SWL守望黎明
戰機是否採用鴨翼+三角翼,主要還是看對戰機的使用要求和發動機的推力。比如,美國戰機基本上不採用鴨翼佈局的,主要是美國戰機的發動機推力大,不需要使用鴨翼來提高升力和機動性;另外,美軍的空戰理念是以超視距攻擊,先敵發現、先敵開火為主。
所以,戰機的氣動佈局設計,歸根結底還是要從發動機性能和戰機的任務需求來考慮的。比如,跑車發動機安裝在SUV上,照樣跑得飛快;而轎車發動機要安裝在跑車上,當然跑車的結構必須作很大的改變,否則它如何跑得快呢?例如,同樣是以制空為主的F22和殲20一樣,F22採用傳統氣動佈局,而殲20則採用升力體的鴨式氣動佈局;F22就像SUV裝上跑車發動機,而殲20則是超跑裝上轎車發動機一樣。
鴨翼也不全是配合三角翼來設計氣動佈局的,比如殲15(蘇33)、印度蘇30mki、俄羅斯蘇34等,都是鴨翼+常規寬翼展主翼+尾翼氣動佈局的;這種氣動佈局,能使戰機載重量大,並且能提高短距起飛的升力,以及空中機動性。
上面組圖為蘇30mki和蘇34戰機
而印度光輝戰機卻單純採用三角主翼,沒有鴨翼,也沒有尾翼;這種氣動佈局是為了給戰機減重和降低飛行阻力,機動性能比較差。所以,鴨翼並不完全就是與三角翼組合,也不能說三角翼就非要有鴨翼配合。下圖為印度光輝戰機
論道今朝
確切地說是從四代戰鬥機開始,鴨翼+大三角翼的佈局開始扎堆出現,比如瑞典的JAS-39,以色列的獅式戰機,我國的殲10,歐洲的EF2000和法國的陣風戰鬥機,都是鴨翼+大三角翼,且取消平尾的佈置。所以這絕對不是偶然現象。
JAS-39
陣風戰機
EF-2000
殲10
我們來簡單理順一下鴨翼戰機使用大三角翼的邏輯。一架飛機,要麼要有鴨翼,要麼有平尾,
因為他倆的主要的作用都是在不同速度和攻角下來配平飛機的力矩,使飛機姿態可控。但實際上鴨翼的作用還不僅於此。近距耦合的鴨式佈局飛機,鴨翼是產生的脫體渦流,流經後面的主機翼時,因為渦流芯部處於低壓區,和主翼氣流產生有利擾動,表現為提供一種額外的升力(即渦升力),可以較好地提升飛機的升力係數;同時可以延緩主翼上附面層分離,使戰機的失速攻角增大。
近距耦合的鴨式佈局,鴨翼產生的渦流可以為主翼提供額外升力
渦流的路徑並不是向正後方後掠過後面的主翼,而是向斜後方掠過主翼。因此設計成大三角翼,一個是可以讓主翼的升力提高,降低翼載荷,還有一個就是它的面積越大,就越能利用好渦升力。加上鴨式佈局的戰機可以省略平尾,所以三角翼可以繼續往後延伸到飛機的尾部。於是就成了我們看到的鴨式佈局+大三角翼的樣子。
未採用三角翼的鴨式佈局飛機
當然凡事也有例外,比如殲20雖然是鴨式佈局,但機翼並不是三角翼,而是梯形翼,而且還在主翼和鴨翼之間採用了邊條;再比如Su-33和殲-15,採用的是後掠翼,但也在機頭處增加了一對較小的鴨翼。這與沈飛當年提出的五代機方案,則是一種三翼面佈局,即鴨翼-主翼-平尾的佈局是一樣的。再比如美國當年的X-36技術驗證機,採用的是鴨翼+翼身融合佈局,機翼採用的是一種複合形狀,外翼後掠,內翼前掠。而目前各國已經提出的六代機方案中,也有采用鴨翼加梯形翼的。可見鴨翼和什麼機翼搭配並不是固定的,戰鬥機的氣動佈局仍是在處在不斷髮展的,不斷探索的過程中。
Su-33和殲15是在常規佈局基礎上增加了一對鴨翼
殲20屬於鴨翼+梯形翼,也不是大三角翼
X-36為鴨式佈局+翼身融合
六代機方案裡也有使用鴨翼+翼身融合的氣動佈局
紙上的宣仔
這件事沒關太大的聯性!
先看幾個鴨式佈局並不是三角翼的例子:
第一個是倭國震電:
這架飛機出現在很多的遊戲和動漫作品中,其實是有實機的,在二戰末期已經生產出原型機,但日本戰敗就退役了。
服役於1945年8月3日,但~退役於1945年8月15日。也算是最短命的戰鬥機之一了。
再來個美國的:
這是一型利用F-5A戰鬥機修改為前掠翼技術的驗證機的鴨式佈局戰機
原型是這樣樣子的,拆掉原來的機翼換上了前掠翼和鴨翼。也是一種鴨式佈局戰機。
F-15 STOL/MTD ,這是F-15的高機動性戰鬥機,利用了三翼面佈局,但這東西也叫鴨式佈局。
在說俄羅斯:
大家最熟悉的應該就是S-37了
其實俄羅斯是鴨式佈局戰機的一個大坑。
例如Su-30SM
Su-33
甚至是雅克的神機JUMO
這些都是鴨式佈局的飛機。
現在咱們首先得說什麼是鴨式佈局,鴨式佈局(canard)又叫抬式佈局,是將一對小翼面放於機身前部提供額外升力的氣動佈局方式。
並不是特別侷限於一定是“鴨式三角翼無尾翼”的形式。
而題主所說的“為什麼鴨式戰鬥機大多是三角翼”裡面的三角翼其實——也是一個錯誤的認知吧?是不是覺得只有這樣的機翼才叫三角翼呢?
其實三角翼的正確概念是——機翼前緣和後緣不平行的機翼。
這樣的機翼其實都是三角翼:
三角翼本身由於展舷比比較小,更利於高速飛行,而目前大多數戰鬥機的指標中“速度”是一個主要的指標,因此大部分戰鬥機也就使用了三角翼佈局以達到高速飛行的目的。
這和配合不配合鴨翼實際上是沒有必然的關聯的。