在隱身戰機中,為何中國殲-20攜帶鴨翼?有什麼作用嗎?

沐凌竹


殲20戰鬥機攜帶的鴨翼主要作用就是提高飛機的機頭指向能力,讓飛機能夠更加輕鬆的改變飛行方向,縮小飛機的盤旋半徑,提高飛機的爬升率,應該說,殲20戰鬥機的鴨翼不但不會影響隱身,對於飛機的氣動改善還非常有利,這也是殲20之後很多五代機都採用融合鴨翼設計的原因。

圖中清晰可見在殲20快速爬升高度的時候,在鴨翼和邊條上形成了渦流。

殲20戰鬥機的鴨翼是全動的,可以差動,這個鴨翼在要執行空戰任務的時候,可以和主翼面平齊,在需要進行姿態調整時,產生和主翼面的角度,但是時間很短,這樣做不但有利於改善機動,還可以避免造成雷達反射面積加大。另外,因為殲20戰鬥機取消了尾翼,所以實際上看,殲20的翼面也沒有比其他飛機增加,等於把尾翼前移了,所以造成雷達反射的翼面沒有增加。

圖為殲20鴨翼上形成的渦流,對渦流的利用是殲20的氣動設計一大亮點。

至於其他的隱身戰鬥機,已經出現的裡面,蘇57其實也有鴨翼,只是和飛機的主翼面融合設計在一起,這樣可以改善飛機的隱身設計。而法國和德國聯合研發的新型五代機也採用了這種設計,不過殲20沒有采用這一設計並非是因為不考慮這一點,而是因為殲20還在主翼面前佈置有邊條設計,這樣飛機在高機動時可以在主翼面前形成渦流,提高飛機的機動性。

圖為滿掛導彈的殲20雙機編隊。

殲20戰鬥機採用鴨翼的另外一個原因是強調高速性能。鴨翼在飛機進行高速飛行的時候,水平控制舵效要好於F22等飛機的尾翼,說明殲20是一種非常強調高速飛行下飛機可控能力的戰鬥機,在珠海航展上的表演中,殲20滿掛導彈,但是卻能上下翻飛自如,高速飛行下產生渦流,爬升速度很快都是和這個鴨翼有關,所以鴨翼是殲20氣動設計的一大亮點。


海事先鋒


在所有的四代戰機中,只有我們的殲20採用了鴨翼佈局設計,這引起了很多軍迷的吐槽,這個鴨翼會不會影響隱身效果也成為一個爭論焦點,今天就對殲20的這對鴨翼來說道說道!

殲20的鴨翼選擇也有一些無奈,不得不承認我們的發動機確實有些落後了,不但航空發動機落後,我們軍艦發動機也落後,坦克發動機同樣如此。雖然現在有了一些長足的進步,但是在殲20剛剛起步研發的年代,當時可是連殲10發動機都得用進口的AL31發動機,梟龍也不得不用進口RD33,哪裡來好的發動機給我們選擇,專屬於殲20的WS-15發動機當時還是畫的一個“餅”,直到現在還在努力中,不可能讓四代機來等著他吧,時不我待,那得是何年何月?

我們的殲20的研發之初只能無奈的選用AL31進行試飛研發,如果我們有美國那樣的F119發動機、或者F135發動機,有足夠的動力滿足戰機的機動性,我們也可以放棄鴨翼,但是那時候我們沒有,只能採用鴨翼來解決機動能力不足的問題。

第二點就是殲20的佈局,考慮到F22戰機只有700公里作戰半徑的特點,於是殲20設計中吸取了教訓,將戰機整體拉長,來滿足航程上的要求。於是四代機中殲20是最長的,結果就是翼展比是最小的,這種佈局的最大特點就是高速性能優異,機動性能差(參考最極端的F104戰機),同樣為了滿足超機動要求,鴨翼佈局就是最好的彌補機動性不足了。

至於傳聞的鴨翼的飛控系統不穩定問題,因為印度的蘇30MKI老摔,印度人就說是俄羅斯鴨翼無法控制了,還有殲 1 5也因為鴨翼失控摔了2~3架了,其實個人認為印度摔飛機是在正常不過的了,而沈飛搞鴨翼並沒有什麼經驗。成飛在殲10上已經對鴨翼佈局搞得非常成熟了,用在殲20上自然會更加完善。

至於隱身性,就更不用擔心了,美國的研發機構曾經做過模擬測試,F22的隱身性仍然是最好的,而殲20緊隨其後,比F35強,俄羅斯的蘇57墊底!這就說明鴨翼佈局並沒有影響到我們的戰機的隱身性,而且這方面的測試我們的研究人員數據會更多,更有權威性!


狼煙火燎


我是軍林縱橫,我來作答!

所謂鴨翼,其實也稱作前翼(又稱前置翼),其實就是一種飛行器配置,最突出特點是將水平穩定面放在主翼前面。此之相對應,大多數戰機是將水平穩定面裝在後面,稱為尾翼。

按照空氣動力學原理,使用鴨翼配置方式,可使主翼上方產生渦流,可提高失速攻角,大大提升殲20一類戰機的機動性能。有盾自然有矛,帶來的缺點則是較容易造成不穩定。

話說回來,殲20的整體佈局與傳統的鴨式佈局不同,事實上,殲20採用的是“鴨翼+邊條翼+升力體”的佈局結構,把前三者的優勢有機融合為一體。同時,殲20鴨翼帶有上反角,大大提升了隱身性能。

殲20佈局能夠減小鴨翼迎角對機翼上的渦升力並不造成多大影響,飛行性能大大提升。

還要看到的是,殲20機翼面積小,翼載大,由此可知其在渦升力方面比F22和蘇57則更勝兩籌。

且將殲20與最新一代美俄戰機比,後者均是變形、大小不等邊條翼,而擁有完整的鴨翼和邊條翼的殲20,可初步判斷升力特性最好、升力係數最高。

雖然美國F35近日以“大象漫步”再度“閃亮登場”,其實根本與殲20就不是一個“噸位”層次的。中國的殲31才是與F35一個“噸位”水平的。

每當一款新機出場,美俄軍事專家都願意唱衰,尤其是中國的軍工產品尤其受到這種優待。

且不看中國殲20的戰場性能表現,光看其綜合佈局,也足以“驚豔”世人!


軍林縱橫


j20沒有尾翼,取代的是鴨翼,這種佈局是隱身的,有些2貨說不隱身,那是說j10內樣三代機的鴨翼,j20的鴨翼和他們的佈局並不一樣。

在成飛的研究中,鴨翼可以取得更大仰角飛行,好處多多,難點在於控制超難,f22時代就是因為技術問題,上不了鴨翼。到了j20和f35包括沈飛的隱身重四方案上面都要鴨翼的身影,只不過f35的佈局和地位用不上和用天生布局更好的幾點從而取消了鴨翼,使用了常規佈局。

咱們國家發動機動力不足,做大仰角動作時候不能像f22內樣,所以常規佈局是夠嗆能用的,而且常規佈局到現在也不流行了。



咱們如果j20有這動力在加上鴨翼,那戰鬥機我就不說了,大家都懂

說鴨翼不好的,老美六代機就有鴨翼,或者六代機連尾翼鴨翼都沒有!


WHLL涵


F16總設計師的“鴨翼最好的位置,就是長在對手戰鬥機上”的論斷,是在早年控制技術尚不成熟(F16早期只有模擬電傳飛控可用)時做出的;具備極大的時代背景特色和侷限性,在上世紀90年代以後就隨著陣風戰鬥機的成熟而成了笑話。

鴨式佈局的好處第一是有比較好的超音速操作性和升阻比,因為鴨式佈局不會有常規佈局嚴重的超音速的氣動焦點後移問題

第二,就是鴨式佈局有最好的敏捷性,因為鴨式佈局的控制力矩方向是和升力的增加方向是相同的,舉例來說,鴨式佈局在向上拉昇時,鴨翼產生正升力來抬高機頭。而同樣情況下,常規佈局的平尾則是需要產生負升力

第三,就是很多戰鬥機的鴨翼還負責產生渦升力,鴨翼在拉出脫體渦的時候會吹走主翼上方的附面層增加主翼的升力

第四,鴨式佈局飛機有天然的大迎角恢復能力,因為鴨翼的展弦比比主翼要小,所以鴨翼總是先於主翼失速,從而使迎角迅速恢復,這樣就避免了大迎角機動中飛機失控的危險

第五,鴨式佈局可以更好的壓榨出襟翼的增升效果,因為襟翼在增升的同時往往會產生低頭力矩,如果用平尾配平就需要平尾產生負升力,這樣就會影響整機升力。而鴨式佈局配平襟翼的低頭力矩則是依靠鴨翼的正升力

缺點方面

第一,影響正面隱形性能,因為常規佈局主翼可以把尾翼遮擋住

第二,控制複雜,尤其是靜不穩定的鴨式佈局電傳系統的控制律非常複雜(瑞典的JAS-39就曾經險些由於找不到合適的控制律參數而夭折)。

第三,其實也是和第二條相關,配平難度比較大必須要在氣動佈局和控制律上下很大的功夫。(LAVI就是因為主翼後緣過度後掠和鴨翼離主翼太近造成配平力矩不足,而最終完蛋,這主要是以色列人缺乏風洞設備和對空氣動力學的研究不足造成的)

鴨翼佈局的另外的優點是配平阻力比較小,具有較大的升阻比。通常飛機增大迎角、增大升力時會產生低頭力矩。鴨翼處於飛機重心之前,增大機翼迎角和升力時,鴨翼出現正偏轉,產生正升力(正常佈局飛機平尾出現負偏轉,產生負升力),用抬頭力矩加以平衡,使全機升力增大。為了獲得預定的升力,飛機迎角就要小於正常佈局飛機的迎角。這使鴨翼佈局飛機的配平阻力明顯小於正常佈局飛機而具有較大的升阻比。另外,鴨翼佈局可以用較小的機翼升力獲得較大的全機升力,有利於減輕飛機的結構重量。此外,由於鴨翼距飛機重心的距離較短,大迎角飛行時,鴨翼的迎角一般大於機翼的迎角,鴨翼首先出現氣流分離,可產生低頭力矩(稱為卸載控制面),導致飛機低頭,從而有效保證大迎角下抑制過度抬頭的可控性,使鴨翼佈局飛機不易失速,有利於飛行安全。

但是鴨翼佈局使作為飛機主升力面的機翼承載能力得不到充分使用,使飛機的最大升力不及正常佈局飛機大。由於機翼後緣離飛機重心較遠,當後緣襟翼放下較大的角度產生較大的低頭力矩時會使鴨翼負擔過重。鴨翼佈局飛機的起飛、著陸性能不如常規傳統佈局。

在全動鴨翼的鴨式佈局戰鬥機上,鴨翼本身讓飛機抬頭低頭的過程就是要上下偏轉的;這意味著同樣的偏轉指令,鴨式佈局戰鬥機的渦流變化和飛機姿態的響應,劇烈程度遠遠超出常規佈局戰鬥機。

這意味著兩個方面的問題——首先,要將全動鴨翼的鴨式佈局戰鬥機實用化,需要一套非常先進的飛行控制系統;能夠運行非常複雜的控制律軟件,極為靈敏和準確的控制戰鬥機。這個問題,直到數字化的電傳飛控系統實用化以後才得到解決。

陣風已是整體設計水平最好的三代機,但距離完整發揮鴨式佈局理論性能極限仍然很遙遠

其次,鴨式佈局的戰鬥機,在設計時必然將遇到相當多的侷限,為了保證飛行控制安全而不得不放棄理論上性能最好的氣動設計。這一點在三代機上表現的很明顯,比如三代鴨式佈局戰機沒有一種能將鴨翼和機翼水平安置,將整個機身做成真正完整的升力體佈局設計,主要的問題就是降低飛行控制的難度和風險。直到殲20才解決這個問題。











沙漠之湖


鴨翼位於主翼前方,鴨翼產生的升力可以幫助飛機快速抬頭,同時流過鴨翼的氣流經過主翼,可以增加主翼的升力。鴨式佈局不是什麼新技術,萊特兄弟發明的世界上第一架飛機,就在主翼前方設置了小翼,其作用與鴨翼相同,而現在的鴨式佈局,鴨翼是全動的,大大提高了飛機的機動性。隱身戰機當中,F22和F35是正常式佈局,殲20採用了鴨式佈局,蘇57將大邊條翼前方設置成可動的,能改善機動性但不是鴨式佈局,FC31也是正常式佈局。因此隱身戰機當中只有殲20是鴨式佈局,有一種說法是鴨翼對於隱身有不利影響,所以隱身戰機不宜採用鴨式佈局,中國的發動機落後,殲20採用鴨式佈局是無奈之舉。其實,隱身戰機的雷達反射特徵是絕密,究竟鴨翼是否破壞隱身,影響有多大,是否有改進措施,如何改進等等,中國肯定做過大量的研究和試驗,選擇鴨式佈局一定是經過嚴格比選反覆論證的,而且對其優缺點都是有各種應對措施的,這個不是什麼嚴重問題,空軍已經公開表示對殲20非常滿意,這充分說明了殲20是成功的隱身戰機。


慣性導航88761176


殲20的鴨翼好處很多主要是通過渦流下洗機翼上表面積提高升力,升力是飛行的根本沒有升力談何飛行?有些人總是認為鴨翼是彌補推力的不足,其實這是沒有航空s知識常識的認知,飛行的基本特性是升力向上,重力向下,推力向前在,阻力向後,也就是消耗推力的是阻力,支持飛行擺脫重力的是升力,沒有升力就沒有飛行,當然形成升力不單單是推力,推力只是其一,所以不能籠統的說鴨翼渦流增升是因為推力不夠。升力主要是機翼上下表面相對氣流形成的壓力差,推力只是產生相對氣流的一種力。

知道升力對飛行的意義就要了解幹嘛要增升,現代飛機採用增升手段比較多,常見的有機動襟翼,邊條翼f18.f16.蘇27等,擾流板幻影2000,颱風,尖銳側邊緣f22.35.fc31。鴨翼的殲十,陣風,鷹獅等。上述可見各國都在追求渦流增升,鴨翼不過是渦流增升最有效的技術罷了。鴨翼可以最大增加自身面積八倍升力係數,這些都是邊條翼,擾流板望塵莫及的。升力係數大升阻比高,對推力消耗就少相對省油的多,當然起飛距離也短很多殲十常規訓練基本掛載400多米就拉起來了!鴨翼增升比邊條增升的優勢還有就是零迎角增升,也就是鴨翼由於高於機翼安放導致脫體渦始終都下洗機翼,而邊條翼由於安裝面和機翼水平故在低迎角不產生升力大致認為迎角12度一下增升效果不明顯,當然迎角越大阻力越大。也就是鴨翼水平飛行大迎角機動都有增升的作用,而邊條只是迎角增升。

難道非要渦增升不可?我想戰鬥機至少都在追求這一技術當然早期三代機個別除外。因為升力主要產生在機翼機翼設計又要考慮減少阻力但又要兼顧亞音速機動,超音速飛行,所以就要求機翼面積足夠大,但翼展又要小,最後辦法只能做小展弦比機翼,這樣設計就出現了靠近機翼翼根面積多靠近外側翼稍面積小的問題。由於附面層的影響流程距離越長附面層堆積越厚機翼升力係數減少越多,一般一米的距離可產生一釐米的附面層,也就是小展弦比機翼大多在飛行時候靠近機身內測的上表層翼面會有附面層堆積降低升力係數的現象,且根稍比越大越嚴重,類似幻影2000看似很大的翼面積還是要在前邊設計擾流板。

渦流增升鴨翼無疑是最好的,但由於採用高於機翼的設計增加了阻力和影響隱身,殲20採用鴨翼上反機翼下反依然對隱身有影響(f22.35後置尾翼可被機翼遮擋。當然隱身有很深的學文不單單是水平投影面積,很多的爬行波散射,邊緣繞射,不連續年散射等設計飛機氣動設計材料運用,結構設計很多方面不是放在後邊就完事大吉,放在前年就最該萬死。

鴨翼除了增升還有很多好處1前置鴨翼提高靜穩定度,使飛機俯仰更靈活。2控制配平力矩大,常規水平尾翼大多有正32度負15度的控制行程,鴨翼可以做到90度。3更適合超音速飛行,超音速飛行會產生激波而激波是由機頭壓縮膨脹主機翼接近壓縮膨脹激波越近阻力越大,而鴨式佈局都是吧翼展更大的機翼設置在後邊,4縱向控制配平好,鴨翼由於前置所以控制配平無干擾,而尾翼在機翼後邊始終受到機翼脫體渦流影響,也就出現了形形色色的安放位置,典型的f4高置,蘇27.飛豹的低置,以及更多的遠距。超音速尾翼配平更差,超音速尾翼處在激波錐後部的低流速的高壓區流速越低配平效率越低,而鴨翼始終在流速快的前端。

當然鴨翼也有很多缺點暫不說了,並不是說美國人不用就是這技術就不好不過是設計師解決問題方式不同,每個設計師都會拿出自己最拿手的方案這就是為啥俄羅斯人獨愛中央升力體,法國人鍾愛無尾三角翼,美國人致力於常規佈局,而楊偉更拿手鴨式佈局呢


83式裝甲輸送車


不只是鴨翼,飛機上的每一個暴露出來的零件,都在影響著隱身效果。假如因此就否定鴨翼,那是愚蠢的。如果因此就取消鴨翼,那就更是得不償失了。首先,鴨翼可以直接產生抬頭力矩,且靠近座艙,可控性無與倫比。其二,可以產生復加升力(這部分,自行腦補)。三,可以產生近距偶合效果,其實也是增升(這部分,請百度)。四可以減少阻力,由其是跨音速階段(這部分,去百度)。即然鴨翼有那麼多好處,那它有什麼缺點呢?答:目前還沒找到。所以否定鴨翼的人,不是鴨翼有問題,是你們的大腦有問題……可能不全是大腦的問題。可那就更要命了,那說明良心也有問題。


大熊貓68508222


前鴨翼可以偏轉產生升力快速太升機頭形成大仰角使戰機高速機動飛行搏鬥,鴨翼戰鬥機是世界少數國家習慣以及掌握的技術,西方主流還是水平尾翼為主,中國有高速風洞測試出來的實際優點而選擇了鴨翼佈局,犧牲了一點美觀和隱身性能,但是大大提高了機動性。


大牛鬥帝


J20是因為中國的發動機不過關,用老毛子的發動機動力不夠,推重比沒能達到要求。為了更大的升力和更好的機動性只能在氣動佈局上想辦法。為了綜合的性能考慮,就只能犧牲隱身性能了。


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