是不是因为美国人的航空发动机技术实在太强,所以才导致美系飞机的气动布局都不怎么样?

军史吐槽君


先小黑下我国吧,提到这个话题不能不黑中国,要不然话题真的没有办法展开。先说一下观点,

中国的再差也是保护我们祖国的,喷子闪退。


一直以来中国的鸭式布局被大家津津乐道,但鸭式布局并非是一个战斗机的最优解。W君始终认为一个在大气层内的飞行器一定会向着飞碟的布局进行发展。也就是高度的翼身融合。

也只有在飞碟的布局状态下,飞行器才可以以最大的效率进行大气层内的飞行。

当然现在受制于发动机技术和推进技术,做成飞碟不现实。但为什么是飞碟的造型呢?因为任何气动控制面在飞行器上其实都是多余的。

我们先看下歼-20,从正面看这是有多少气动控制面?太多了吧?


做一架飞机的设计,其实是一个先加法再剪法的原则:如果需要提升升力,那么就需要给一台“发动机”加上机翼,使之可以通过机翼获得升力;如果要提高垂直安定性,那么就要给这架飞机加上水平尾翼;如果需要提高水平安定性,就要给这架飞机加上垂直尾翼;如果水平安定性和垂直安定性还是不足,那么就需要给飞机加上腹鳍……

这样经过大量加法的飞机一定是歼-20的样子拥——有大量气动控制面。先不说好不好,这样的布局的确是满足了飞行性能上的需求。

然后就会做减法,将一些气动控制面进行合并,于是就出现了三角翼布局等非常规的布局。或者缩小的垂尾,换成两个垂尾的形式……


大家想想飞机的设计是不是都经历了这个步骤呢?答案显然是肯定的。


再说美国的飞机,W君喜欢的十架战斗机排名底7的F-14就是一个很明显的例子。气动布局不好!

F-14的气动布局还不好吗?是不是有些大言不惭?的确,按照W君的思路来说就是不好:

F-14可以称道的地方很多,气动布局却真心不是可以称道的点。只能勉强的说F-14是工程学上的一个奇迹,但绝对是气动设计的败笔。还是控制面的问题,F-14的控制面过多了,一个常规布局战机,采用了双垂尾可变前掠翼设计,并且加上了两片腹鳍,而且还会再机身上布添加四个翼刀进行稳定。

而且在前掠翼大角度后略大时候还会再在主翼前端伸出两片稳定小前翼。这就是F-14气动设计上的问题了——有太多多余的无法取消的控制面。

当然了,不可否认F-14是一架出色的战机,同时也不能否认的是——F-14的可变后掠翼极其梦幻。只可惜翼面越多其死重就越大。因此——F-14作为截击机是合格和出色的,但作为战斗机来说并不具备很强的机动性。


上面的很多论述其实可以缩减为一句话——越简单的布局其实越有效


厨子炒菜也是白菜豆腐最见功底。所以看一下下面的气动分析图:

鸭式布局的战斗机通过鸭翼的扰动在主翼上方形成了一个蓝色的低压区。这个低压区可以显著的提高主翼效率使飞机获得更大的升力。


结合之前的飞机设计命题来说:需要更大限度的提高主翼升力,答案——添加鸭翼。是不是特别的简单明了呢?


2+2+2+2=8 这是一个典型的加法运算。

做加法的时候还需要记得有乘法运算 2*4=8。

乘法运算的布局是这样的。

F-22通过进气道上方的一个小的凸起修形就达到了鸭式布局两片鸭翼的效果,人家只是将进气道上方的蒙皮折了个弯就达到了需要增加鸭翼和其控制机构的效果。这就是乘法。既兼顾了隐身需求又达到了增升的作用,而且还没有任何其他附带机构。


套用苹果手机经常用的一个广告词就是 less is more(少即是多)。


F-22的气动布局之强其实也不是一早一夕就可以完成的结果。

从最早期的YF-22到现役的F-22的演进过程中我们可以发现,这两架飞机的气动外形已经完全不一样了。机翼的各种切尖角度机身整体的几何变化都是让F-22在YF-22的气动设计基础上更上一层楼的举动。


所以现在看看F-22的所谓的“常规”布局是那么平常吗?还会认为人家的白菜豆腐是那种普通的白菜豆腐吗?


再看我们的歼-20 是不是有些花拳绣腿了呢?


《老子·四十五章》:“大直若屈,大巧若拙,大辩若讷”。换句话说就是“重剑无锋,大巧不工”,当年剑魔独孤求败也是悟了二十多年才悟出的道理。现在我们的航空设计还刚刚起步,仅仅会做加法而已。


军武数据库


学界有一种是说法是,美国人气动不行发动机推,俄国人发动机不行气动补!要说原来有这样的明面趋势,到如今说句实在话,美国人到如今发动机的研发上也是南波湾!这一点也是谁也不能否认的,由于材料学科领域极为强悍,美国人也做到了这工业皇冠上明珠的寿命与飞机机体同寿的地步,这就相当厉害了,笔者不是美分吹,但懂行的人明白这意味着什么!

如今所谓的美制飞机气动布局不行也已经是昨日黄花了!也是过时的言论,当然从气动设计研发的积累上可能还与俄罗斯有些差距,但这不代表所制造出来的飞机气动不行,很多人拿现在已经批量装备的F-35说事,实际上这架飞机已经不能拿单纯的所谓启动的气动说事了,它要实现的是全域态势化感知能力,而不是还在考虑的气动问题了。

但若非要说该型飞机的气动,答案显而易见,确实差点很远,一样是靠着优异的发动机来把所谓的超重问题降到了最低,不说为了垂直起降的F-35B了,其他两款从外形上看都是臃肿不堪,但你必须认识到一个问题,F-35现在设计成这样都是为了通用化,也就是说它要适用于三军,我们知道美军是唯空间论,唯航母论,它目前所研发的一些列战斗机型号都要优先考虑到上舰的问题,且还不能太大,影响载机数量,这也是极为重要的一个原因。


长安小师爷


这的从两个方面来考虑:

1.美国总是技术的先行者。每一次气动设计革命美国都是最先吃螃蟹的。优点是总是轻易超过同时代的其他国家飞机。缺点就是气动研究不充分。要知道十年气动就会更新。

苏联出现米格25时,美国有F14。

F14可变后掠翼是潮流吧!但不到5年,F15.16都抛弃它了。

苏联针对F15 搞出苏27,气动又好于对方,不过晚出来10年。

到F22。美国研究时,针对F22到底采用什么,发现鸭翼具有破坏隐形的特点,虽然机动超好,但美国放弃了。2005年,美国F22服役。

中国,俄罗斯开始研发五代机时,电子技术进入井喷时期。2005年即便是军用电子技术都不如2015年民用的。中国彻底从飞控上解决了鸭翼和隐身的协调问题。

于是中国俄罗斯不约而同的选择了鸭翼。

这样在2005到2015气动是美国第一,但2015以后有是中国第一。

2.反过来美国发动机天下第一。世界发动机第一是美国,英国,第二是法国,俄罗斯。第三才是中国。

美国就算因为气动输给中国,但靠着那台无敌的发动机,也可以与中国一战。

小提示:飞机打仗数据不是死的是活的。一架战斗机满油打不过半油状态,半油又打不过快没有的战斗机。少点油就会引起这么打的变化,千万不要过分相信数据。


yyyysssswwww


说到美系战斗机,总给人一种只要马力够板砖也让你飞上天的感觉。确实美国的不少战机总让人感觉到傻大黑粗,这也得益于他们发达的发动机技术可以在气动布局不怎么优秀的情况下保证战机性能。

早在二战之前,战机的性能越来越偏向于速度与能量。对于像零式战斗机那样的鬼畜机动要求越来越低,从“马里亚纳射火鸡”这一零战被海航“飞砖”吊锤的经典案例就能看出低速机动再强也逆转不了航发全面落后的工业劣势。加之在二战期间就长期霸占美国空母甲板的“爱猫人士”格鲁曼和沃特公司战后依旧长期为一等人提供舰载机,他们设计出的“凶残”气动造型也伴随着战后的一票喷气舰载机继续在海军服役。特别是随着超视距空战的发展,战机的机动能力已经不是那么的重要了。连对手长啥样都见不到就被击落了,再会绕又能怎样呢。

而且美系战机的气动布局也并非我们想象的那样差,例如F-14战斗机,它的气动就非常好,被称为最优美的战斗机。而F-22战斗机更是开创了超机动的先河,成为第五代战斗机的标准。

之所以人们会有美系战机气动不行的看法,主要还是苏联的苏-27系列太变态了,作为人类历史上气动外形最完美的战机,苏-27系列将是一个难以启及的巅峰。相比之下,虽然美国的一众战机的气动也不错,但始终给人一种不给力的感觉。

只是现在,如此优秀的气动布局却总让人觉得食之无味,弃之可惜。而俄罗斯的航空设计师们也在吃老本,不得不让人唏嘘。


霹雳火军事


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3D方兴4D又至!香港团队首次4D打印陶瓷 或成航天发动机新材料

3D打印的创新潮流还没铺开,4D打印技术就已经出现了。近日,香港城市大学研究小组在材料研究方面取得了突破性进展,成功开发出世界上首个4D陶瓷打印技术,打印出的成品在形状复杂的同时,还维持了很高的机械强度,这将为陶瓷的结构应用翻开新的一页。

陶瓷的熔点很高,因此,传统的激光打印在这上面无能为力,而采用现有的3D打印技术,因为陶瓷前体通常难以变形,也无法生产形状复杂的物件。为了克服这些挑战,城大团队开发了一种新型的“陶瓷油墨”,将聚合物和纳米陶瓷颗粒混合。用这种新型油墨打印出的三维陶瓷,前体柔软,可以拉伸至原来的3倍长度。有了可弯曲、可拉伸前体,就能通过适当的热处理,制成形状复杂的陶瓷成品。

(香港城市大学4D打印陶瓷成品,图片来源于Techxplore)

该团队由城大机械工程讲座教授卢建(音)领导,作为一位杰出的材料科学家,他从事的是从制造纳米材料和先进结构材料到表面工程计算模拟的研究。本次在弹性前体上的进展,意味着研究团队研究的2种4D陶瓷打印方法取得了新的突破。

所谓“4D打印”,就是让传统的3-D打印,结合额外第四维元素——时间的技术。通过3D打印打印出前体后,它会随着时间推移,在外部刺激,如机械力、温度或磁场的作用下,重新塑造成独特的形状。在这项研究中,研究小组利用的,就是前体在拉伸过程中储存的弹性能量。当拉伸过的陶瓷前体被打印出来后,它们就会自我重塑。再经过热处理,前体即成型为陶瓷。

合成的弹性材料陶瓷具有相当高的机械强度。它们具有高的抗压强度-密度比(在1.6 g cm-3微晶格上为547 MPa),与其他3D打印陶瓷相比,它们在尺寸增大的同时,还保留了较高强度。

“整个过程听起来很简单,但事实并非如此,” 卢教授说,“从油墨的制造到印刷系统的开发,我们尝试了多次多种不同的方法。就像挤压蛋糕上的糖霜一样,从奶油的类型和喷嘴的大小,到挤压的速度和力度,以及温度,有很多因素会影响结果。”

在他们试验第一种打印方法中,首先用新型油墨3D打印出了陶瓷前体和基体,再用双轴拉伸装置拉伸基体,在基体上打印连接前体的接头,然后将前体放置在拉伸的基体上。随着时间推移,在计算机编程控制和拉伸基体的回弹下,材料逐渐向设计中的形状成型。

而在第二种方法中,他们设计的图案直接打印成陶瓷前体,然后在计算机程序控制下变形。

这项创新发表在最新一期的顶级学术期刊《科学进展》(Science Advances)上,题为“弹性材料陶瓷结构的制作与4D打印”。研究团队成员均来自香港城市大学,包括研究助理刘国(音)博士、高级研究员赵岩(音)博士、研究员吴歌(音)博士。

(香港城市大学4D打印陶瓷成品,图片来源于Techxplore)

卢教授说:“4D打印的陶瓷前体具有良好的变形能力,应用范围非常广泛。其中一个应用方向是电子学,陶瓷材料在传输电磁信号方面比金属材料有更好的性能。随着5G时代的到来,陶瓷制品将在电子产品的中扮演更加重要的角色。陶瓷的艺术性和形成复杂形状的能力也为消费者定制的陶瓷手机背板提供了可能。”

此外,这一技术更宏远的前途是应用在航空航天领域。卢教授表示:“由于陶瓷是一种能承受高温,且机械强度高的材料,这种4D打印陶瓷在制作航空航天推进器部件上,有很大潜力。”

随着在材料技术和4D打印技术的继续进步下,卢教授表示,他们下一步目标是提高材料的机械性能,比如提高其韧性。

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我不知道提出这个问题的人认为哪国的飞机气动布局好看!如果说美国的14.15.16.22.35都不好看的话!我不知道哪个飞机更好看了,别跟我说苏27,歼20!根据多年代工模型的经验,客户定做最多的就是14.15.16.22.苏27不多!










Tomcat103


你这个说法完全不对。应该说美国的航空发动机技术世界第一,美系飞机的气动布局一样世界第一。美国向来是两条腿走路。既重视航空发动机的研究,又重视飞机气动布局的研究。两方面的积累都非常深厚,世界上没有一个国家能超过。



图1:X-3试验飞机,F-104就是根据它设计的。

航空发动机咱们就不用多说。美国的航空发动机一直世界领先。二战时候形形色色的先进发动机搭建出来各种战斗机,碾压日本。二战之后,美国航空发动机一直世界领先,至少领先苏联十年。

飞机气动布局这一块,咱们就多讲点。美国有著名的X系列试验飞行器。这些试验飞行器几乎把人类能够想到的所有气动布局全都应用过。而且x系列飞机也承担航空动力的研究。美国会把这些已经验证过的技术应用于量产飞机。

举个例子,美国F-104战斗机是第一种二倍音速战斗机。它的机翼设计和总体布局就来自于X-3试验机。而X-5试验飞机是美国所有变后掠翼飞机的爸爸,包括F-14和F-111。



图2:x5试验飞机,用来验证可变后掠翼技术。

美国在气动布局方面的研究领先中俄英法,首先是有一个非常科学的组织架构。立下大功的就是NASA。NASA由国家拨款会做大量的基础研究工作,并不承担具体飞机的研制。

简单的来说,NASA就相当于是打地基,把所有的气动布局和航空动力全部验证一遍。而波音公司,麦道公司,通用动力和洛克希德公司干的活相当于盖大楼。直接修改NASA的研究成果去做量产飞机的竞标。大家可以看到,最大的好处就是每个公司不用重复造轮子做低级工作。而是做更高级的飞机设计和武器设计工作。



图3:x29的研究表明前掠翼战斗机的没有明显的性能优势,并不见得比f16这样的常规后掠翼战斗机更好。

中俄没有NASA这样的机构。各个飞机设计所,不停的重复去造轮子。浪费了大量的时间和精力。研制所有的类型的飞机都必须从验证机开始。俄国的情况稍微好一点,有中央流体研究院。可以做一些理论研究。但是中央流体研究院并不做验证机的开发。米格设计局和苏霍伊设计局仍然需要自己去制造验证机。


厉兵


美国飞机气动布局差?看看人家的飞机,从F14开始,15.16.18.22.35哪个不漂亮?哪个机动性差?就拿F22来说,不但机动性超强,人家隐身性能也兼顾到了,反观中俄,都加了鸭翼,过分追求机动性能,我看就是不敢和F22玩中程导弹,隐身性能不在一个层面索性放弃,追求近距离狗斗能力。不过,貌似从公布的视频来看,歼20即使用了鸭翼,机动性还是输给F22,发动机动力差太多了


黑山老妖37625003


首先说个人对标题之问题有认识上的保留

说那国设计生产的高端战机气动性能差(不强),久己闻知此话就不知何来此言?,何出此话喔?!。

就拿空气动力研发的基础设备风洞而言,世界最好的飞行器风洞长久以来是该国,从风洞发展的角度讲,早期其他国家的风洞只是跟其学习罢了。现世界常规极高速大风洞等仍在该国。

作战飞机之气动外形设计需符合其作战任务需要,也就是说适合设定的作战任务之外形,为设计定型外形的最佳选择。这就如同高等级、高要求的要员(使用的)轿车,它要兼顾美观、舒适、安全、防爆胎、抗枪击及爆炸、动力强劲、快速、先进等等要求,然最终设计成果是考虑到各方面要求的综合性能结合体。假如追求各自单项要求,如纯粹追求高速势必风阻最小的长尖头,安全性高底盘势必学低矮似F1跑车,防爆胎参照轮式装甲车实芯胎,乘坐舒宜应学如同飞机的头等舱空间与高度,动力强劲可选M1坦克装甲、马达等等,为满足各自之最则可选择各种各类各单项的高级别设备,实际上许多方面的追求是会产生各种相互间矛盾与冲突的,现实只能是各项要求有兼顾,并强化突出某方面要求为重点,不能顾此失彼最终造成综合性能达不到设计设定要求。

在其国己具备有科学先进且技术储备雄厚的情况下,说其研发的高尖端装备重要指标有明显不足,让人无法想象也无法信服。经常听说其因发动机强大,就武断的想象其放弃追求空气动力的高要求?!,飞机的不当空气动力外形设计绝对影响其战机性能,如此高等级国之利器能随意?!,这想当然的说法个人理解应该与事实不符吧!。应该说飞行器空气气动外形,决定着飞行器的综合飞行能力,但其选形肯定适合于飞机设计性能要求,这说法将会更真实。千万别以为其己具有高技术储备,还有成熟的测试与试验条件下,竟然搞不出高品质气动性能的产品,更别忘了,现代高科技产品绝大部分由他引领世界,尤其是武器装备那基本是以代字引领世界的。另外其生产战机成本己如此之高,也可说明其绝不可能随便随意设计、生产粗心大意、又无所谓使用效果的。。

战机设计鸭翼是以付出“负隐身”功能为代价的,它确能明显增强某些飞机的机动性能,但在强调隐身的四代机上,该增加装置对于隐身的影响及其提供的机动性相比,决定放弃是有追求的选择,并非技术不行“或称落后与不及”的所谓设计。另外其气动外形在强大发动机动力支持下,估计也己弥补了鸭翼可带来的大部性能。据此可说其装备的四代机之机动性能强悍,个人以为无需再怀疑了。

另外,战机装鸭翼最主要体现的是战机近距离缠斗时的机动性能,而四代机追求的是隐身之战法,超视距发现并攻击解决战斗,远距交战鸭翼之强机动作用往往己无法体现,此时战机鸭翼就如同枪上刺刀,你在向对手展示刺刀的精良与先进,他人己在远处偷偷向你开枪了,此时胜否决定在远距离的枪及射出的子弹,而非你手上那所谓先进的刺刀。当然鸭翼结构战机在对抗三代机中,确是能体现它带来的机动性优势,但那只是三代或以下的飞机为对手噢,这就如同设定双方拼刺刀决胜负,此时刺刀性能才可能有所显现罢了。再说例,高精度大射程阻击步枪,那枪管、枪机、弹药(子弹)都是高精密高质量的,你能说因其己有高质量设计生产上述枪机构件,估计己有了不错的作战效能,就随便设计生产相对不重要的枪托、枪支架了,否也!,它们也是高精度射击不可或缺的条件与基础,设计生产它们同样会以高要求完成。再以早些年前他的竞争对手苏联为例,苏联同等性能战机出现均迟于其十多年,说明俄的战机设计生产一直在追赶,然而有的网友一直吹捧俄战机利害,但俄产战机与从该国淘汰下的三代老旧战机销售市场看,该国老旧战机又远胜过俄同等级的新机销售,这也是两国战机的间接比较结果,结果以那战机的销售数量与需求上显现,实际更是战机综合作战性能效能的比较结果,购买国做出明确无误的判断,旧战机仍被优先选择购买这也是世人皆知的事实。还再举个可能不尽恰当的例子:有钱人请了世界顶级服装设计师、裁缝为其做衣裤,旁人认为衣裤式样确实领引世界,但又怀疑猜测衣裤面布料质量可能不是高等级的?,这会有可能吗?!!

以上个人认知与理解不认可批驳,但勿胡喷喔!


wangan1


大错特错,就拿一代名机F14雄猫来说,最初搭载的普惠tf41发动机还没中国飞豹上的发动机好,但是雄猫空重三十多吨重型战斗机,飞豹才十几吨,美国人很早就明白发动机不行气动补,而且做的比较好,相反我们口号喊的响亮,就造出来飞豹这种轻型战斗机


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