沈飞中四雪號

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 03:25:51
在1980年代末,中国已开始了隐身机研究,对于技术,加工材料来说都是没有能力的,但是不妨碍我们的初步研究和实现梦想。

中国的思路在于:常规布局在现有的能力是无法与F22对抗的。对于境外进攻性积极防御战略下一代战机必须是重型远航程的低可探测机。

  中国的四代应具备:
1.隐身性能作战
2 超声速巡航性能,这些好理解,其中前文也提到了一部分。
  3 高机动能力和敏捷性作战需求。
在2007年体制内总结性的一篇论文这么说:“自从具有高机动性的全向攻击导弹出现之后,现代空战的形势发生了巨大变化。如AIM-9L,这种导弹具有"指向目标即发射"的先进性能,即使是对机动性很好的战斗机也构成极大威胁。全向攻击导弹将战斗机战术重点从以前的"占位机动性"转到了快速的"先敌瞄准-发射机动性"上。另外,当性能相当的战斗机群空战时,任何一方都来不及在有限的时间内在中距以外取得决定性战果,即使具有较大的空中优势,也不能保证现代远距和中距导弹就能充分有效。在这种空战形势之下,战斗机的"瞬时机动性"比"持续过载机动性"更为重要。(本人随便提一下:某种意义上说,歼10对Su27.,台风对SU30MKI的对抗结果正是该思路的体现)通过采用带矢量喷口的大推力发动机和应用飞机-发动机一体化设计,第四代战斗机拥有了超凡的机动能力和敏捷性。”这与国际研究不谋而合,美国就认为:随着导弹的发展,角度战术将越来越占据大的优势。
  4 . 综合化航电系统作战
  5 可靠性和维修性作战。
  601与611所,以及支撑他们的一大堆研究机构与厂商,在1990年代开始了艰难的道路。这需要无数从黑发人熬到白发人的心血。

  北方的四代是真实的吗?
  是的。但是它没有走上前台。


  2007年某位猛人在网上发布的图,被淹没在众多的YY图里,此人必有NB之处。
在几年前网上疯传一篇关于到沈飞参观调研的文章,这可能是外界得知中国4代存在的第一手信息。其中关于四代是这样说的:


“第二日下午我们与601所气动室、总体室、隐身室、无人机室、远景飞行器室等6个研究室的主任设计师进行了座谈,收益颇丰。 讨论的焦点主要集中在四代机的设计和后续发展考虑上,601四代机项目“雪鸮”采用三翼面的鸭式布局,视野宽阔,较三代机歼十一B低可探测性(隐身性能)更好,雷达波散射面RCS<0.3, 还具有超音速巡航和过失速机动等能力,携带有先进的任务系统, 能同时攻击多个目标, 由于四代机的研制使用成本高昂, 设计还必须考虑基于价格因素的后勤保障系统。

为何601所的四代机选用带鸭翼的三翼面布局?以及有何优势进行了激烈讨论,隐身对于四代机是一个必须考虑的因素,机身机翼在同一平面内隐身性能最佳,但601所验证结果是鸭翼前向小偏角对隐身性能的影响是可以接受的,因为飞机隐身需要考虑的因素有总体、航电、材料、雷达、发动机尾喷管等多种因素,美国四代机的七个选型中没有一个是鸭翼布局,甚至有美国军方的官员嘲讽说“鸭翼最好安装在敌人的飞机上”,这一论断是美国整个国家战略和作战模式决定。美国作战强调进攻性,要在全球之内保持其优势,进攻的策略要求更多地强调隐形,超视距攻击,作战采用编队方式进攻,为了隐身的需要只在空中进行有限几次雷达开机,远距锁定敌方就进行攻击,然后发动攻击的战斗机撤出,由紧跟的后续机队瞄准敌方攻击,这样敌机当受到第一次攻击时进行规避动作,将自身完全暴露在随后编队的飞机雷达面前,这种完整的作战体系主要以中远距进攻为主。而俄罗斯则倾向于防御的态势,这样可以通过别的手段来进行探测,如地面的雷达系统,或空中的预警网络来发现这个隐身飞机,这样隐身飞机一旦靠近或被发现后,隐身就没有用了,作战优势就要依靠高机动性来打。 这就说明隐身飞机对一般传统意义上雷达针对的频段来看,作用还是比较大的。然而现在的战争在初期已经脱离了平台对平台对抗的模式,而是整个体系的对抗,这样如果有比较完整的互相弥补的传感器系统,不仅仅是雷达系统来看的话,发现、定位甚至是攻击隐形飞机也是很有可能的。隐身飞机正前方的雷达反射面积比较小,可以达到0.01平米以下,但从俯视、斜视就不是这么小,将来的侦查和探测手段可以不完全从正前方,不过目前应该说隐身飞机还是很难对付的。

研发新战斗机的一个核心问题是取决于国家以及军队的战略,还要根据国力并与国家的利益相适应,这样才考虑配套什么样的空军装备,采用何种作战体系,最后601飞机研究所才能根据自身的条件制定其发展战略。采用鸭式三翼面布局也是基于我国目前的国情和研究水平进行的折衷考虑,因为我国还无法像美国一样去领导世界的航空技术发展,也不同于它全球打击的进攻性战略,我军的作战策略是“攻防兼备”,所以不能盲目跟从美国的军事发展,鸭翼与主翼进行恰当的配置后,对主翼能产生有力的干扰,形成附加的涡升力,尤其进行机动动作时优点更加突出,鸭式驱动的布局总体上是很好的布局,尤其是配以电传飞控系统就更能发挥它的优势,另外鸭式气动布局和矢量发动机配合的更好。我国的军事战略伙伴是俄罗斯,我航空工业基本上依靠俄的技术发展起来,美国的材料、电子信息技术特别是微电子、制导、隐身等拥有优势,而俄罗斯在空气动力学和发动机上有它的优势,所以选择这种布局也有利于在高新技术上与俄开展合作。目前隐身技术已经研究了多年,但至今没有发展一个型号来验证这些技术,关键技术的成熟度很低是目前我们发展型号的瓶颈。美军已经退役的F117战机集合了美国开发的各项隐身技术,其四代机F22也是作为它各种先进技术的一个综合平台,由于费效比问题,后又开发了“高低搭配”的F-35,所以如果考虑飞机装备部队的经济性则应该研制落实现有技术的产品。有美国研究机构研究证明:在大离轴角发射和头盔瞄准条件下机动性的意义不大。不过这是基于作战体系完备和进攻的情况下,而战斗后期体系遭到破坏或防御时,近距格斗能力则变得十分重要。

我国是一个幅员辽阔的国家,国土防御的任务重大,依靠购买发展先进的飞机是不可能的,首先是国外尤其美国对我们限制很严,另外财政上花费很多,而且还会损害我国航空科研力量的发展。尽管我国经济和科技创新能力不是世界第一流的,自己的研发形成自己的自主知识产权,这样我们才可能研发出真正先进的战机,这也是我国国防能独立自主的唯一出路。但是决不能否定引进,如果完全是闭门造车则水平会更差,与国外的差距就越大,也就说不能完全依靠引进来扼杀自身的创新能力,我们作为后发型工业化国家,我航空高科技行业需要的众多关键技术世界上许多国家已经突破或成熟了,所以要通过技术合作与市场化来吸收和引进先进的技术和经验,借此来培养我国航空工业自己的研发创新力量。”

  该文章是由兄弟工程单位人员编写的,当然其中的观点有一些可能并不符合中国空军实际研究的情况,有些需要我们商榷和讨论的地方,比如说美国的战术是一波攻击后脱离的远距离战法过于书面化,实际空战要复杂多变的多。但我们不必纠缠于此。

  601所项目始终没有公开,所有的细节保密,但是三翼面是他们的初期研究方向。沈飞显然在1990年代受到了俄国的影响。在1990年代,俄国先后公开了三翼面的SU35,SU37与SU30MKI,SU47。严格意义上说,SU35,SU37与SU30MKI的同Su33一样,前鸭翼提供了涡升力----但是由于不符合鸭式机主翼与前翼布局,脱体涡耦合作用很小,一般认为是为了弥补无源相控阵雷达的沉重重量。对于下一代战机,沈飞是有着自己的考虑的:三翼面战机对比常规布局和鸭式布局都有好处。对于常规布局来说,没有强力发动机很难达到F22的指标。鸭式布局前鸭翼涡对于发动机与大迎角飞行控制都有好处,但是近距和远距耦合鸭式布局对于配平和涡升力平衡不好解决,难以兼备各空域速度与机动的理想效果。

  沈飞中意的三翼面飞机在飞行中可以在前鸭翼和平尾同时动作更好地兼顾于涡升力与配平的平衡,还可以让主翼与平尾面积缩小。同时具备理论上更加完美的超机动特性。当然,越美丽的花园越需要清除杂草。


(题外话2:印度的Su30MKI是第一种矢量推力系统战机,同时也是三翼面飞机,但在相对于Su27上气动已经弱化的双座苏27UB上增加了鸭翼控制与配平重量,以及无源相控阵雷达重量,推力矢量喷管死重。重量大大增加,亚音速盘旋性能改进不大。另外,Su30MKI的前翼固然增加涡升力,但是SU30的主翼与前翼布置不符合鸭式机强烈耦合布局,不能拉出强有力的脱离涡耦合,难以大幅提高涡升力---许多人据此认为Su30MKI Su33,su35,su34包括T50都是假三翼面,可以说有道理。加上双座,死重,爬升力反而下降,推力矢量对爬升的有益作用很小,对瞬间角度影响大。

  尽管由于Su30MKI增加了鸭翼和推矢造成的设计敏捷性能,但是由于机体设计早已固定,原有的跨音速与超音速性能特点仍在,滚转能力一直是SU27系列的弱势,推力矢量喷管和前翼只是部分改善了纵向与横向机头指向性和敏捷度,跨音速与超音速阻力反而增加,爬升性能改进不理想,反而有下降的趋势,而滚转性能和瞬间指向能力难以发挥。

  从机动角度上说,Su30MKI在SU27UB双座上改进也许是个严重错误,对比Su30MKK综合气动有部分上升,但对比Su27的综合气动反而有所下降,俄国从不想装备Su30MKI,单座新SU35BM就是明证,中国也从不想把SU30作为超机动全能机,而立足于利用复合材料和电子化减重,增加机体强度,增加推力来提高综合气动能力---单座歼11B,某种意义上与老毛不谋而合。

Su30MKI到现在也不能说技术稳定,但是印度决非傻瓜,Su30MKI加强了信息搜索与指挥交联能力,推矢对大迎角性能有所提升,双座的负担分配满足他们的需要:对于从下向上进入中国西藏高原与克什米尔高原来说,双座战机飞行员可以减少对复杂地形的负担,同时沉重的无源相控阵雷达可以加强对复杂地形的分辨率,在高原采用的更多是掠袭战术。而中国的SU30MKK主要针对东面的糟糕形式,属于快速达到威慑力。在青藏高原上,中国战机面对的是稀薄的空气,对于起飞时重量和推比有更高的要求,不可能采用SU30MKI的形式,同时,由于高原地形居高临下,中国中远程雷达探测系统具有天然的优势,印度战机一起飞即可跟踪探测,足以承担Su27,J8-2,歼10的引导指挥任务。近年来,中印双方都开始加大对边境的战备投入,2008年台海缓和后,中国在此开始投入的资源和兵力远大于印度,印度近年的高调增兵很大部分出于对此的忧虑,只不过中国一直习惯只做不说罢了。印度占领中国藏南一部分,中国同样占领了印度克什米尔高原一部分,藏南处于平原,土地肥沃,人口较多,但是在攻守与探测的军事意义上,难以比之后者。

三翼面搞不好,沈飞下一代三翼面战机也容易发生一样的悲剧,不过由于上舰需要,歼15采用与SU33一样的基本设计。

Su30MKI在对F15C,以及台风的对抗中表现表明了Su30MKI的优势性能依然在SU27一直良好的亚音速盘旋,在2008红旗演习盲目利用推力矢量比垂直机动性,被F15C“钻出脑浆”。在对抗台风时也曾吹的天花乱坠,但是英国空军的总结是:“台风的敏捷性远在Su30MKI之上,但是Su30MKI的稳盘和亚音速能力很强,在对抗中,台风总是先敌取得攻击机会,但如果对抗继续进行,Su30MKI会有越来越多的机会。”同样,中国空军歼10在对抗su27也发现,歼10总是能够利用跨音速与超音速优势,敏捷性,瞬盘和滚转优势先“击落”Su27,形式不利时可以利用不亚于后者的爬升能力结合更强的敏捷滚转能力脱离,重新占据良好攻击位置。只要不在对抗中跟着对方节奏走,将速度盲目降下来玩稳定盘旋,胜利者基本都是歼10.当然,到歼11A时,对手拥有了同歼10一样的良好雷达电子设备感知能力,就可以用多种战术“磨”到胜利---只要机动不差到太大。以色列空军幻影5比幻影3机动差一些,但是航程远,结果拥有交战的选择主动权,反而最后是胜者。相比之下,体积巨大的SU27像二战日本的零战机;小体积,推比相对小的歼10战术倒像德国的Fw190战机,利用瞬盘或滚转优势---但是这个“零战”有巨大的多用途,挂载,航程优势,也实在让中国空军爱不释手。

英国空军对SU30MKI的推力矢量和无源相控阵雷达很感兴趣,但只限于印象深刻,它们并没有为Su30MKI取得什么彻底优势。同理,美国空军人员也认为,Su30MKI与F22相比,仅仅是推力矢量和相控阵雷达“看上去相似”而已,如果想取得一架下一代战机,那就不能只在三代机体上用花哨的东西修修补补。印度,马来西亚等国SU30MKI倒并非完全是受了俄国忽悠,而是他们想用双座型来达到加强指挥,空中优势,对地能力都能优秀,想用推矢和三翼面补足双座型的气动不足罢了,不过该思路并不适合中俄,中俄有大量的战机各分其职,攻击的攻击,空战的空战)
相比成飞的想法,沈飞的野心也很大,但是他们并不是盲目的,沈飞的意图有其精明的一面,4代机项目是一个浩大冒险的工程,很难说以后国家和军队会怎么想,他们一定会是谨慎的。沈飞无疑想拉俄罗斯成为技术上的平等伙伴。

不过沈飞也肯定意识到:三翼面战机具有理论上更完美的性能,但实际前景不太乐观:

  1 三翼面对于RCS的增加处理要比常规布局和鸭式布局更复杂。
  2 三翼面布局灵敏性依靠更加复杂的电控系统。
3 三翼面布局理论上是依靠涡流和配平达到完美的性能,但是在实际研发中,由于比常规布局增加了一对前翼及其翻转控制系统,这就必然对重量产生影响,虽然可以精心设计小面积主翼来弥补,但是对于阻力和推重比都是负面的,而且前翼和翻转机构的存在相比单纯的常规布局和鸭式布局更进一步恶化了内部空间。


俄国空军对这些问题早心里有数,实际最后也没有完全采用三翼面,俄罗斯T50的全动边条很大程度上是对前翼和边条的折中,保留了一些涡流升力作用同时弱化了配平作用。由于全动边条造成的涡流在机身上干扰太多,造成配平能力不佳。T50仍利用机动襟翼和平尾,推力矢量来作为纵向扭矩控制面。


据公开消息,沈飞对三翼面也顾虑重重,存在几个改进的方案,主要利用类似由F18开始发展的边条涡流作为主要方向。

歼13,80年代对于边条的努力,网友彩虹熊所画,无论边条还是鸭翼,中国都有30年以上的潜心研究。

其中可以举一个网上公开的方案消息,不证实真假,仅供参考:

“601的某预研的大型四代(5代)多用途、隐身、常规布局,预研进度也很深入的了,只是还不到出原型机的阶段,由于既没样机也没原型机,所以仅从风洞缩比模型简单讲一下。

601的某预研大5的先进机翼边条的边条前段有一个小的正偏角,先进机翼边条的边条中段有锥扭转,先进机翼边条的边条后段无正偏角无锥扭转

1、先进机翼边条的边条前段有一个小的正偏角:

  优点:
在小攻角时,既可产生的脱体涡,为主翼提供涡升力。在大攻角时,既可产生的强脱体涡在主翼上表面诱导吸力且抑制主翼前部的气流分离。

缺点:
a)该边条涡在主翼后半部的上表面可诱导上洗,使主翼的前缘襟翼的主涡在机翼的后半部升起,使主翼后半部上表面的诱导吸力下降,导致主翼后半部的涡升力降低。

b)该边条涡诱导的上洗使三角翼的主涡在机翼的后半部升起,且该边条涡和三角翼的主涡在垂尾的前部破裂,诱发垂尾抖振,降低垂尾的方向安定性,对垂尾蒙皮有破坏作用。


  2、先进机翼边条的边条中段有锥扭转:
锥扭转使得边条中段的锐前缘向下扭转,机翼边条的边条中段的锥扭转使该段的脱体涡减弱。

边条中段的锐前缘向下扭转,减小了大迎角下的滚转力矩,抑制三角翼的主涡在机翼的后半部升起,保持主翼后半部的涡升力,推迟三角翼前缘涡的不对称破裂从而达到抑制机翼摇滚现象发生。

3、先进机翼边条的边条后段无正偏角无锥扭转:


先进机翼边条的边条涡被该机翼边条的中段锥扭转分成了独立的前段边条涡和后段边条涡。


由于机翼边条的前段有正偏角,机翼边条的后段无正偏角,因此前段边条涡的涡强度大于后段边条涡的涡强度。

前段边条涡和后段边条涡这两个同步旋转的涡在各自的范围内以螺旋形式运动,在机翼的后半部与三角翼前缘涡合并在一起形成一个更大的涡。涡合并增加了最后形成的合并涡的轴向动量,合并涡的能量扩散到更大的范围且合并涡的破裂位置得到更大的延迟,在垂尾之后才发生涡核的破裂,不会冲击垂尾翼面而引起严重振动。

目前可知601的某预研的大型四代(5代)是陆基系空军型的大型战斗轰炸机,但其设计初始就为上航妈预留了设计裕量,且具有容纳大型飞弹的内弹仓。

计算模拟分析,601的某预研的大型四代(5代)具有优秀的超大迎角过失速机动能力的潜质。”

沈飞在4代机上研究耗费了大量的心血,同成飞一样,都是在外形上满足低可探测标准,气动界面上不断挖掘潜力弥补常规布局的不足,在意识到三翼面布局不能让空军满意后,沈飞在先进边条战斗机上寄予更大的希望。

2011年初网上想象图
不管如何,沈飞也是值得尊敬的。在与611的竞争中,沈飞的三翼面与先进边条的两个想法无疑会给军方留下不错的印象,据称沈飞提出了大量的论断,阐明了鸭翼战机对于隐身处理的复杂(三翼面更复杂),涡流和配平的矛盾,阐明三翼面的好处。不过可能在军方看来:沈飞方案做的很细,研究力度大,但是都并没有绝对把握,与俄国结成伙伴关系一起研究的意图也令雪號项目存在政治上的变数。

相比之下,611的升力体边条鸭的布局风险也很大,但是611在研制鸭式布局中进行近乎30多年的探索,并在工程上把它变为现实。成飞在研究歼10项目中的突破难关的一往无前的气质让人印象深刻,歼10是一个跨越,而新4代更需要一个跨越,歼10和FC1的成功大大加强了成飞的自信,据称成飞在竞争中立下军令状。这种自信一定成为压倒沈飞的最后一根稻草。

在公开的文章中,设计总师李天遗憾地称沈飞4代在各方面达到甚至超越了军方标准。依然失败了。

几年前,“雪號”在军方竞争中失败,停留在纸面上,但是沈飞的努力还在继续,“雪號”,这只北国冰原之鹰真的输了吗?时间可以检验一切。也许威龙和雪號的小弟弟都能够笑到最后。在1980年代末,中国已开始了隐身机研究,对于技术,加工材料来说都是没有能力的,但是不妨碍我们的初步研究和实现梦想。

中国的思路在于:常规布局在现有的能力是无法与F22对抗的。对于境外进攻性积极防御战略下一代战机必须是重型远航程的低可探测机。

  中国的四代应具备:
1.隐身性能作战
2 超声速巡航性能,这些好理解,其中前文也提到了一部分。
  3 高机动能力和敏捷性作战需求。
在2007年体制内总结性的一篇论文这么说:“自从具有高机动性的全向攻击导弹出现之后,现代空战的形势发生了巨大变化。如AIM-9L,这种导弹具有"指向目标即发射"的先进性能,即使是对机动性很好的战斗机也构成极大威胁。全向攻击导弹将战斗机战术重点从以前的"占位机动性"转到了快速的"先敌瞄准-发射机动性"上。另外,当性能相当的战斗机群空战时,任何一方都来不及在有限的时间内在中距以外取得决定性战果,即使具有较大的空中优势,也不能保证现代远距和中距导弹就能充分有效。在这种空战形势之下,战斗机的"瞬时机动性"比"持续过载机动性"更为重要。(本人随便提一下:某种意义上说,歼10对Su27.,台风对SU30MKI的对抗结果正是该思路的体现)通过采用带矢量喷口的大推力发动机和应用飞机-发动机一体化设计,第四代战斗机拥有了超凡的机动能力和敏捷性。”这与国际研究不谋而合,美国就认为:随着导弹的发展,角度战术将越来越占据大的优势。
  4 . 综合化航电系统作战
  5 可靠性和维修性作战。
  601与611所,以及支撑他们的一大堆研究机构与厂商,在1990年代开始了艰难的道路。这需要无数从黑发人熬到白发人的心血。

  北方的四代是真实的吗?
  是的。但是它没有走上前台。


  2007年某位猛人在网上发布的图,被淹没在众多的YY图里,此人必有NB之处。
在几年前网上疯传一篇关于到沈飞参观调研的文章,这可能是外界得知中国4代存在的第一手信息。其中关于四代是这样说的:


“第二日下午我们与601所气动室、总体室、隐身室、无人机室、远景飞行器室等6个研究室的主任设计师进行了座谈,收益颇丰。 讨论的焦点主要集中在四代机的设计和后续发展考虑上,601四代机项目“雪鸮”采用三翼面的鸭式布局,视野宽阔,较三代机歼十一B低可探测性(隐身性能)更好,雷达波散射面RCS<0.3, 还具有超音速巡航和过失速机动等能力,携带有先进的任务系统, 能同时攻击多个目标, 由于四代机的研制使用成本高昂, 设计还必须考虑基于价格因素的后勤保障系统。

为何601所的四代机选用带鸭翼的三翼面布局?以及有何优势进行了激烈讨论,隐身对于四代机是一个必须考虑的因素,机身机翼在同一平面内隐身性能最佳,但601所验证结果是鸭翼前向小偏角对隐身性能的影响是可以接受的,因为飞机隐身需要考虑的因素有总体、航电、材料、雷达、发动机尾喷管等多种因素,美国四代机的七个选型中没有一个是鸭翼布局,甚至有美国军方的官员嘲讽说“鸭翼最好安装在敌人的飞机上”,这一论断是美国整个国家战略和作战模式决定。美国作战强调进攻性,要在全球之内保持其优势,进攻的策略要求更多地强调隐形,超视距攻击,作战采用编队方式进攻,为了隐身的需要只在空中进行有限几次雷达开机,远距锁定敌方就进行攻击,然后发动攻击的战斗机撤出,由紧跟的后续机队瞄准敌方攻击,这样敌机当受到第一次攻击时进行规避动作,将自身完全暴露在随后编队的飞机雷达面前,这种完整的作战体系主要以中远距进攻为主。而俄罗斯则倾向于防御的态势,这样可以通过别的手段来进行探测,如地面的雷达系统,或空中的预警网络来发现这个隐身飞机,这样隐身飞机一旦靠近或被发现后,隐身就没有用了,作战优势就要依靠高机动性来打。 这就说明隐身飞机对一般传统意义上雷达针对的频段来看,作用还是比较大的。然而现在的战争在初期已经脱离了平台对平台对抗的模式,而是整个体系的对抗,这样如果有比较完整的互相弥补的传感器系统,不仅仅是雷达系统来看的话,发现、定位甚至是攻击隐形飞机也是很有可能的。隐身飞机正前方的雷达反射面积比较小,可以达到0.01平米以下,但从俯视、斜视就不是这么小,将来的侦查和探测手段可以不完全从正前方,不过目前应该说隐身飞机还是很难对付的。

研发新战斗机的一个核心问题是取决于国家以及军队的战略,还要根据国力并与国家的利益相适应,这样才考虑配套什么样的空军装备,采用何种作战体系,最后601飞机研究所才能根据自身的条件制定其发展战略。采用鸭式三翼面布局也是基于我国目前的国情和研究水平进行的折衷考虑,因为我国还无法像美国一样去领导世界的航空技术发展,也不同于它全球打击的进攻性战略,我军的作战策略是“攻防兼备”,所以不能盲目跟从美国的军事发展,鸭翼与主翼进行恰当的配置后,对主翼能产生有力的干扰,形成附加的涡升力,尤其进行机动动作时优点更加突出,鸭式驱动的布局总体上是很好的布局,尤其是配以电传飞控系统就更能发挥它的优势,另外鸭式气动布局和矢量发动机配合的更好。我国的军事战略伙伴是俄罗斯,我航空工业基本上依靠俄的技术发展起来,美国的材料、电子信息技术特别是微电子、制导、隐身等拥有优势,而俄罗斯在空气动力学和发动机上有它的优势,所以选择这种布局也有利于在高新技术上与俄开展合作。目前隐身技术已经研究了多年,但至今没有发展一个型号来验证这些技术,关键技术的成熟度很低是目前我们发展型号的瓶颈。美军已经退役的F117战机集合了美国开发的各项隐身技术,其四代机F22也是作为它各种先进技术的一个综合平台,由于费效比问题,后又开发了“高低搭配”的F-35,所以如果考虑飞机装备部队的经济性则应该研制落实现有技术的产品。有美国研究机构研究证明:在大离轴角发射和头盔瞄准条件下机动性的意义不大。不过这是基于作战体系完备和进攻的情况下,而战斗后期体系遭到破坏或防御时,近距格斗能力则变得十分重要。

我国是一个幅员辽阔的国家,国土防御的任务重大,依靠购买发展先进的飞机是不可能的,首先是国外尤其美国对我们限制很严,另外财政上花费很多,而且还会损害我国航空科研力量的发展。尽管我国经济和科技创新能力不是世界第一流的,自己的研发形成自己的自主知识产权,这样我们才可能研发出真正先进的战机,这也是我国国防能独立自主的唯一出路。但是决不能否定引进,如果完全是闭门造车则水平会更差,与国外的差距就越大,也就说不能完全依靠引进来扼杀自身的创新能力,我们作为后发型工业化国家,我航空高科技行业需要的众多关键技术世界上许多国家已经突破或成熟了,所以要通过技术合作与市场化来吸收和引进先进的技术和经验,借此来培养我国航空工业自己的研发创新力量。”

  该文章是由兄弟工程单位人员编写的,当然其中的观点有一些可能并不符合中国空军实际研究的情况,有些需要我们商榷和讨论的地方,比如说美国的战术是一波攻击后脱离的远距离战法过于书面化,实际空战要复杂多变的多。但我们不必纠缠于此。

  601所项目始终没有公开,所有的细节保密,但是三翼面是他们的初期研究方向。沈飞显然在1990年代受到了俄国的影响。在1990年代,俄国先后公开了三翼面的SU35,SU37与SU30MKI,SU47。严格意义上说,SU35,SU37与SU30MKI的同Su33一样,前鸭翼提供了涡升力----但是由于不符合鸭式机主翼与前翼布局,脱体涡耦合作用很小,一般认为是为了弥补无源相控阵雷达的沉重重量。对于下一代战机,沈飞是有着自己的考虑的:三翼面战机对比常规布局和鸭式布局都有好处。对于常规布局来说,没有强力发动机很难达到F22的指标。鸭式布局前鸭翼涡对于发动机与大迎角飞行控制都有好处,但是近距和远距耦合鸭式布局对于配平和涡升力平衡不好解决,难以兼备各空域速度与机动的理想效果。

  沈飞中意的三翼面飞机在飞行中可以在前鸭翼和平尾同时动作更好地兼顾于涡升力与配平的平衡,还可以让主翼与平尾面积缩小。同时具备理论上更加完美的超机动特性。当然,越美丽的花园越需要清除杂草。


(题外话2:印度的Su30MKI是第一种矢量推力系统战机,同时也是三翼面飞机,但在相对于Su27上气动已经弱化的双座苏27UB上增加了鸭翼控制与配平重量,以及无源相控阵雷达重量,推力矢量喷管死重。重量大大增加,亚音速盘旋性能改进不大。另外,Su30MKI的前翼固然增加涡升力,但是SU30的主翼与前翼布置不符合鸭式机强烈耦合布局,不能拉出强有力的脱离涡耦合,难以大幅提高涡升力---许多人据此认为Su30MKI Su33,su35,su34包括T50都是假三翼面,可以说有道理。加上双座,死重,爬升力反而下降,推力矢量对爬升的有益作用很小,对瞬间角度影响大。

  尽管由于Su30MKI增加了鸭翼和推矢造成的设计敏捷性能,但是由于机体设计早已固定,原有的跨音速与超音速性能特点仍在,滚转能力一直是SU27系列的弱势,推力矢量喷管和前翼只是部分改善了纵向与横向机头指向性和敏捷度,跨音速与超音速阻力反而增加,爬升性能改进不理想,反而有下降的趋势,而滚转性能和瞬间指向能力难以发挥。

  从机动角度上说,Su30MKI在SU27UB双座上改进也许是个严重错误,对比Su30MKK综合气动有部分上升,但对比Su27的综合气动反而有所下降,俄国从不想装备Su30MKI,单座新SU35BM就是明证,中国也从不想把SU30作为超机动全能机,而立足于利用复合材料和电子化减重,增加机体强度,增加推力来提高综合气动能力---单座歼11B,某种意义上与老毛不谋而合。

Su30MKI到现在也不能说技术稳定,但是印度决非傻瓜,Su30MKI加强了信息搜索与指挥交联能力,推矢对大迎角性能有所提升,双座的负担分配满足他们的需要:对于从下向上进入中国西藏高原与克什米尔高原来说,双座战机飞行员可以减少对复杂地形的负担,同时沉重的无源相控阵雷达可以加强对复杂地形的分辨率,在高原采用的更多是掠袭战术。而中国的SU30MKK主要针对东面的糟糕形式,属于快速达到威慑力。在青藏高原上,中国战机面对的是稀薄的空气,对于起飞时重量和推比有更高的要求,不可能采用SU30MKI的形式,同时,由于高原地形居高临下,中国中远程雷达探测系统具有天然的优势,印度战机一起飞即可跟踪探测,足以承担Su27,J8-2,歼10的引导指挥任务。近年来,中印双方都开始加大对边境的战备投入,2008年台海缓和后,中国在此开始投入的资源和兵力远大于印度,印度近年的高调增兵很大部分出于对此的忧虑,只不过中国一直习惯只做不说罢了。印度占领中国藏南一部分,中国同样占领了印度克什米尔高原一部分,藏南处于平原,土地肥沃,人口较多,但是在攻守与探测的军事意义上,难以比之后者。

三翼面搞不好,沈飞下一代三翼面战机也容易发生一样的悲剧,不过由于上舰需要,歼15采用与SU33一样的基本设计。

Su30MKI在对F15C,以及台风的对抗中表现表明了Su30MKI的优势性能依然在SU27一直良好的亚音速盘旋,在2008红旗演习盲目利用推力矢量比垂直机动性,被F15C“钻出脑浆”。在对抗台风时也曾吹的天花乱坠,但是英国空军的总结是:“台风的敏捷性远在Su30MKI之上,但是Su30MKI的稳盘和亚音速能力很强,在对抗中,台风总是先敌取得攻击机会,但如果对抗继续进行,Su30MKI会有越来越多的机会。”同样,中国空军歼10在对抗su27也发现,歼10总是能够利用跨音速与超音速优势,敏捷性,瞬盘和滚转优势先“击落”Su27,形式不利时可以利用不亚于后者的爬升能力结合更强的敏捷滚转能力脱离,重新占据良好攻击位置。只要不在对抗中跟着对方节奏走,将速度盲目降下来玩稳定盘旋,胜利者基本都是歼10.当然,到歼11A时,对手拥有了同歼10一样的良好雷达电子设备感知能力,就可以用多种战术“磨”到胜利---只要机动不差到太大。以色列空军幻影5比幻影3机动差一些,但是航程远,结果拥有交战的选择主动权,反而最后是胜者。相比之下,体积巨大的SU27像二战日本的零战机;小体积,推比相对小的歼10战术倒像德国的Fw190战机,利用瞬盘或滚转优势---但是这个“零战”有巨大的多用途,挂载,航程优势,也实在让中国空军爱不释手。

英国空军对SU30MKI的推力矢量和无源相控阵雷达很感兴趣,但只限于印象深刻,它们并没有为Su30MKI取得什么彻底优势。同理,美国空军人员也认为,Su30MKI与F22相比,仅仅是推力矢量和相控阵雷达“看上去相似”而已,如果想取得一架下一代战机,那就不能只在三代机体上用花哨的东西修修补补。印度,马来西亚等国SU30MKI倒并非完全是受了俄国忽悠,而是他们想用双座型来达到加强指挥,空中优势,对地能力都能优秀,想用推矢和三翼面补足双座型的气动不足罢了,不过该思路并不适合中俄,中俄有大量的战机各分其职,攻击的攻击,空战的空战)
相比成飞的想法,沈飞的野心也很大,但是他们并不是盲目的,沈飞的意图有其精明的一面,4代机项目是一个浩大冒险的工程,很难说以后国家和军队会怎么想,他们一定会是谨慎的。沈飞无疑想拉俄罗斯成为技术上的平等伙伴。

不过沈飞也肯定意识到:三翼面战机具有理论上更完美的性能,但实际前景不太乐观:

  1 三翼面对于RCS的增加处理要比常规布局和鸭式布局更复杂。
  2 三翼面布局灵敏性依靠更加复杂的电控系统。
3 三翼面布局理论上是依靠涡流和配平达到完美的性能,但是在实际研发中,由于比常规布局增加了一对前翼及其翻转控制系统,这就必然对重量产生影响,虽然可以精心设计小面积主翼来弥补,但是对于阻力和推重比都是负面的,而且前翼和翻转机构的存在相比单纯的常规布局和鸭式布局更进一步恶化了内部空间。


俄国空军对这些问题早心里有数,实际最后也没有完全采用三翼面,俄罗斯T50的全动边条很大程度上是对前翼和边条的折中,保留了一些涡流升力作用同时弱化了配平作用。由于全动边条造成的涡流在机身上干扰太多,造成配平能力不佳。T50仍利用机动襟翼和平尾,推力矢量来作为纵向扭矩控制面。


据公开消息,沈飞对三翼面也顾虑重重,存在几个改进的方案,主要利用类似由F18开始发展的边条涡流作为主要方向。

歼13,80年代对于边条的努力,网友彩虹熊所画,无论边条还是鸭翼,中国都有30年以上的潜心研究。

其中可以举一个网上公开的方案消息,不证实真假,仅供参考:

“601的某预研的大型四代(5代)多用途、隐身、常规布局,预研进度也很深入的了,只是还不到出原型机的阶段,由于既没样机也没原型机,所以仅从风洞缩比模型简单讲一下。

601的某预研大5的先进机翼边条的边条前段有一个小的正偏角,先进机翼边条的边条中段有锥扭转,先进机翼边条的边条后段无正偏角无锥扭转

1、先进机翼边条的边条前段有一个小的正偏角:

  优点:
在小攻角时,既可产生的脱体涡,为主翼提供涡升力。在大攻角时,既可产生的强脱体涡在主翼上表面诱导吸力且抑制主翼前部的气流分离。

缺点:
a)该边条涡在主翼后半部的上表面可诱导上洗,使主翼的前缘襟翼的主涡在机翼的后半部升起,使主翼后半部上表面的诱导吸力下降,导致主翼后半部的涡升力降低。

b)该边条涡诱导的上洗使三角翼的主涡在机翼的后半部升起,且该边条涡和三角翼的主涡在垂尾的前部破裂,诱发垂尾抖振,降低垂尾的方向安定性,对垂尾蒙皮有破坏作用。


  2、先进机翼边条的边条中段有锥扭转:
锥扭转使得边条中段的锐前缘向下扭转,机翼边条的边条中段的锥扭转使该段的脱体涡减弱。

边条中段的锐前缘向下扭转,减小了大迎角下的滚转力矩,抑制三角翼的主涡在机翼的后半部升起,保持主翼后半部的涡升力,推迟三角翼前缘涡的不对称破裂从而达到抑制机翼摇滚现象发生。

3、先进机翼边条的边条后段无正偏角无锥扭转:


先进机翼边条的边条涡被该机翼边条的中段锥扭转分成了独立的前段边条涡和后段边条涡。


由于机翼边条的前段有正偏角,机翼边条的后段无正偏角,因此前段边条涡的涡强度大于后段边条涡的涡强度。

前段边条涡和后段边条涡这两个同步旋转的涡在各自的范围内以螺旋形式运动,在机翼的后半部与三角翼前缘涡合并在一起形成一个更大的涡。涡合并增加了最后形成的合并涡的轴向动量,合并涡的能量扩散到更大的范围且合并涡的破裂位置得到更大的延迟,在垂尾之后才发生涡核的破裂,不会冲击垂尾翼面而引起严重振动。

目前可知601的某预研的大型四代(5代)是陆基系空军型的大型战斗轰炸机,但其设计初始就为上航妈预留了设计裕量,且具有容纳大型飞弹的内弹仓。

计算模拟分析,601的某预研的大型四代(5代)具有优秀的超大迎角过失速机动能力的潜质。”

沈飞在4代机上研究耗费了大量的心血,同成飞一样,都是在外形上满足低可探测标准,气动界面上不断挖掘潜力弥补常规布局的不足,在意识到三翼面布局不能让空军满意后,沈飞在先进边条战斗机上寄予更大的希望。

2011年初网上想象图
不管如何,沈飞也是值得尊敬的。在与611的竞争中,沈飞的三翼面与先进边条的两个想法无疑会给军方留下不错的印象,据称沈飞提出了大量的论断,阐明了鸭翼战机对于隐身处理的复杂(三翼面更复杂),涡流和配平的矛盾,阐明三翼面的好处。不过可能在军方看来:沈飞方案做的很细,研究力度大,但是都并没有绝对把握,与俄国结成伙伴关系一起研究的意图也令雪號项目存在政治上的变数。

相比之下,611的升力体边条鸭的布局风险也很大,但是611在研制鸭式布局中进行近乎30多年的探索,并在工程上把它变为现实。成飞在研究歼10项目中的突破难关的一往无前的气质让人印象深刻,歼10是一个跨越,而新4代更需要一个跨越,歼10和FC1的成功大大加强了成飞的自信,据称成飞在竞争中立下军令状。这种自信一定成为压倒沈飞的最后一根稻草。

在公开的文章中,设计总师李天遗憾地称沈飞4代在各方面达到甚至超越了军方标准。依然失败了。

几年前,“雪號”在军方竞争中失败,停留在纸面上,但是沈飞的努力还在继续,“雪號”,这只北国冰原之鹰真的输了吗?时间可以检验一切。也许威龙和雪號的小弟弟都能够笑到最后。
在第三代战机中,无论是F18为代表的大边条,还是Jas39为先驱的鸭式飞机,它们都以涡流增升为任务,最大升力系数为1.6左右,中国的威龙与雪號,都是以突破这个指标为目标。追求升力的最大化。他们都瞄准了鸭翼,但是要做到这一点,必须服从整体隐身,超巡的要求。

在第二代战机中,追求超音速特性使主翼设计,机身面积率等等使飞机设计服从于超音速升阻比特性,三角翼和细长机身是该代战机的特性,但是较高的翼载荷,亚音速与跨音速升阻比不良---不仅亚音速性能不佳,航程也上不去,以及大后掠机翼过于稳定,落后的操控使战机如同笨拙之鸭。


美国人开始发展的第三代战机,主要着眼点在于亚音速与跨音速升阻比提升,而弱化一直追求的超音速性能。

一架战机,在接近音速时,阻力会越来越大,但是在超越音障后,反而会有越来越小的趋势,尽管如此,在超巡问世之前,战机开加力超音速是极其耗油的,不可能保持太长时间,尽管已经有了超巡,根据研究和计算,亚音速和超越音速阶段的升阻比主要决定了战机的航程,直到今天依然如此。

  美国人放宽了亚音速与跨音速升阻比,采用中等后掠角和中等展弦比大面积低翼载荷主翼,同时利用早期技术放宽纵向静稳定度,同时采用机翼变弯与机翼弯扭技术(就是前缘襟翼等),配合强力推比8一级发动机发展出F15,后来用大边条脱体涡技术发展出内秀先进的F18。而苏联的苏27,米格29基本思路与F16一样,属于窄边条技术配合优良气动思路,属于F18之前的思路。

米格29,苏27采用了窄边条思路,米格29为了整理涡流,加强横向偏航能力,在边条下设置几片小胡子式的导流片。

(题外话1:SU27,米格29还利用双发之间的“隧道”产生升力体配合涡流---直到T50依然是此思路,但是凡事都有另一面,由于双发间距过大产生了过大阻力,同时,当时苏联设计理念及工业能力,对于机体的设计控制---造成了SU27,米格29的亚音速盘旋性能强悍,而垂直能力和部分敏捷能力对比F15,F16不足,Su27米格29超音速性能对比F15,F16不佳-----直到1.6马赫后重新有优势。这归结于苏联对设计的取舍,减重与控制能力造成SU27与米格29的设计特点,苏联经过研究,用SU27与米格29占位分割美欧航空轰炸编队,迫使对手护航机投入亚音速空战脱离轰炸编队,米格25与米格31,苏15超音速中距拦截对手中远程轰炸机,但是这一想法看来似乎不太适应现代空战,多种机编队会造成指挥的混乱,苏联拦截行动经常出现干掉自己人甚至民用机的事例)

F15像米格15,属于能量优势,Su27反而倒像F86了。朝鲜战场,F86从不跟米格15比爬升,而是不断盘旋在中低空,等待后者们俯冲下来交战。)

而随着飞控技术与控制手段的发展,非常规布局有了前进的支持,欧洲与中国走另一条路线,用鸭翼配合大后掠小展弦比的主翼(三角翼)的鸭布局,配合进一步放宽静稳定,利用相对较弱的发动机同样也能达到相同甚至更好的效果。

  第三代不论什么布局,它们的思路都是突出亚音速与跨音速升阻比,弱化超音速升阻比,直接的后果就是增大了航程,稳定盘旋性能与亚音速性能的急剧提升。

中国设计人员意识到:第四代机要求具有第三代甚至更好的亚音速性能,以及远超越三代的超音速性能,无论稳定盘旋性能,还是爬升,滚转。并且要求具有更良好的瞬间机动能力,理论上说,鸭翼具有这种特性,虽然它的鸭翼在大迎角飞行时候才能达到增升最大化,但是具有更好的超机动特性。

同时,由于导弹技术的发展,稳定盘旋与能量冲击战术越来越多占据小部分,瞬盘旋与能量滚转能力将越来越占据重要方面,而鸭式具有这方面的潜力。

何谓超机动世界有无数的争论,但是在第四代机,中国和美国,俄国的理念其实是基本一致的:大迎角下良好的操控能力与指向能力,代表就是大迎角过失速,低头能力和瞬间滚转能力。在越来越重要的角度战术来说,这种战术的意义比能量占位更重要。“眼镜蛇”等过失速能力在某种意义上说,是纵向能力,表明了战机纵向的控制力,可说是大迎角能力的良好兀余度的体现。但是在于瞬间角度变换中,“眼镜蛇”等过失速能力并不符合能量的迅速转换和飞机态势瞬间变化,是不符合未来空战的。(看了几天书就敢大言不惭的无数“专家”简单地比较推比,爬升,速度就得出了战机结论。比如:五年前,当歼10解密时,某人不知从哪里得到的数据,说歼10的最大爬升力比F16少10米,无畏地发表“那是三层楼的距离。我们怎么追的上!”然后把军工骂的一无是处。如此神论无敌。其实即使假设纸面数据歼10的最大爬升力比F16少10米,可是在实际空战中,双方的油量,挂载稍有不同,空气密度,大气条件不同,双方爬升都会发生大的变化,领先者还不知道是哪个?实际上,现代空战早已经成为爬升,俯冲,盘旋,滚转的组合动作。重要的不仅仅是这些单纯数据的比较,而是动作组合的效果与时机,在数据基本持平情况下,转化能量与角度的瞬间敏捷性一样重要。)

简单地说,在不考虑到战机的推力矢量,大迎角飞行的低头控制能力,除过主翼的扭弯面,主要依靠的是副翼的作用。在常规布局情况下,大迎角低头能力主要是依靠平尾翻转产生升力从后部将飞机“抬”起来(平尾和襟翼翻转不破坏隐身,嗯?)将前部“压”下去,问题在于,大迎角飞行飞机本来就是严重依靠升力的,几乎达到饱和状态,而常规布局飞机平尾靠产生升力的作用已经很小,靠平尾产生升力将前部“压”下去就比较困难。当然,这不影响爬升,低头可以通过减少推力的组合动作来弥补,但是敏捷度很难理想。

美国F22的解决办法是用向量推力系统将后部“抬”起来,由向量推力系统与平尾提供主要的纵向扭矩,就可以提供远比3代机优良的大迎角低头能力和敏捷度。

  不过现有技术下,不管是F22,F23,歼20,雪號,T50。他们的机体设计必须为向量推力系统失灵后提供安全和相似的可操作性------只有印度在1990年代曾经鼓吹完全靠推力矢量,去掉垂尾,真是无知者无畏------这就要求纵向扭矩设计必须留出兀余度,F22在设计时就考虑到了无推力矢量的情况,那大平尾显然为此准备,它准备在向量推力系统失灵后提供升力弥补这一点,大面积平尾提供巨大的力矩,同时保持敏捷的滚转性能,以至于深深地“切”入主翼后缘。而T50也是如此,不过它的平尾面积小一些。

成飞611所研究人员认为:鸭式布局的前翼可以在大迎角飞行时在飞机重心前翻转直接产生负升力,直接将前部“压”下去,无疑具备更好的大迎角低头性能还有敏捷性,相比常规布局可以用更剧烈和敏捷的动作转化机动,加之差动鸭翼,可以具备更理想的滚转性能。在实际测试中,无论是中国演习中的歼10对比SU27,还是在印度韩国新加坡等国竞争中,台风,阵风对比F16,F18,F15都表现了不亚于后者的迎角性能以及更好地滚转与低头控制,瞬盘的敏捷性。理论上说,鸭式具有更强的纵向超机动发展能力,横向能力鸭翼差动也非常可观,如果配合推力矢量,并能将机体强度与纵稳,与飞控最大限度地提升。那大迎角爬升中的低头控制,滚转的组合敏捷能力绝对是强于F22之类常规布局,属于恐怖级别的。


常规布局战机大迎角飞行时,副翼(平尾)产生升力,将后部“抬”起来,从而达到低头性能,而由于在爬升中,本身就平尾来产生升力,所以再靠增加升力来抬后部就比较困难。

鸭式布局可在爬升中利用前部鸭翼产生的负升力矩,直接“压”前部下沉,具有更完美的低头性能。一般认为鸭式布局在爬升中,鸭翼与主翼脱体涡耦合作用达到最大,但是产生的涡流带来了负作用,使非线性的抬头扭矩也达到最大---难以控制,因此一般认为鸭式战机有着巨大的爬升潜力,但世界各国对爬升能力予以飞控限制,难以超越常规布局。不过,鸭布局还有其他优势,常规布局更有自己的其他烦恼,下章要说到。

  这一点,世界上也很难提出反驳意见。

但如前所述:鸭式布局的气动缺陷在于:飞机飞行中如果鸭翼离主翼接近(近耦),离重心近,扭矩能力太弱,配平能力不好。如果鸭翼离主翼远(远耦),扭矩能力很强,但是弱化了前鸭翼和主翼的涡流增升效果。结果造成了亚音速与超音速机动的矛盾。而在四代机上,它恰恰强调二者的平衡。这对于超音速和亚音速机动都要求甚高的F22标准四代机来说,真是一锅杯具------参考本人《另类猛禽》一文。

沈飞601所进行了大量研究,在理论上,沈飞三翼面可以完美地克服这些困难,三翼面不但可以利用涡流增升,在配平与涡升力上都可以达到平衡,还完全可以用前鸭翼翻转产生负升力来“压”,后平尾与推力矢量产生升力“抬”达到更完美的大迎角低头能力。当然,无论是控制,电传,还是气动计算,机体结构,Rcs减少,这都太复杂了;尤其在超音速飞行时飞机焦点平移,前后两个主要控制面的协调和计算简直是一场噩梦。

俄罗斯1990年代的三翼面战机主要是用来增升,就是其中最噱头的SU30MKI,它的要点也是增强升力和稳定盘旋性能,但随之而来的是较之SU27垂直机动性的恶化,而瞬间角度战术也有弱化的趋势。俄国的新Su35放弃鸭翼,T50更是利用小面积全动边条达到增升效果,由于在脱体涡直接在边条上连续,不能产生配平作用。"(鸭翼也是机翼,鸭翼靠产生升力来产生控制力矩,但机翼产生升力的前提是气流的连续性。流经边条上表面的气流要到机尾才能和流经对应的下表面的气流汇合,破坏气流连续性的因素太多了,所以T50可动边条无法充当配平用的鸭翼,也和前缘襟翼改变机翼弯度的机制有本质的不同。"---晨枫)

无论如何,雪號没有走下图纸。某种意义上说,也是鸭翼惹的祸。而让设计服从整体隐身,更是一场噩梦。

如果你让自己的飞机上天堂,就给它安一对鸭翼吧,如果你想让自己的飞机下地狱,也给它安一对鸭翼吧。
鸭式充满诱惑,却难以移植到隐身的四代机上。

首先,传统鸭布局一般都将近距耦合作为增升手段,某种意义上说,台风的短直固定气动面假远距耦合与歼10的大面积鸭翼中距耦合都是近距耦合的变化,它们追求在各个速度都具有良好的性能,-------参考本人《另类猛禽》一文。鸭式布局的优点在于前鸭翼涡能够产生相对更大的升力,以及大迎角飞行的扭矩控制能力,差动灵敏性强等。当然,它也有一些缺陷。

假设将一架三代鸭式战机直接改装成一架隐形机,它很难服从4代隐身与超巡高G机动机的要求。

1首先,鸭翼的翻转会影响前向RCS,当然这不是什么没法解决的问题,由于战机对于不同速度性能的需要,前缘襟翼等机翼弯扭技术必不可少,F22前缘襟翼的弯扭如何处理?那么歼20 的前翼处理原理大体相同,他们都有反射雷达信号的特性,前缘襟翼的弯扭接近米波雷达频率,也是难解决的问题。而鸭翼翻转,不过是增加一个难点,但是问题主要不在这里。而是整体。

2隐身需要机体,机翼,副翼上尽量一体,机翼,副翼平行布置。然而对于鸭式机来说,这一点很难达到,鸭式机前翼空间位置需要高于主翼,无论是歼10,台风,阵风,还是鹰狮和LAVI,这样产生的脱体涡才能对主翼产生强烈的耦合作用。这样,仅仅从位置上说,高于主翼的鸭翼从整体上突兀起一块,从整体上破坏了隐身效果-----由于高度差,雷达波在鸭翼与主翼之间可能会造成反复反射,雪上加霜,如果平行布置,在隐身阶段固定鸭翼控制翻转,运用复合材料,遮挡金属转动轴,可以在整体上达到满足低RCS的标准。但是根据上世纪80-90年代的研究,如果平行布置,那鸭翼的增升意义又何在?!

3 同时,鸭翼固然可以通过前缘与主翼角度一致来控制雷达波反射方向,但是,鸭翼一般采用前缘后比主翼后掠角更大,这样才能拉出有力的脱体涡,难以保持隐身的角度一致。

4 还没有完,一般来说,近距耦合战机的优势在于鸭翼与主翼的脱体涡耦合作用来增加最大升力系数,但是必然对机体设计形成约束, 而世界研究表明:在鸭翼脱体涡下,只有大后掠的小展弦比机翼能拉出强有力的脱体涡与之耦合,(本人无耻照抄宋老的《一种小展弦比飞机布局》的论文,一般后掠角在55度左右,展弦比为2.5左右。)世界现有鸭式机机翼都相似,清一色三角翼并不是抄来抄去,而是气动试验与计算的结果。而早在1950年代就发现,这种主翼不能完全满足各个速度整个范围内的迎角升力。同时,小展弦比,大后掠角大面积三角翼机翼具有良好的超音速特性,对亚音速和跨音速性能有一定影响,但是机翼弯扭机制,以及低翼载荷都比传统三角翼都有提升。不过下一代战机,正是追求各速度完美特性以及大迎角升力,大迎角控制与低头能力,仅仅如此是不够的。

5第四,不管是近距还是远距耦合,都难以达到配平与涡升力的平衡完美特性,前边已说到。

正是由于这么多不利因素,鸭翼在美国人ATF项目眼里简直是十恶不赦,在第二轮CDI程序就被众多厂商放弃:有鸭翼不如去掉。

鸭翼,见鬼去吧!美国人一定骂道。

  “鸭翼的优势是在敌人身上的。”
友情提示:转帖请注明出处
感谢楼主史诗级的码字
小白我慢慢看尽量学习哈
没连接要悲剧
努力学习
比较专业的文章。
转帖要注明。
楼主字错了鹘gu,其他的表示没关注~
木有链接…楼主不怕悲剧?
沈飞说白了就是不自信,居然想到把俄罗斯绑到一起研制,中国吃老毛子的亏还少吗?而且土共的原则虽然是拿来主义,但更基本的是自力更生。成飞在这点的结合上就比沈飞做得好。
歼二十的成功,雪号的夭折,也就在这一点上。哪怕你自称其性能超出军方的要求,军方也不会要的,因为谁也不知道毛子会出什么变数。看看印度买毛子的航母,简直是直观的案例啊。
木有链接,也木注明原创,要杯具。
lz想说的是“雪鸮” 吧。 这种错别字很倒胃口的, 汉字都写错的文章不看也罢。
还好,四代研发上,CF和SF角色互换了,重四到了CF,而且只要国家需要,CF可以短时间把J10大改一下就可以满足中四的基本要求。SF还是好好把su27和八爷做好吧。
感觉是四代竞标前的文章啊 关于鸭翼还谈平行布置 这一点已经奥特了
LZ才讲了一半吧
写的还行吧。
“鸭式布局前鸭翼涡对于发动机与大迎角飞行控制都有好处,但是近距和远距耦合鸭式布局对于配平和涡升力平衡不好解决,难以兼备各空域速度与机动的理想效果。”-----------看宋总论文 通过鸭翼涡和边条涡的复合 解决涡升力的问题
鸭翼的隐身问题可以通过战术解决。需要隐身时可以通过飞控程序不转动鸭翼,或者让鸭翼处于隐身角度状态。
北方之枫 《隐龙天书--歼20与它的伙伴是如何炼成的》 第5~8节
帮LZ补个链接
http://club.china.com/data/person/002/40/13/9_list.html