殲-20裝配渦扇-15發動機後,能取消鴨翼嗎?

紅龍軍團長


無論換不換髮動機,J20都不可能去掉鴨翼,因為這不是技術進步這是技術退步。鴨式氣動佈局相對於常規氣動佈局有著很大的技術優勢。

首先,鴨式氣動佈局有著非常高的升力係數,要遠遠超過常規氣動佈局。以J20和F22為例,J20最大升力係數在1.9到2.0左右,而F22只有1.55左右。那麼鴨式氣動佈局為何會具備更高的升力係數呢?第五代戰鬥機基本都是升力體機身設計。也就是說不光水平翼面會產生升力,機身也會產生升力。對F22來說機身側面進氣道的外側邊嵴能夠產生一股渦流,這股渦流流經機翼上方會帶來額外的升力,同時在這股渦流擾動下,機身上表面空氣流速會加快,這樣機身就能產生升力。

而J20能夠產生更強大的渦流。J20有兩個渦流發生器,一個是鴨翼,另一個是鴨翼和機翼之間的機身邊條,這兩者結合能夠產生更強大的渦流,因為鴨翼的展向尺寸比F22的進氣道側邊嵴尺寸要大得多,導致鴨翼渦尺寸更大,連機身邊條產生的渦流都比F22進氣道側邊嵴產生的渦流強大。而且鴨翼下方的氣流壓力大,在鴨翼渦流經機翼和機身上方時能不斷向渦流補充能量,使渦流的強度遠遠超過F22。藉助於渦流的力量,J20的機翼能夠獲得更大的升力,而且因為渦流也覆蓋了機身上方,所以J20機身部分也能產生更強的升力,這就是為什麼鴨式氣動佈局的升力係數要高於常規氣動佈局的原因。這樣還可以適當減少機翼面積以減少阻力,以平衡發動機性能的不足。

鴨式氣動佈局的技術優勢還在於機動性要遠優於常規氣動佈局。在評價戰鬥機機動性時常用的技術指標是單位面積翼載荷,在這方面鴨式氣動佈局佔據很大優勢。以J20為例,其機翼面積為68平方米左右,F22為78平方米左右。整架飛機的重量等於全機升力,全機升力等於機翼升力減去平尾升力,因為F22的平尾產生的升力是負的。而J20的整機升力等於機翼升力加上鴨翼升力。對F22來說產生升力的面積相當於F22機翼78平方米扣掉平尾的10平方米左右,也就是68平米左右。而J20產生升力的面積是機翼的68平方再加上鴨翼。而J20還沒加上鴨翼的升力面積就已經等同與F22的升力面積了,如果還要加上鴨翼的面積,那麼J20能夠產生升力的面積肯定是大於。如果兩者要產生同樣的升力,那麼J20的單位翼載荷肯定是小於F22的。而且因為J20的機身部分也能產生比比F22更強大的升力,所以J20的單位翼載荷的優勢會更大。

對戰鬥機來說瞬間盤旋角度是評價戰鬥機機動性的一個重要指標。這方面,鴨式氣動佈局的優勢也遠優於常規氣動佈局。戰鬥機在快速轉彎時都會將機身側傾,這就是在利用整機升力在水平方向上產生的分量來提供更強大的向心力,幫助戰鬥機獲得更小的轉彎半徑,既然J20的升力係數更高,產生的升力更大,那麼就更容易獲得更小的轉彎半徑。我們知道飛機轉彎時還要藉助於垂尾來產生操縱力矩,雖然J20的垂尾相對於整機的氣動中心點要比F22的距離要短,也就是操縱力臂要小,但是仍然也通過儘量後置垂尾,加大垂尾後掠角度等進行一定的補償,更重要的是J20採用了全動式垂尾,整個垂尾的面積比F22的方向舵面積大了一倍以上,所以最終,J20的垂尾能夠產生的操縱力矩要比F22大不少。

然而,事情還不僅如此,J20還有自己的獨門絕技,那就是鴨翼差動技術,鴨翼差動是從J10身上繼承過來的,如今已經運用的爐火純青了。通過鴨翼的差動也能夠產生水平方向上的操縱力矩,這個力矩也是比較大的。因為鴨翼到整機氣動中心點的距離很遠,所以操縱力臂就很長,導致操縱力矩也非常可觀,而常規氣動佈局是沒有這個能力的。有人說了,F22還有矢量推力能力,但是要知道J20裝備的也是矢量噴口,而且是三維的,比F22的兩維矢量噴口更先進。綜上所述,在空中機動能力方面鴨式氣動佈局也有很大技術優勢。

J20的矢量尾噴口

在氣動阻力方面,鴨式氣動佈局也是佔據優勢的。常規氣動佈局是有配平阻力的,而鴨式氣動佈局沒有這個問題。因為在常規氣動佈局中重心在前,機翼產生的升力在中間,平尾產生的升力在後。整架飛機要想保持平衡,平尾產生的升力一定是負的,為了產生負升力必然就會產生配平阻力。而對鴨式氣動佈局來說完全沒有這個問題,鴨翼產生的升力是正的,重心在中間,機翼產生的升力也是正的,三者達成平衡,不存在配平阻力問題。

所以總體來說,鴨式氣動佈局讓J20獲得了很大的氣動優勢,在氣動阻力上可能有百分之十幾的優勢。這樣的優勢可以降低對動力系統的要求,配合目前裝備的WS10B發動機,J20仍然能夠獲得不低於F22的超巡能力和機動性。所以無論換不換髮動機,J20都能有效對抗F22,如果能換更大推力的發動機,那就是錦上添花的事情。

網上經常聽到有人說鴨翼最好裝在別人的飛機上,以此來證明鴨翼不好,不利於隱形。但實際上這句話跟隱形沒有一毛錢關係。這句話是美國F16的設計師在六七十年代講的,原因是因為當時的美國還沒有掌握鴨式氣動佈局,關鍵的技術障礙是鴨式氣動佈局有一個技術難點就是鴨翼隨飛機迎角增大過程中氣動特性會出現非線性,簡單的講就是隨著機身迎角的增大,鴨翼的氣動特性不是連續穩定變化的,有時會出現突變,這就造成鴨式氣動佈局難以駕馭。後來一直到電傳操縱系統出現後才解決了這個難題,解決了這個問題之後,鴨式氣動佈局相對於常規氣動佈局的技術優勢就充分發揮出來了。八九十年代以後,世界各國研製的戰鬥機大都選擇了鴨式氣動佈局,如歐洲的陣風、颱風、鷹獅39和我國的J10、J20。

那麼鴨翼是否真的對隱形非常不利呢?對機頭方向上的RCS來說,雖然鴨翼會產生反射增大反射面積,但同時也會遮擋後方的機翼,機翼反射面積會相應變小。鴨翼和機身之間的狹窄縫隙會是一個散射源,但是從J10開始鴨翼就是用複合材料來做的,剛開始J20的驗證機還用一個小小的邊條來遮擋這個縫隙,但後來到原型機乾脆就取消了,可見鴨翼和機身間的縫隙對機頭正面的RCS貢獻有限。另外鴨翼內部結構很簡單,不像機翼內部還有各種金屬部件,甚至可以完全用透波型複合材料來做。此時對雷達來說,鴨翼基本上是不存在的。

實際上鴨翼只有在一種情況下會對正面RCS產生一定影響,那就是當鴨翼偏轉角度比較大時。但是這可以通過一些策略進行改進,比如通常的仰俯主要通過機翼上的升降副翼來完成,只在高機動狀態再動用鴨翼,這樣就可以解決問題。而當需要鴨翼大幅度動作的時候其實應該是近距離空戰的時候,而此時可能早就肉眼可見對方了,鴨翼有沒有增大RCS已經無關緊要了。

此外,我們站在另一個角度來論證一下。假設鴨翼對J20機頭方向上的RCS有比較大的影響,那麼對常規氣動佈局來說,平尾對機尾方向上產生的影響也是類似的。雖然雙方都希望以自己RCS最小的方向指向對方,但是實際相遇時各自所處角度是隨機的各個角度都有可能,特別是雙方RCS水平相差不大時。無論是鴨式氣動佈局還是常規氣動佈局都一樣,發現對方的概率是接近的,不會出現某種氣動佈局佔據很大優勢的情況出現。所以,鴨翼對隱形非常不利這句話無論如何都是錯誤的。

綜上所述,鴨翼對J20來說是技術優勢而不是劣勢,無論換不換髮動機,J20都不可能去掉鴨翼,推出所謂無鴨翼的版本。而且去掉鴨翼實際上是徹底修改了氣動佈局,那麼相當於重新設計J20,這無論成本還是時間都是無法接受的。


尖端防務


代號“峨嵋”的渦扇-15,是我空軍首款推重比為10左右的航空發動機,用在了成飛的第3代戰機殲-10B上,賦予了殲-10B非常強勁的動力,才有了單發動機的殲-10B在第12屆珠海航展上瀟灑地做出了眼鏡蛇、落葉飄、極小半徑轉彎等空中高難度動作,從而震撼了全球空軍界。

我空軍第4代隱形戰機殲-20,儘管是款重型戰鬥機,最大起飛重量接近40噸,但由於採用了渦扇-15雙發動機,令機動能力包括飛行品質大幅提高,具備持久的超音速巡航能力,以及夢寐以求的過失速機動性。

殲-20採用了DSI鼓包進氣道、全動雙垂尾、上反鴨翼帶尖拱邊條的鴨式氣動佈局,是其最大的特徵,正因為是鴨翼佈局,產生了強大的渦流,可以大幅增加主翼升力,獲得更好的機動性能。

儘管殲-20的鴨翼佈局,導致了最大攻角與持續攻角的矛盾性,並且鴨翼偏轉時產生強度較大的鏡面反射回波,對飛機頭向雷達散射截面影響甚至比常規佈局飛機大,但畢竟使得殲-20擁有了較優秀的超音速控制率,良好的大仰角升力特性,以及較大的瞬時攻角與滾轉率。

現在,換裝了代號“峨嵋”的渦扇-15發動機的殲-20,有了更加強盛的動力以及提高了飛行品質,但也不能將其鴨翼取掉,如同天使折斷了翅膀,對殲-20的飛行品控性能將有非常大的影響。

一旦取掉殲-20的鴨翼,至少整機的氣動佈局被破壞了,整機將推倒重新設計;此外,殲-20看起來就不舒服了,有點怪怪的樣子,用張局座的話來說,顏值就是戰鬥力!

大凡擁有漂亮機體的戰機,其本身作戰能力不會差,折了一對可愛小翅膀的殲-20,既然影響了顏值,那麼就一定會影響其戰鬥力的提高。

本來換裝推重比更大的渦扇-15發動機,賦予了殲-20更強勁的動力,以及更強的作戰性能,現在倒好要將殲-20的一漂亮的小翅膀給硬生生地折斷了,如同折了人的手臂,戰機和人一樣,當然影響其戰鬥力的提高了。

換裝渦扇-15發動機,如同錦上添花,不知道是哪個吃飽了飯撐的,偏偏要折斷殲-20的一對小翅膀,讓其受傷流淚,大幅提高飛行阻力,折損作戰半徑和最大載彈量,以及空中非凡的超機動能力,實在是罪過罪過罪過。

因此,即便殲-20換裝渦扇-15發動機,取消鴨翼以後,將直接導致殲-20成無尾三角翼戰機,配平壓力將非常大,將引起殲-20氣動中心後移,影響飛行品控性能,將是得不償失的。

鴨翼+邊條翼+全動垂尾,是成飛經無數次的風洞吹出來的優異空氣動力學方案,是提高殲-20機動性最直接成本最小的優化設計,在動力相同的背景下,其機動性能其他戰機所無法比擬的,高難度的複雜飛控,許多國家根本就無力突破。


國平軍史


鴨翼沒必要取消的。

我國如今在飛機上使用鴨翼並不是為了修正不足,而是為了更好的氣動佈局。我國對鴨翼的研究已經是十分成熟的了。所以,不存在說鴨翼對飛機整體上有什麼不好的影響。

美國對F35進行設計時,曾經就考慮過鴨翼佈局。只不過國外對鴨翼佈局並不熟悉,於是後來取消了。

所以,鴨翼並不落後。殲二零的鴨翼更是可以為殲二零提供更優秀的機動性,而且,作為五代重型戰鬥機的殲二零因為氣動佈局的優越性,也減小了對發動機的依賴,一旦發動機技術過關,再配上優秀的氣動佈局,所產生的將是性能十分優秀的一款戰機。



永煜中原


我國的第五代隱身戰機殲-20的誕生已有8年的時間,雖然目前已經開始批量服役,但一直以來因為發動機推力不足、五代機中唯一鴨翼的問題,使得外界對殲-20戰機的評價褒貶不一,為此也有不少網友希望在殲-20換裝推力更大的渦扇-15矢量發動機之後,能夠取消鴨翼,但結果真的會這樣嗎?

其實,殲-20戰機鴨翼的存在主要是為了提升其機動性,因為目前殲-20使用還只是渦扇-10B發動機,該發動機的最大推力只有14噸左右,低於F-22和蘇-57戰機所用的發動機,所以相比較之下殲-20發動機推力有所不足,為此殲-20才在氣動佈局下了大功夫,採用了鴨翼+邊條翼+前後襟翼+全動尾翼氣動佈局以彌補發動機推力不足的問題!

不過,話又說回來,很多網友希望取消鴨翼的重要原因就是鴨翼的存在似乎影響了殲-20戰機的整體隱身性!其實表面上是這樣,但事實並非如此,殲-20的鴨翼只是在機動飛行、起飛降落的時候使用的,平飛的時候並不會轉動,而不轉動的時候鴨翼並不會影響殲-20的隱身!

也就是說殲-20戰如果不做機動飛行、規避導彈等動作的話,並不會破壞其隱身性。另外,殲-20戰機的鴨翼的存在,就如同F-22戰機上那個巨大的平尾一樣,為什麼眾人都不說F-22上那平尾影響隱身性,那殲-20的鴨翼怎麼就影響那麼大了呢?

而最重要的是,目前鴨翼已經是殲-20戰機上必不可少的一部分,這是整體氣動佈局設計最優的結果,如果要取消鴨翼,那再加上殲-20的機翼採用大後掠角,將引起整個戰機氣動中心後移,如果要解決這一點那就要重新設計殲-20的氣動外形,這一改動的工作量不比重新設計一款五代機少多少!

綜合來說,鴨翼的存在對殲-20隱身性的影響並不大,如果為了這一點就取消鴨翼的話,那將無意義重新設計一款戰鬥機,最終只能是得不償失!而且,如果換裝渦扇-15發動機的話,那和鴨翼也是相互提升!另外,如果那麼在乎隱身性的話,直接將鴨翼、平尾、垂尾都取消,就剩下一個飛翼那隱身性肯定很好!


天下布武


對於廣大軍迷來說,殲-20最大遺憾的當屬發動機推力不夠了,因此外界一直比較關注渦扇-15的進度;同時受到美國“鴨翼最好是裝在別人飛機上”的引句影響,始終有人在不斷放大鴨翼設計與身俱來對前向隱身的影響,這就有了裝備渦扇-15後取消鴨翼的設想。

先來說說鴨式佈局的幾個特點吧,首先鴨式設計能提升氣動佈局的升力特性,顯著增加戰機升阻比係數;其次鴨式佈局對於戰機的機動性有一定的提升作用,主翼上的襟副翼差動時,可以改善鴨式氣動佈局的滾轉機動性,另外對於飛機大仰角機動性也不錯的助益;最後就是可操縱性不錯,合理的解決了靜不穩定性之間的矛盾,對於戰機的操縱性和敏捷性幫助較大。

當前,殲-20所採用的鴨翼+邊條+升力體+全動垂尾設計的“小展弦比邊條升力體鴨翼式氣動佈局”,外界分析普遍認為,主要是針對提升殲-20的超音速巡航能力而服務,言外之意就是以氣動設計來彌補發動機的不足,從而使得殲-20在使用國產發動機的情況下具備了低速超音速巡航能力。

殲-20氣動佈局設計有利於提升其飛行速度的觀點並沒有錯,先裝備的渦扇-10改進型發動機推力不夠也不假,這個問題也真真切切存在。但是將前者的優勢片面的歸結到後者發動機推力上顯然有點不全面,殲-20的氣動佈局設計不僅僅提升飛行速度,同時對於內置彈艙的設計、飛機的內載油航程都有相應的幫助效應,並不能一概而論的看作是氣動佈局彌補動力。

既然,設計者知道發動機推力不夠,通過氣動佈局設計可以一定程度的彌補,那麼同步展開配套渦扇-15的發動機研製工作豈不是多此一舉。從這個角度來看,殲-20從設計之處對於高機動性能就有較高的指標,氣動佈局傾向於這一指標也合情合理。

再從殲-20的尺寸和航程角度來看,殲-20的機體長度約21.3米,比美國的F-22要長得多,但相比國產重型殲擊機殲-16,殲-20的機體長度並不是很長;之所以視覺感官殲-20尺寸比較大,主要是其較大機身長寬比設計導致視覺誤差形成的。機體尺寸並不比殲-16大,但是能獲得比殲-16還大的作戰航程,除了制空作戰內置彈艙彈藥載重比低之外,還和其機身升力體設計有直接的關係。

倘若殲-20如期裝備渦扇-15發動機後,其推重比將得到大幅提升,基本上可以接近美國F-22的水平,屆時殲-20大推力發動機+優異氣動佈局設計將使得其最大飛行速度達到空前的2.6馬赫,遠高於其他同類機型,此時鴨翼的作用已經計算再內,取消鴨翼豈不是自廢武功?

另外,取消鴨翼意味著殲-20的機動佈局需要重新設計,主翼的位置要前翼,同時還要增設尾翼,如果處理不好就會直接影響到當前比較成功的升力體佈局設計,或者說改動後的氣動佈局達不到當前的升阻比係數,對於殲-20的整體作戰能力將大打折扣,實在是得不償失。況且,採用鴨式佈局,其初衷並不是因為發動機問題,對於發動機的彌補只不過是設計帶來的紅利而已。

殲-20的氣動佈局設計通過增加邊條的方式使得鴨翼和主翼之間形成完美的過渡,一定程度上已經將鴨翼對隱身設計帶來的影響降至最低,總體正面RCS數據值已經達到了一個很不錯的數值。另外,要看清楚我們殲-20的潛在對手F-22是用發動機推力塑造的一款高機動戰機,殲-20的首要定位是在空戰中能夠壓制F-22,隱身性能F-22已經達到登峰造極的地步,很難在RCS數據上實現顛覆性的超越,剩下的就只有機動性了。

很多人將F-35作為殲-20的對手,眼界太小家子氣了,我們能壓制F-22才是王道。既然優異的氣動佈局還不錯,換裝渦扇-15如虎添翼,何必非要強迫其取消鴨翼自廢武功而換取不可能實現超越的F-22的隱身設計呢?豈不是挖坑自己往裡跳嘛。


鷹鴿分析


殲20戰機現在裝備的發動機仍然是渦扇-10B發動機,最大推力約14噸,它的推力和推重比略遜於美俄兩國的五代機發動機,並且,渦扇-10B以及整個太行系列發動機其實是我國四代機的專用發動機,除了殲20,像殲11B、殲16等戰機均裝備了太行系列發動機。從這一點講,渦扇-10B其實是殲20戰機的過渡選擇,後者最終會採用五代機專用航發---渦扇15大推力矢量發動機,這款發動機的設計推力達到18噸,完全符合殲20戰機的相關需求。話雖如此,當初有不少人認為,殲10B發動機動力不足,殲20戰機因此才會採用鴨翼佈局。隨著渦扇15發動機即將列裝部隊(預計2020年完成研製),人們總會有殲20戰機裝備渦扇15發動機以後就會取消鴨翼的想法,這種觀點完全不正確。

殲20戰機採用多種氣動佈局,考慮全面合理,取消鴨翼與重新設計一款戰機無異

事實上,殲20戰機是世界上氣動佈局最複雜的戰機,科學工作者們經過充分論證,在綜合考慮戰機的隱身性以及機動性以後,最終決定合理整合多種氣動佈局,這就是殲20戰機為什麼會採用鴨翼+邊條翼+雙三角翼+全動尾翼佈局之原因。如果單單是因為換裝了渦扇15發動機就隨便取消鴨翼的話,無異於徹底推翻殲20戰機的風洞實驗數據,與此同時,改裝後的殲20戰機還必須考慮整機佈局,然後再頻繁進行試飛。如此一來跟重新設計一款戰機又有何區別?

殲20戰機無法取消鴨翼的具體原因

更何況,鴨翼並不是單純為了彌補發動機動力不足,這種想法著實狹隘,下面我們來簡單瞭解一下鴨翼佈局對殲20戰機有何意義。鴨翼佈局的確增強了戰機的機動性,它從側面彌補了發動機動力不足的劣勢。但這是結果,而絕非採取鴨翼佈局的原因。殲20戰機採用鴨翼佈局一方面考慮了戰機的機動性,同時也考慮了戰機的配平力矩,它在為戰機提供巨大渦流升力的同時,也兼顧了戰機在俯仰狀態下的配平需求。此外,殲20的鴨翼與四代機的鴨翼位置有所不同,它把鴨翼前置,極大提高了力矩,換句話說,殲20戰機的鴨翼比四代機的鴨翼更能保證其機動性,而鴨翼上反則從某種程度上削弱了它對戰機隱身性能的影響。

殲20戰機的鴨翼對隱身性影響甚微,合理整合相關技術後,完全可以削減鴨翼對隱身性的影響

按正常情況來講,鴨翼的確會影響戰機的隱身性,因為它會增強戰機的雷達反射面,可如果把握好戰機氣動面,並且從其他方面彌補的話,鴨翼不至於徹底破壞戰機的隱身性。我們從上世紀60年代就開始研究鴨翼佈局,相關技術早已被摸透了,在此基礎上,我們才為殲20戰機打造了上述多種氣動佈局相結合的外形。如果鴨翼確實影響戰機隱身性的話,我們又怎會堅持讓殲20採用類似氣動佈局呢?

完全依靠矢量發動機來保證殲20戰機綜合性能發揮並不靠譜

有人說了,既然渦扇15發動機是矢量發動機,我們完全可以依靠新型航發來保證殲20戰機的配平和俯仰力矩,但是,矢量噴口畢竟使用壽命有限,一般來講,它只能正常使用兩三百個小時,我們沒有聽過一架戰機性能充分發揮要完全依靠矢量發動機,當然了,單靠矢量發動機也極易發生危險,這種做法畢竟是一條腿走路,很難保證可靠性。

結論:鴨翼與渦扇15強強聯合,殲20戰機未來會領先全球

我認為,殲20戰機換裝渦扇15發動機,會與鴨翼佈局相得益彰,屆時戰機的機動性將更加強悍,受助於渦扇15的強大推力,殲20戰機的載彈量和航程均有望增加,因此,鴨翼對殲20戰機乃是“如虎添翼”,而非“畫蛇添足”。貿然取消鴨翼,意味著推翻殲20戰機之前的所有設計,既不符合預設需求,同時也耗時耗力。


尊重客觀事實,探究事件真相,我是兵器世界,歡迎關注



兵器世界


殲-20戰鬥機是我國自行研製的一款第五代戰鬥機,這款戰鬥是世界上第五代戰鬥機中唯一使用鴨翼結構的機型。我國戰鬥機在鴨翼上的首次探索就是目前大批裝備的殲-10戰鬥機,通過殲-10戰鬥機的研製和裝備,我國已經對這款氣動佈局非常在行。殲-20戰鬥機目前使用的是AL31F改進型的發動機,這是一款從俄羅斯進口的大推力渦扇發動機,從殲-20戰鬥機的研製到目前的批量裝備都是採用了AL31F系列發動機。

戰鬥機在研製過程中的氣動佈局其實與發動機是沒有太多的關係的,特別是殲-20這款已經定型的第五代戰鬥機,殲-20戰鬥機的鴨翼在使用中的作用非常大,如果取消鴨翼的化這款戰鬥機的飛行都會遇到問題。雖然說渦扇15發動機是一款比AL31F發動機更為先進的型號,但是也無法實現在沒有鴨翼的情況下的飛行。

殲-20戰鬥機的氣動佈局在研製之初就已經確定,如今再怎麼改都無法對鴨翼佈局進行調整,否者就不是殲-20戰鬥機了。世界上的確有許多戰鬥機的設計是沒有水平尾翼,包括法國達索的幻影2000戰鬥機和印度斯坦航空有限公司的LCA光輝戰鬥機,光輝戰鬥機在發展過程中還試圖增加鴨翼結構呢。

實際上渦扇15發動機到目前為止還沒有研製完成,因此在很長的時間內還是會使用渦扇10發動機,之前我國已經在殲-10B戰鬥機上進行帶有矢量噴口的渦扇10發動機的測試,而這個顯然是為了在殲-20戰鬥機上的使用做前期準備工作。就算使用了帶有矢量噴口的渦扇10改進型發動機,殲-20戰鬥機還是要使用鴨翼,因為這是一個非常重要的氣動舵面。


航空視界


反問一句:F-119發動機這麼厲害,那F-22能不能取消平尾?氣動佈局就擺在那,隨便取消操縱面是要作死嗎?

F-22採用常規佈局,取消平尾會就產生無可抑制的低頭力矩

殲20採用遠距耦合鴨式佈局,鴨翼的面積很大,如果取消會產生無法抑制的低頭力矩


最常見的氣動佈局只有三種,一種是常規佈局,一種是鴨式佈局,此外還有個無尾三角翼佈局。兩者最大的區別就在於用於配平的操縱面是在前還是在後。如果是配平的操縱面在後,就是常規佈局,配平操縱面為平尾;如果是操縱面在前, 那就是鴨式佈局,配平操縱面為鴨翼。升力中心的重心的位置都是事先定好的,因此機身,機翼,鴨翼或者平尾的設計是圍繞著氣動佈局展開,設計上存在強耦合關係,改動其中任何一個,另外的都要大改,那跟重新設計一架戰鬥機有何區別呢?無尾三角翼設計雖然不需要平尾或者鴨翼。但這需要飛機採用一雙巨大的三角翼,使得其設計與其他兩種設計的機翼完全不同,機翼後緣幾乎與機尾平齊。此時可以利用機翼後緣副翼的偏轉提供升力配平。然而殲20的主翼顯然不是這種大三角翼,所以顯然不可能改成這樣的,除非機翼大改。然而無尾三角翼由於低速下操縱性差,早就是落後的佈局了,怎麼可能走回頭路呢?想想就不可能。

三種基本的氣動佈局


所以鴨式佈局換不換髮動機,基本都氣動佈局不可能改變,尤其是殲20還是遠距耦合的鴨式佈局,鴨翼的存在主要就是提供俯仰力矩來配平的。所以即便是WS-15是矢量發動機,裝上了殲20,也改變不了這個現狀,頂多是可以減少一點鴨翼偏轉量。矢量發動機的偏轉,可以提供直接的俯仰力矩,相當於給飛機帶來了一個平尾一樣的操縱面,這在超音速巡航時可以配平,並減少配平阻力,但是仍然無法完全取代掉鴨翼。因為機動過程中不論如何矢量發動機在偏轉時都會帶來推力損失,減少飛機的能量。因此不應減少不必要的偏轉,這個活能給可動舵面就不要讓發動機來幹。如果讓WS-15完全用偏轉來代替鴨翼,那麼推力損失會變的沒法看了,而且要一直偏轉,想不偏都不行,矢量噴管壽命本來就短,這麼設計是嫌飛機不夠燒錢?

殲20鴨式佈局配平示意圖

殲20取消鴨翼後,依靠矢量發動機偏轉提供配平的示意圖,從此矢量發動機就要一直保持偏轉


所以同樣道理也適用於F-22,Su-57,F-35,發動機再厲害,基本的氣動佈局也改不了。實際上人類的航空發動機遠沒有發展到所謂“力大磚飛”的階段,推重比才剛剛突破10沒多長時間。等發動機推重比到了100,再把飛行器外形當磚頭一樣設計吧。


紙上的宣仔


殲20換裝渦扇15之後,會取消鴨翼嗎?你這小想法😄三哥的光輝戰鬥機往上加鴨翼,你的想法是去鴨翼,有沒有異曲同工之妙呢?

換裝發動機是小手術,去戰鬥機的鴨翼,屬於開膛破肚,推到重來了,名字也不能叫殲20了。真正做到了有什麼樣的發動機,造什麼樣的戰鬥機了,這也是西方理念,你的思維好先進。以你的先進思維能取個好名字嗎?叫殲什麼呢?或者叫FC什麼呢?

說你的思維好,不是反話,真的有可能性。戰鬥機前邊加鴨翼,為了提高機動性。鴨翼戰鬥機也叫抬式戰鬥機,對向上爬升,機頭指向性,橫貫性幫助都很大。但是有缺點,不要在隱形方面,尤其和戰鬥機的主翼面不在同一平面上,大約在十幾度的夾角,還有鴨翼豎起來,據說中國做成了透波體,那真的太厲害了。

不過如果渦扇15特別給力,特別是推力矢量特別先進,的確很多翼面面是可以去掉或者減小的。這些思維對於戰鬥機多翼面的佈局可能會產生根本的改變,可能渦扇15. 做不到。可能是下一代戰鬥機發動機的事,據說叫變循環發機。

變循環發動機,是指在一臺發動機上,通過改變發動機的一些部件的幾何形狀、尺寸或者位置,來實現不同熱力循環的燃氣渦輪發動機。

變循環發動機,是指在一臺發動機上,通過改變發動機的一些部件的幾何形狀、尺寸或者位置,來實現不同熱力循環的燃氣渦輪發動機。利用變循環改變發動機循環參數,如增壓比、渦輪前溫度、空氣流量和涵道比,可以使發動機在各種工作狀態下都具有良好的性能。

在渦噴/渦扇發動機方面,研究的重點是改變涵道比,如發動機在爬升、加速和超聲速飛行時涵道比減小,接近渦噴發動機的性能,以增大推力;在起飛和亞聲速飛行時,加大涵道比,以渦扇發動機狀態工作降低耗油率和噪聲。

在渦軸發動機方面,重點研究可調面積渦輪,以改變發動機空氣流量,降低部分功率下的耗油率。

那就是中國下一代戰鬥機了,你的想法真先進!



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殲20戰機採用鴨翼佈局,確實有利於動力的補充。在一定程度上可以彌補發動機動力不足,但這並不是鴨翼的主要用途和目的。

鴨翼,是決定戰鬥機氣動佈局的關鍵部分,是不能取消的。別說是鴨翼,即使是尾翼簡單的一個切角變化,都會改變飛機的局部氣動狀態。取消了鴨翼,等同於重新設計隱形機,需要從零開始研究,所有的地方都要推倒重來。

鴨翼設計有很多好處,它對戰機隱身性能影響不大,但可以帶來更多優勢。殲20的鴨翼和殲10的鴨翼顯著不同,殲10的鴨翼位置偏高,高於主機翼的水平線。目的是作為渦流發生器,飛行中對流起渦,產生下洗效應。此舉能夠減小分離效應,讓殲10的機翼獲得更多的升力,飛得更高。

殲20的鴨翼和主機翼是平齊的,這樣有利於隱身,但不利於增升,阻礙了有利氣流的形成。智慧的工程師在鴨翼上安排了一個向上的安裝角,採用了上反設計的思路。殲20的主機翼本身是下反的,如此一來,鴨翼和機翼形成了互動,實現了下洗增升的效果。

再加上殲20明顯的邊條翼,三者最大程度上提高了殲20的渦流升力,讓這款達到37噸的重型戰機可以實現高效率的飛行和高難度機動。

現在使用的發動機推力有限,單發推力只有14噸。可以滿足殲11B和殲15,殲16的需求,無法滿足殲20未來要達到的超音速巡航目標。如果渦扇15大推力矢量發動機研製成功,對殲20來說就是一次提升,其機動性會再上一個臺階。同時實現超音速巡航的殲20就成為完全達到4S標準的高端隱形機。


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