IEAE-戰鬥機飛行機動時,也許一個鏡頭就能看出很多門道

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此圖為正常速播放

這張動圖很多人肯定不陌生,作為殲-20少有的橫滾機動時抓拍的鏡頭。

我是見的多了,身經百戰了,我知道現在肯定有人要指著說:“你這軍盲小編趕緊閉嘴吧,這是桶滾!”

IEAE-戰鬥機飛行機動時,也許一個鏡頭就能看出很多門道

進攻桶滾

得,先別急著半瓶子晃盪,這張圖裡藍色的這架飛機做的機動,才是桶滾,繞著直線飛行的紅色飛機的這條直線飛,可以保證自己速度更高的時候還能保持在紅色飛機的後半球。

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圖中表演桶滾的是殲-8FR,偵查型的殲-8II,也具備空戰能力

如果這個機動只做一半,就是這個效果,僚機飛到了長機的另一側,在這個過程中,飛機的高度會拉高然後降低。

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此圖為正常速播放

圖中的那架殲-20呢, 前半段高度沒有提高,後面因為升力線變化掉高,這就是一個普通的橫滾一圈。桶滾與橫滾,在飛行員操作的層面,就是多了一個蹬舵。向一側打杆=副翼偏轉=橫滾。向一側打杆+踩舵=副翼偏轉+垂尾偏轉=桶滾。

這個動圖出自2018年6月1日央視13套的“東方時空”欄目,播出的時間是晚上8點35分,雖然只有短短几秒,但畢竟是20的鏡頭所以流傳甚廣,很多博主拿出來放的時候自然免不了吹噓一番。但是實話說這個鏡頭中表現的東西其實不算正面,暴露出了該機的一些缺點,因為整個機動過程的後半段,飛機失穩了。確切的說,是“滾轉失穩”。

我來拆解一下這個只有幾秒的鏡頭中,飛機整個機動的流程。

IEAE-戰鬥機飛行機動時,也許一個鏡頭就能看出很多門道

首先,開始機動前的平飛段,飛機的攻角較大,考慮到攝像機的高度略低於目標機,有一定視差,目標機的平飛攻角約在6-8度之間,這說明該機整個機動過程前,它的飛行速度較低,因為速度較低時飛機要平飛就需要拉大攻角獲得更大的升力維持高度。

進入橫滾機動後,你能看到,這架20滾轉一圈的過程中,滾轉的後半段要明顯比前半段滾得快,而且有加速的趨向,前半段勻速滾轉,後半段滾轉越來越快,導致在滾轉一圈(360度)的時候,飛機仍然保持著滾轉傾向,最終滾轉了約380度左右然後飛行員操縱下回中。此時的攻角要比進入機動前更大,因為掉了一些高度,要飛高一點回到之前的高度。

飛行員平時訓練,講究機動過程乾淨利落,準確無誤,一個360度的滾轉如果滾過頭了修正回來,那就是沒做好。這裡顯然就沒做好,究其原因,在於整個機動過程中,飛行員給予的杆量是固定的,在他的預想中,按照前半段的滾轉速度,他松杆時飛機應該正好機翼與天地線平齊,但是飛機後半段滾轉速度越來越快,導致最後滾轉過多。

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這個後半段滾轉速度加快並不是飛行員與飛控的有意為之,而是因為飛機滾轉的過程中,因為“馬格努斯效應”導致飛機發生飛行時發生比較明顯的側滑,而側滑造成了兩邊機翼的升力差,這個升力差加速了飛機的滾轉速度。

這種情況在飛機的滾轉中必然出現,只是因為一般情況下如果飛機滾轉速度很快,或者很慢的時候因為快那麼一點也不明顯我們不會注意到。而當滾轉速度不快不慢時,它的影響很明顯,會對整個機動造成干擾。一般而言,戰鬥機等飛行器很少考慮這個問題,因為它不會對飛行安全什麼的造成影響,只是會略微干擾滾轉時的操控精度。

IEAE-戰鬥機飛行機動時,也許一個鏡頭就能看出很多門道

像空空導彈這種對飛行機動的完成精度要求很高的飛行器在氣動與飛控的設計中減少“滾轉失穩”對飛行的影響是非常重要的課題。

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以270度每秒滾轉的F-16

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以每秒360度滾轉的F-35

“滾轉失穩”的現象始終存在不可根除,但是隻要滾轉速度足夠快,其造成的影響對於戰鬥機來說是可以忽略的,比如上面這兩張圖,它們滾轉的後半段也比前半段快那麼一點,但很不明顯。

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對於上圖中作橫滾機動的殲-20而言,以戰鬥機的角度衡量, 呈現出明顯的,肉眼可見的“滾轉失穩”,主要還是因為橫滾機動時滾轉率不夠高,畢竟上圖中的殲-20,進入機動時的飛行速度較低,此時整機的升力,舵面偏轉獲得的力矩相較高速飛行時更低,難免遲鈍一些。這也很符合殲-20在我們腦海中固有的“高速戰鬥機”的印象。


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