淺析殲20整體升力體布局,只有F22比它優秀,輸在尾部!

一架飛機不管是機翼、邊條、翼身融合、平尾等都能提供一定的升力作用,而它本身作為一個整體其實也是一個升力體,前提是要處理好。殲20罕見的採用的DSI進氣道、全動鴨翼、大邊條、翼身融合、無尾三角翼、全動垂尾、長機身等極其複雜的氣動佈局。

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早期機翼是機翼,機體是機體

帶來的結果就是殲20的整體氣動非常優秀,在發動機不給力的情況下,它的飛行性能已遠超三代機,整體就像一把長長的飛梭,從長空輕盈的滑過、輕輕的飄過。

翼身融合可明顯提升飛機的整體升力,現代戰機普遍採用大邊條式翼身融合設計,可在低速下獲得較高的升阻比,因此殲20低速性能也非常優秀。

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三代機,採用翼身融合和邊條

傳統飛機設計,飛機的機體用於搭載各種設備,機翼用於提供升力,兩者成了兩個獨立的個體,而翼身融合通過機翼與機身間的平滑過渡,將兩者構成了一個整體,整個飛機成了一個完整的升力體。這樣做的好處是既減少了阻力,又增加了機身容積,可以方便佈置各種設備,也可將機翼改造成油箱,增加內油量,從而提升航程。

三代機的蘇27和F14,都是典型整體升力體佈局,將後機身作為機翼的一部分,寬大而扁平,而發動機採用大間隔佈置,雙發之間的寬大空間可增大空氣壓強,這些措施都可產生部分升力。當限於時代,並未考慮隱身和超音速,只將亞音速機動做到了極致。

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美國F22的剖面,非常優美

四代機對隱身、超音速和超機動提出了更高要求,為了實現三者的統一,四代機普遍採用整體式氣動設計,更加利於超音速和高機動的發揮。從機頭的稜形開始,上下表面採用大麴度連續性順滑而下,而稜形機頭的外飄也可產生部分升力。

譬如殲20和F22,其整個機體剖面近似一個翼型,從前到後像一片長長的柳葉,乾淨利落而又無過多凸出和凹陷,既利於產生整體升力,也利於迴避雷達波對機體的繞射,整個機體就是造型優美的扁梭,對於節省燃料、增大航程都有好處,另外低速性非常好。

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殲20的剖面,有一大不足

描繪出F22的機身剖面可以看出,從前到後很像一片柳葉或扁平長梭,尤其是後部扁平的二元矢量噴管,整體線條十分流暢,非常飄逸,線型優美。殲20的整體剖面,本身也非常優美,但美中不足的是後部發動機位置處理上,由於無法收窄,成為一個敗筆。

而俄羅斯的蘇57,人常說它是一個拍扁的蘇27,很多人還嗤之以鼻,但從該機的剖面看,從機頭往後走,背部有明顯隆起,形成一個窪陷,機腹進氣道的突出,又形成了一個大的凹坑,和蘇27氣動類似,整體的連續性被打斷,也不順滑,對於升力和隱身都有不利,在三大重型隱身戰機中落後於時代。

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蘇57的剖面,和蘇27差不多

以上可看出,四代機才是各國整體氣動設計的巔峰之作,也看出各國的造詣之深厚,得益於超算的模擬和大型超音速風洞的吹拂,中美不約而同的採用了近似的方案,都是整體升力體構型,俄羅斯在這方面顯然落後了不少,也就說能設計出整體升力體戰鬥機的國家,只有美中兩家。

但殲20由於尾部的處理不夠理想,所以美國F22是第一,殲20只能暫居第二。但這並非我們的設計人員不想一次到位,而是發動機不給力,一直就不是殲20期待的WS-15。只有等到這款發動機成熟後,相信該機的尾部還將進行重新徹底的隱身化處理,到那時才是完整的殲20和完美的殲20。


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