局的A-12由于整个机身都是翼面,因此,升阻比很高.相同的大展弦比飞翼的升阻比高达20甚至更高,是普通战斗机的一倍以上,大的巡航升阻比可以极大的增加飞机的航程.同时,这些翼面的内部载荷空间也相当大,比传统飞机高30%.因此,整个飞机的航程较A6等传统机型有了显著的提高.较大的内部空间载荷也更有利于内置弹舱的布置!
这是A-12主要的优点,作为后来与美国ATF并肩的先进战斗机项目,在其他方面,A-12也采用了很多领先的技术,由于本篇主要探讨气动设计,其他放面不一一介绍(可以参看<<断线的风筝>>),这里着重谈下A-12的问题和失败原因.
虽然A-12有着以上的优点,但由于采用了太多的先进创新技术,导致研制风险巨大,在研制过程中出现了各种问题和设计上的先天不足,正是这些问题和先天不足的不断累积,再加上美国海军预算和需求的变化,导致最后整个项目胎死腹中.
这些问题包括,首先，A-12由于取消了垂直尾翼,虽然有利于隐身性能,但整个飞机的偏航控制较差,大迎角可控性不好,其次,飞翼的翼面大,翼载荷轻,使得飞机在低空突防时容易受地面风速和气流影响而造成不稳定,虽然采用电传控制技术,可以利用电脑来精确调整襟副翼来稳定机身,但无法实施大的机动动作的先天不足无法改变.
其次,飞机的大展弦比,小后掠翼设计导致飞机零升阻力和波阻很大,飞机只能亚音速突防而无法超音速飞行,美国海军在越战的空战实践表明,亚音速的A6在面对超音速的MIG-19时,生存能力是极其脆弱的,机动控较差,无法超音速飞行的缺点结合起来使得A-12很难满足海军提出的具备空战自卫能力的要求,其任务变的单一,只有当攻击机用!
再次,大展弦比飞翼设计对材料要求很高,很多人说即使能设计B2也很难造出B2是有道理的,因为大展弦比飞翼翼展很大,结构刚性较差,需要强度极高的复合材料才能解决,而A-12的掸舱是按展向布置的,其外翼也要安装蛋舱,导致整个翼面的弯距过大,需要不断增加结构强度才能满足,而结构强度的增加导致结构重量直线上升, 为了解决机翼强度问题,A-12较早期设计超重了30%..
除此之外,A-12还面临着航电进度拖延等等各种其他问题,最后随着空军于90年退出A-12项目,海军独自承担研发费用,独力难支,最后海军于1991年彻底放弃了A-12计划! 改用研制F-18E/F来作为A6的替代机! 轰轰烈烈的ATA计划从此落下帷幕!
不过,虽然A-12技术下马,但是其优秀的隐身能力,较的大航程和大的内部载荷空间正是我国新一代舰载机所梦寐以求的,随着气动技术的不断发展,特别是旋涡空气动力学的发展和工程实践,很多困饶A-12的难题可以通过采用新的气动设计来加以解决! 例如将飞翼的展弦比缩小,采用较小的展弦比布局替代A-12的大展弦比飞翼布局!
,可以弥补大展弦比飞翼的不足.我国在小展弦比飞翼布局上，也进行了广泛的研究!
相比传统的大展弦比飞翼, 小展弦比飞翼同样具有气动效率高,内部容积大的特点,而更为有利的是,小展弦比飞翼的前缘后掠角较大,为60~70度后掠,因此,激波阻力小,飞机的跨,超音速性能好,可以解决A-12只能亚音速突防,而无法超音速空战的问题! 同时,小展弦比飞翼保留了翼载荷小的优点，只有相同尺寸飞机例如F-16的30%,因此,飞机敏捷性能好,瞬时盘旋角度高,垂直机动和跃升性能好.
其次,小展弦比飞翼机身后掠大,机身边条涡强度大,适合与鸭翼或其他翼面配合增升
而在结构设计上,小展弦比飞翼优点多多,由于翼面弦长大,机翼弯距小,结构刚性好,有利于采用相对厚道较薄的外侧翼面,有利于减轻飞机的结构重量,同时在弹舱设计上,由于机身较长,可以采用沿机身纵向布置弹舱的方式,将弹舱沿发动机舱2侧布置 ,进一步避免了A-12沿翼展向布置弹舱带来的机翼结构问题!
可以看出,小展弦比飞翼相比大展弦比飞翼,具有优秀的超音速性能和更有利的结构设计和弹舱布置,但同时,小展弦比飞翼也有自身问题需要进一步改进
小展弦比飞翼的大后掠机身带来的问题之一便是升力系数小，升力斜线率低,不利于在航母较短的甲板起降. 为此,解决方法是在小展弦比飞翼后部重心位置,增加一对小后掠的机翼.
增加小后掠角的机翼一方面增大了飞翼的展弦比,改善了飞机的升力斜线率,另一方面可以利用大后掠机身拉出的高强度脱体涡,吹除主翼的附面层,同时与主翼涡合并,产生更强的增升涡,获得极大的增升效果,从而很好的改善了中小迎角下飞翼的升力特性,满足航母起降需求!
由于没有改变整个机身的后掠角,因此对于飞机波阻和零阻的增加有限!
飞翼机身带来的另一个主要问题就是翼载小,飞机低空稳定性不够,由于缺乏大迎角的偏航控制手段,飞翼大迎角机动有限,为此,可以采用增加一对V型外倾垂尾的方法来解决这个问题.
V型外倾垂尾配合主翼后缘的分裂式襟副翼,起到大迎角机动所需的偏航控制的需求! 同时,外倾垂尾也可以产生俯仰控制力矩对飞机配平,其俯仰控制力矩为垂尾在垂直向的投影面积.配平手段的增加进一步提高了飞翼的大迎角和机动性能.
虽然增加一对主翼和平尾,对飞翼的隐身性能有影响,但对飞机机动性能的提高是明显的,而增加部位可以通过优化设计，将对隐身的影响减少到最小.通过这些措施,即增加了飞机的超音速性能,又提高了飞机的机动性,对地对海攻击之外,也真正满足了自卫空战的需求,
从A-12的失败到F-117的退役可以看出,单纯的隐身攻击机任务弹性小,生存能力有限,不是未来隐身战斗攻击机的发展方向,而隐身性能较差的F35却可以发展壮大.说明隐身虽然重要,但不能荒废空战能力, 因此,未来的新一代隐身舰载机,必然是隐身与机动,攻击与空战平衡的结果,而在这种平衡的追求中,小展弦比飞翼以其独特的优点,配和创新的机翼设计,无疑是未来舰载战斗攻击机最优的选择!!
不过,虽然A-12技术下马,但是其优秀的隐身能力,较的大航程和大的内部载荷空间正是我国新一代舰载机所梦寐以求的,随着气动技术的不断发展,特别是旋涡空气动力学的发展和工程实践,很多困饶A-12的难题可以通过采用新的气动设计来加以解决! 例如将飞翼的展弦比缩小,采用较小的展弦比布局替代A-12的大展弦比飞翼布局!
,可以弥补大展弦比飞翼的不足.我国在小展弦比飞翼布局上，也进行了广泛的研究!
相比传统的大展弦比飞翼, 小展弦比飞翼同样具有气动效率高,内部容积大的特点,而更为有利的是,小展弦比飞翼的前缘后掠角较大,为60~70度后掠,因此,激波阻力小,飞机的跨,超音速性能好,可以解决A-12只能亚音速突防,而无法超音速空战的问题! 同时,小展弦比飞翼保留了翼载荷小的优点，只有相同尺寸飞机例如F-16的30%,因此,飞机敏捷性能好,瞬时盘旋角度高,垂直机动和跃升性能好.
其次,小展弦比飞翼机身后掠大,机身边条涡强度大,适合与鸭翼或其他翼面配合增升
而在结构设计上,小展弦比飞翼优点多多,由于翼面弦长大,机翼弯距小,结构刚性好,有利于采用相对厚道较薄的外侧翼面,有利于减轻飞机的结构重量,同时在弹舱设计上,由于机身较长,可以采用沿机身纵向布置弹舱的方式,将弹舱沿发动机舱2侧布置 ,进一步避免了A-12沿翼展向布置弹舱带来的机翼结构问题!
可以看出,小展弦比飞翼相比大展弦比飞翼,具有优秀的超音速性能和更有利的结构设计和弹舱布置,但同时,小展弦比飞翼也有自身问题需要进一步改进
小展弦比飞翼的大后掠机身带来的问题之一便是升力系数小，升力斜线率低,不利于在航母较短的甲板起降. 为此,解决方法是在小展弦比飞翼后部重心位置,增加一对小后掠的机翼.
增加小后掠角的机翼一方面增大了飞翼的展弦比,改善了飞机的升力斜线率,另一方面可以利用大后掠机身拉出的高强度脱体涡,吹除主翼的附面层,同时与主翼涡合并,产生更强的增升涡,获得极大的增升效果,从而很好的改善了中小迎角下飞翼的升力特性,满足航母起降需求!
由于没有改变整个机身的后掠角,因此对于飞机波阻和零阻的增加有限!
飞翼机身带来的另一个主要问题就是翼载小,飞机低空稳定性不够,由于缺乏大迎角的偏航控制手段,飞翼大迎角机动有限,为此,可以采用增加一对V型外倾垂尾的方法来解决这个问题.
V型外倾垂尾配合主翼后缘的分裂式襟副翼,起到大迎角机动所需的偏航控制的需求! 同时,外倾垂尾也可以产生俯仰控制力矩对飞机配平,其俯仰控制力矩为垂尾在垂直向的投影面积.配平手段的增加进一步提高了飞翼的大迎角和机动性能.
虽然增加一对主翼和平尾,对飞翼的隐身性能有影响,但对飞机机动性能的提高是明显的,而增加部位可以通过优化设计，将对隐身的影响减少到最小.通过这些措施,即增加了飞机的超音速性能,又提高了飞机的机动性,对地对海攻击之外,也真正满足了自卫空战的需求,
从A-12的失败到F-117的退役可以看出,单纯的隐身攻击机任务弹性小,生存能力有限,不是未来隐身战斗攻击机的发展方向,而隐身性能较差的F35却可以发展壮大.说明隐身虽然重要,但不能荒废空战能力, 因此,未来的新一代隐身舰载机,必然是隐身与机动,攻击与空战平衡的结果,而在这种平衡的追求中,小展弦比飞翼以其独特的优点,配和创新的机翼设计,无疑是未来舰载战斗攻击机最优的选择!!
楼主原创？
hlcjdby123 发表于 2011-1-30 22:11 
这不就是FOAS么？:L
这不就是FOAS么？:L
曹煊一 发表于 2011-1-30 22:18
是的!参考了些论文和陈朴的文章!
是的!参考了些论文和陈朴的文章!
raptor82 发表于 2011-1-30 22:23
进气道的区别大了,当然,现在很多气动设计也偏向飞翼!
进气道的区别大了,当然,现在很多气动设计也偏向飞翼!
hlcjdby123 发表于 2011-1-30 22:25
这张图里的东西类似于FATE/ICE studies
海军的FATE是有鸭翼的。
这张图里的东西类似于FATE/ICE studies
海军的FATE是有鸭翼的。
raptor82 发表于 2011-1-30 22:29
呵呵，气动搞到最后都是相通的,真正能满足所有需求的方案很少,就那么几个!
呵呵，气动搞到最后都是相通的,真正能满足所有需求的方案很少,就那么几个!
hlcjdby123 发表于 2011-1-30 22:31
空军追求隐形的这种大三角翼飞翼可能不能完全满足海军对舰载机的下沉率和迎角控制要求。
海军飞机可能应该保留独立的俯仰操作面。
F-117计划上舰时也改用平尾
空军追求隐形的这种大三角翼飞翼可能不能完全满足海军对舰载机的下沉率和迎角控制要求。
海军飞机可能应该保留独立的俯仰操作面。
F-117计划上舰时也改用平尾
raptor82 发表于 2011-1-30 22:35
我觉得不要采用鸭翼或者平尾的好,可以将V尾后移,增加外倾角来解决俯仰配平的问题
还有一个办法就是2元矢量TVC
我觉得不要采用鸭翼或者平尾的好,可以将V尾后移,增加外倾角来解决俯仰配平的问题
还有一个办法就是2元矢量TVC
我怎么记得我看过的一个A12的想象图怎么是和B2一样进气道在背上的。
btlong 发表于 2011-1-30 22:44
我记得是航空知识1993月7月号还是8月号.:lol
我记得是航空知识1993月7月号还是8月号.:lol
我怎么记得我看过的一个A12的想象图怎么是和B2一样进气道在背上的。
btlong 发表于 2011-1-30 22:44
A-12是低空突防,很在意背部隐身,防止对方高空雷达, 不过很多无人机把进气道都安背上!
这图也太猛了!
我怎么记得我看过的一个A12的想象图怎么是和B2一样进气道在背上的。
btlong 发表于 2011-1-30 22:44
A-12是低空突防,很在意背部隐身,防止对方高空雷达, 不过很多无人机把进气道都安背上!
这图也太猛了!
TG先把舰载制空鸡搞好再说
另外Northrop的ATA方案确实是机背进气的飞翼布局
类似于缩小的B-2
类似于缩小的B-2
raptor82 发表于 2011-1-30 22:23
从上到下的第三张图似乎应该是原计划的英国下一代主力舰载机，后来成为JSF的吧。。。
从上到下的第三张图似乎应该是原计划的英国下一代主力舰载机，后来成为JSF的吧。。。
machineussr 发表于 2011-1-30 22:50
有人FOAS不是海军的舰载机。
有人FOAS不是海军的舰载机。
wawa02002 发表于 2011-1-30 22:49 
这个怎么样!
这个怎么样!
另外Northrop的ATA方案确实是机背进气的飞翼布局
类似于缩小的B-2
raptor82 发表于 2011-1-30 22:50
凭借 Northrop的经验说不定真能搞成,不过海军要求低空突防,背部RCS要求很小,下部RCS反而可以大点,
这是Northrop失败的原因之一?
另外Northrop的ATA方案确实是机背进气的飞翼布局
类似于缩小的B-2
raptor82 发表于 2011-1-30 22:50
凭借 Northrop的经验说不定真能搞成,不过海军要求低空突防,背部RCS要求很小,下部RCS反而可以大点,
这是Northrop失败的原因之一?
hlcjdby123 发表于 2011-1-30 22:55
No,
Northrop和格鲁曼一看海军给的钱和要求，就知道A-12是做不成的，拍拍屁股走人。
No,
Northrop和格鲁曼一看海军给的钱和要求，就知道A-12是做不成的，拍拍屁股走人。
A12 是飞翼啊，不是楼主那个样子的。
楼主码了这么多字也不容易了，支持下。
楼主码了这么多字也不容易了，支持下。
raptor82 发表于 2011-1-30 22:58
开始空军和海军共同负担,给钱还是很爽快的吧 ,后来空军扯资,悲剧了!
开始空军和海军共同负担,给钱还是很爽快的吧 ,后来空军扯资,悲剧了!
有人版暗剑？
0083gundam 发表于 2011-1-30 22:58
我把A-12给改了,A-12那布局缺陷太多.
我把A-12给改了,A-12那布局缺陷太多.
海军的需求不知道是啥样，这个题目比较难。
b52b 发表于 2011-1-30 22:59
没办法,单发机又要内置大弹舱,又要高机动,又要超巡,除了小展弦比飞翼,我找不到更好的布局了
或者搞F35那种阉割的!
没办法,单发机又要内置大弹舱,又要高机动,又要超巡,除了小展弦比飞翼,我找不到更好的布局了
或者搞F35那种阉割的!
raptor82 发表于 2011-1-30 22:49
我也是在航空知识上看到那第三张图的，那一年忘了。。。反正是和JSF在一起的，二选一。
我也是在航空知识上看到那第三张图的，那一年忘了。。。反正是和JSF在一起的，二选一。
这玩意升阻比真的很大! 这是为啥我喜欢改飞翼的原因之一!
这玩意升阻比真的很大! 这是为啥我喜欢改飞翼的原因之一!
开始空军和海军共同负担,给钱还是很爽快的吧 ,后来空军扯资,悲剧了!
hlcjdby123 发表于 2011-1-30 22:59
ATA基本上是海军的项目，空军只不过和海军做交易---海军要用ATF的技术来开发NATF，空军则要装备海军的ATA的衍生型来接替F-111。
海军的“牛逼”之处在于：ATA这么天顶星技术的项目居然是个“讲定成本”（类似于F-14)的项目。
诺斯罗普开发B-2时就饱受研发成本激增之苦，格鲁曼更是差点因为F-14提前死掉，
一看这种东西还做个P，钱赚不到估计弄得不好还要亏死，赶紧走人。
开始空军和海军共同负担,给钱还是很爽快的吧 ,后来空军扯资,悲剧了!
hlcjdby123 发表于 2011-1-30 22:59
ATA基本上是海军的项目，空军只不过和海军做交易---海军要用ATF的技术来开发NATF，空军则要装备海军的ATA的衍生型来接替F-111。
海军的“牛逼”之处在于：ATA这么天顶星技术的项目居然是个“讲定成本”（类似于F-14)的项目。
诺斯罗普开发B-2时就饱受研发成本激增之苦，格鲁曼更是差点因为F-14提前死掉，
一看这种东西还做个P，钱赚不到估计弄得不好还要亏死，赶紧走人。
ATA基本上是海军的项目，空军只不过和海军做交易---海军要用ATF的技术来开发NATF，空军则要装备海军的 ...
raptor82 发表于 2011-1-30 23:11
唉,无法想象80年代美帝的疯狂,这玩意现在看起来都太科幻了,当时竟然好象没啥事是的,竟然还中标了
ATA基本上是海军的项目，空军只不过和海军做交易---海军要用ATF的技术来开发NATF，空军则要装备海军的 ...
raptor82 发表于 2011-1-30 23:11
唉,无法想象80年代美帝的疯狂,这玩意现在看起来都太科幻了,当时竟然好象没啥事是的,竟然还中标了
raptor82 发表于 2011-1-30 22:23
好看！
好看！
对地攻击机应该是最先无人化的
感觉这个靠谱
感觉这个靠谱
A-12诞生于80年代早期的美国ATA(先进战术攻击机)计划,用于替代空军的F-111和海军的A-6,A-7等,最终通用动力和麦道中标,获得了XX亿美金的验证机合同.
众所周知,航空母舰甲板空间有限,因此,舰载机的几何尺寸受到一定限制,而舰载机的作战任务又要求飞机能装载尽可能多的油量和弹药,有比较大的滞空时间从而减少任务出动架次,降低甲板作业强度,因此,在较小的几何尺寸下拥有尽可能大的内部载荷空间,并且具备优异的隐身和飞行性能成为气动布局设计的首选,而在所有气动布局中,最符合要求的非飞翼布局莫属了.
飞翼布局最早见于二站德国纳粹的飞机设计,而逐步被大家认识则是洛斯罗普的B2, 而A-12也采用了这种设计,相比B2, A-12采用的3角形翼身设计具有更好的雷达隐身性能,将所有雷达波束集中在3个方向,即前缘两侧和尾部,尽可能的减少了雷达反射面积RCS,由于取消了尾翼,飞机上方的RCS也非常小.可防止对方空基雷达的探测.增加突防概率!
其次,采用飞翼布局的A-12由于整个机身都是翼面,因此,升阻比很高.相同的大展弦比飞翼的升阻比高达20甚至更高,是普通战斗机的一倍以上,大的巡航升阻比可以极大的增加飞机的航程.同时,这些翼面的内部载荷空间也相当大,比传统飞机高30%.因此,整个飞机的航程较A6等传统机型有了显著的提高.较大的内部空间载荷也更有利于内置弹舱的布置!
这是A-12主要的优点,作为后来与美国ATF并肩的先进战斗机项目,在其他方面,A-12也采用了很多领先的技术,由于本篇主要探讨气动设计,其他放面不一一介绍(可以参看<<断线的风筝>>),这里着重谈下A-12的问题和失败原因.
虽然A-12有着以上的优点,但由于采用了太多的先进创新技术,导致研制风险巨大,在研制过程中出现了各种问题和设计上的先天不足,正是这些问题和先天不足的不断累积,再加上美国海军预算和需求的变化,导致最后整个项目胎死腹中.
这些问题包括,首先，A-12由于取消了垂直尾翼,虽然有利于隐身性能,但整个飞机的偏航控制较差,大迎角可控性不好,其次,飞翼的翼面大,翼载荷轻,使得飞机在低空突防时容易受地面风速和气流影响而造成不稳定,虽然采用电传控制技术,可以利用电脑来精确调整襟副翼来稳定机身,但无法实施大的机动动作的先天不足无法改变.
其次,飞机的大展弦比,小后掠翼设计导致飞机零升阻力和波阻很大,飞机只能亚音速突防而无法超音速飞行,美国海军在越战的空战实践表明,亚音速的A6在面对超音速的MIG-19时,生存能力是极其脆弱的,机动控较差,无法超音速飞行的缺点结合起来使得A-12很难满足海军提出的具备空战自卫能力的要求,其任务变的单一,只有当攻击机用!
再次,大展弦比飞翼设计对材料要求很高,很多人说即使能设计B2也很难造出B2是有道理的,因为大展弦比飞翼翼展很大,结构刚性较差,需要强度极高的复合材料才能解决,而A-12的掸舱是按展向布置的,其外翼也要安装蛋舱,导致整个翼面的弯距过大,需要不断增加结构强度才能满足,而结构强度的增加导致结构重量直线上升, 为了解决机翼强度问题,A-12较早期设计超重了30%..
除此之外,A-12还面临着航电进度拖延等等各种其他问题,最后随着空军于90年退出A-12项目,海军独自承担研发费用,独力难支,最后海军于1991年彻底放弃了A-12计划! 改用研制F-18E/F来作为A6的替代机! 轰轰烈烈的ATA计划从此落下帷幕!
A-12诞生于80年代早期的美国ATA(先进战术攻击机)计划,用于替代空军的F-111和海军的A-6,A-7等,最终通用动力和麦道中标,获得了XX亿美金的验证机合同.
众所周知,航空母舰甲板空间有限,因此,舰载机的几何尺寸受到一定限制,而舰载机的作战任务又要求飞机能装载尽可能多的油量和弹药,有比较大的滞空时间从而减少任务出动架次,降低甲板作业强度,因此,在较小的几何尺寸下拥有尽可能大的内部载荷空间,并且具备优异的隐身和飞行性能成为气动布局设计的首选,而在所有气动布局中,最符合要求的非飞翼布局莫属了.
飞翼布局最早见于二站德国纳粹的飞机设计,而逐步被大家认识则是洛斯罗普的B2, 而A-12也采用了这种设计,相比B2, A-12采用的3角形翼身设计具有更好的雷达隐身性能,将所有雷达波束集中在3个方向,即前缘两侧和尾部,尽可能的减少了雷达反射面积RCS,由于取消了尾翼,飞机上方的RCS也非常小.可防止对方空基雷达的探测.增加突防概率!
其次,采用飞翼布局的A-12由于整个机身都是翼面,因此,升阻比很高.相同的大展弦比飞翼的升阻比高达20甚至更高,是普通战斗机的一倍以上,大的巡航升阻比可以极大的增加飞机的航程.同时,这些翼面的内部载荷空间也相当大,比传统飞机高30%.因此,整个飞机的航程较A6等传统机型有了显著的提高.较大的内部空间载荷也更有利于内置弹舱的布置!
这是A-12主要的优点,作为后来与美国ATF并肩的先进战斗机项目,在其他方面,A-12也采用了很多领先的技术,由于本篇主要探讨气动设计,其他放面不一一介绍(可以参看<<断线的风筝>>),这里着重谈下A-12的问题和失败原因.
虽然A-12有着以上的优点,但由于采用了太多的先进创新技术,导致研制风险巨大,在研制过程中出现了各种问题和设计上的先天不足,正是这些问题和先天不足的不断累积,再加上美国海军预算和需求的变化,导致最后整个项目胎死腹中.
这些问题包括,首先，A-12由于取消了垂直尾翼,虽然有利于隐身性能,但整个飞机的偏航控制较差,大迎角可控性不好,其次,飞翼的翼面大,翼载荷轻,使得飞机在低空突防时容易受地面风速和气流影响而造成不稳定,虽然采用电传控制技术,可以利用电脑来精确调整襟副翼来稳定机身,但无法实施大的机动动作的先天不足无法改变.
其次,飞机的大展弦比,小后掠翼设计导致飞机零升阻力和波阻很大,飞机只能亚音速突防而无法超音速飞行,美国海军在越战的空战实践表明,亚音速的A6在面对超音速的MIG-19时,生存能力是极其脆弱的,机动控较差,无法超音速飞行的缺点结合起来使得A-12很难满足海军提出的具备空战自卫能力的要求,其任务变的单一,只有当攻击机用!
再次,大展弦比飞翼设计对材料要求很高,很多人说即使能设计B2也很难造出B2是有道理的,因为大展弦比飞翼翼展很大,结构刚性较差,需要强度极高的复合材料才能解决,而A-12的掸舱是按展向布置的,其外翼也要安装蛋舱,导致整个翼面的弯距过大,需要不断增加结构强度才能满足,而结构强度的增加导致结构重量直线上升, 为了解决机翼强度问题,A-12较早期设计超重了30%..
除此之外,A-12还面临着航电进度拖延等等各种其他问题,最后随着空军于90年退出A-12项目,海军独自承担研发费用,独力难支,最后海军于1991年彻底放弃了A-12计划! 改用研制F-18E/F来作为A6的替代机! 轰轰烈烈的ATA计划从此落下帷幕!
不过,虽然A-12技术下马,但是其优秀的隐身能力,较的大航程和大的内部载荷空间正是我国新一代舰载机所梦寐以求的,随着气动技术的不断发展,特别是旋涡空气动力学的发展和工程实践,很多困饶A-12的难题可以通过采用新的气动设计来加以解决! 例如将飞翼的展弦比缩小,采用较小的展弦比布局替代A-12的大展弦比飞翼布局!
小展弦比飞翼的优点与小展弦比机翼类似,可以弥补大展弦比飞翼的不足.我国在小展弦比飞翼布局上，也进行了广泛的研究!
相比传统的大展弦比飞翼, 小展弦比飞翼同样具有气动效率高,内部容积大的特点,而更为有利的是,小展弦比飞翼的前缘后掠角较大,为60~70度后掠,因此,激波阻力小,飞机的跨,超音速性能好,可以解决A-12只能亚音速突防,而无法超音速空战的问题! 同时,小展弦比飞翼保留了翼载荷小的优点，只有相同尺寸飞机例如F-16的30%,因此,飞机敏捷性能好,瞬时盘旋角度高,垂直机动和跃升性能好.
其次,小展弦比飞翼机身后掠大,机身边条涡强度大,适合与鸭翼或其他翼面配合增升
而在结构设计上,小展弦比飞翼优点多多,由于翼面弦长大,机翼弯距小,结构刚性好,有利于采用相对厚道较薄的外侧翼面,有利于减轻飞机的结构重量,同时在弹舱设计上,由于机身较长,可以采用沿机身纵向布置弹舱的方式,将弹舱沿发动机舱2侧布置 ,进一步避免了A-12沿翼展向布置弹舱带来的机翼结构问题!
可以看出,小展弦比飞翼相比大展弦比飞翼,具有优秀的超音速性能和更有利的结构设计和弹舱布置,但同时,小展弦比飞翼也有自身问题需要进一步改进
小展弦比飞翼的大后掠机身带来的问题之一便是升力系数小，升力斜线率低,不利于在航母较短的甲板起降. 为此,解决方法是在小展弦比飞翼后部重心位置,增加一对小后掠的机翼.
增加小后掠角的机翼一方面增大了飞翼的展弦比,改善了飞机的升力斜线率,另一方面可以利用大后掠机身拉出的高强度脱体涡,吹除主翼的附面层,同时与主翼涡合并,产生更强的增升涡,获得极大的增升效果,从而很好的改善了中小迎角下飞翼的升力特性,满足航母起降需求!
由于没有改变整个机身的后掠角,因此对于飞机波阻和零阻的增加有限!
飞翼机身带来的另一个主要问题就是翼载小,飞机低空稳定性不够,由于缺乏大迎角的偏航控制手段,飞翼大迎角机动有限,为此,可以采用增加一对V型外倾垂尾的方法来解决这个问题.
V型外倾垂尾配合主翼后缘的分裂式襟副翼,起到大迎角机动所需的偏航控制的需求! 同时,外倾垂尾也可以产生俯仰控制力矩对飞机配平,其俯仰控制力矩为垂尾在垂直向的投影面积.配平手段的增加进一步提高了飞翼的大迎角和机动性能.
虽然增加一对主翼和平尾,对飞翼的隐身性能有影响,但对飞机机动性能的提高是明显的,而增加部位可以通过优化设计，将对隐身的影响减少到最小.通过这些措施,即增加了飞机的超音速性能,又提高了飞机的机动性,对地对海攻击之外,也真正满足了自卫空战的需求,
从A-12的失败到F-117的退役可以看出,单纯的隐身攻击机任务弹性小,生存能力有限,不是未来隐身战斗攻击机的发展方向,而隐身性能较差的F35却可以发展壮大.说明隐身虽然重要,但不能荒废空战能力, 因此,未来的新一代隐身舰载机,必然是隐身与机动,攻击与空战平衡的结果,而在这种平衡的追求中,小展弦比飞翼以其独特的优点,配和创新的机翼设计,无疑是未来舰载战斗攻击机最优的选择!!
小展弦比飞翼的优点与小展弦比机翼类似,可以弥补大展弦比飞翼的不足.我国在小展弦比飞翼布局上，也进行了广泛的研究!
相比传统的大展弦比飞翼, 小展弦比飞翼同样具有气动效率高,内部容积大的特点,而更为有利的是,小展弦比飞翼的前缘后掠角较大,为60~70度后掠,因此,激波阻力小,飞机的跨,超音速性能好,可以解决A-12只能亚音速突防,而无法超音速空战的问题! 同时,小展弦比飞翼保留了翼载荷小的优点，只有相同尺寸飞机例如F-16的30%,因此,飞机敏捷性能好,瞬时盘旋角度高,垂直机动和跃升性能好.
其次,小展弦比飞翼机身后掠大,机身边条涡强度大,适合与鸭翼或其他翼面配合增升
而在结构设计上,小展弦比飞翼优点多多,由于翼面弦长大,机翼弯距小,结构刚性好,有利于采用相对厚道较薄的外侧翼面,有利于减轻飞机的结构重量,同时在弹舱设计上,由于机身较长,可以采用沿机身纵向布置弹舱的方式,将弹舱沿发动机舱2侧布置 ,进一步避免了A-12沿翼展向布置弹舱带来的机翼结构问题!
可以看出,小展弦比飞翼相比大展弦比飞翼,具有优秀的超音速性能和更有利的结构设计和弹舱布置,但同时,小展弦比飞翼也有自身问题需要进一步改进
小展弦比飞翼的大后掠机身带来的问题之一便是升力系数小，升力斜线率低,不利于在航母较短的甲板起降. 为此,解决方法是在小展弦比飞翼后部重心位置,增加一对小后掠的机翼.
增加小后掠角的机翼一方面增大了飞翼的展弦比,改善了飞机的升力斜线率,另一方面可以利用大后掠机身拉出的高强度脱体涡,吹除主翼的附面层,同时与主翼涡合并,产生更强的增升涡,获得极大的增升效果,从而很好的改善了中小迎角下飞翼的升力特性,满足航母起降需求!
由于没有改变整个机身的后掠角,因此对于飞机波阻和零阻的增加有限!
飞翼机身带来的另一个主要问题就是翼载小,飞机低空稳定性不够,由于缺乏大迎角的偏航控制手段,飞翼大迎角机动有限,为此,可以采用增加一对V型外倾垂尾的方法来解决这个问题.
V型外倾垂尾配合主翼后缘的分裂式襟副翼,起到大迎角机动所需的偏航控制的需求! 同时,外倾垂尾也可以产生俯仰控制力矩对飞机配平,其俯仰控制力矩为垂尾在垂直向的投影面积.配平手段的增加进一步提高了飞翼的大迎角和机动性能.
虽然增加一对主翼和平尾,对飞翼的隐身性能有影响,但对飞机机动性能的提高是明显的,而增加部位可以通过优化设计，将对隐身的影响减少到最小.通过这些措施,即增加了飞机的超音速性能,又提高了飞机的机动性,对地对海攻击之外,也真正满足了自卫空战的需求,
从A-12的失败到F-117的退役可以看出,单纯的隐身攻击机任务弹性小,生存能力有限,不是未来隐身战斗攻击机的发展方向,而隐身性能较差的F35却可以发展壮大.说明隐身虽然重要,但不能荒废空战能力, 因此,未来的新一代隐身舰载机,必然是隐身与机动,攻击与空战平衡的结果,而在这种平衡的追求中,小展弦比飞翼以其独特的优点,配和创新的机翼设计,无疑是未来舰载战斗攻击机最优的选择!!
以后真正的实现网络中心战后，对面飞机的主要任务就是高速前往某地，投下弹药，前往别处
这个翼型起飞速度要求比较高吧？
其实W翼型主要优势在于提高方向稳定性，对于B2这类无垂尾的飞机很重要，如果有全动尾翼就不用靠它了
其实W翼型主要优势在于提高方向稳定性，对于B2这类无垂尾的飞机很重要，如果有全动尾翼就不用靠它了
无人机的话丢个炸弹完了,有人机的话还要考虑空战性能,否则容易悲剧!
如果设计的好,攻击机也可以获得较好的空战能力，航母主力舰载机用一种飞机就可以了,类似F-18E/F!
无人机的话丢个炸弹完了,有人机的话还要考虑空战性能,否则容易悲剧!
如果设计的好,攻击机也可以获得较好的空战能力，航母主力舰载机用一种飞机就可以了,类似F-18E/F!
这帖子文章是标题党，图是YY
暗剑去掉鸭翼
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暗剑去掉鸭翼
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PLA 发表于 2011-1-30 23:44
发个不YY的!
发个不YY的!