為什麼美國戰鬥機不採用鴨翼佈局?

我也很絕望351


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有一種並不是很靠譜的猜測,也能從某種程度上說明美軍為何不願意採取鴨式佈局:由於俄羅斯、瑞典、法國、以色列和中國的一些戰鬥機都採用了鴨式佈局,美軍不願意起用類似佈局的飛機,以給外界“美軍抄襲模仿其他國家”的把柄。換句話說,美國人是為了面子,而不願意採取這種付出和收益成正比的優秀氣動佈局,特別是在航發有著極大優勢的情況下,是否採取鴨式佈局對於美軍的戰鬥力影響並不大,而政治正確在此時就能夠起到決定性的影響。

首先需要了解什麼是鴨翼佈局,簡單來說便是採用了鴨翼,或者說是鴨式佈局的飛機。鴨式佈局通常指將水平尾翼放置在主翼之前機頭兩側的飛機佈局,而放在主翼之前的這對水平尾翼就被稱作是鴨翼。這對翼面所能夠起到的作用,是確保飛機不易失速,可控飛行迎角比較大,簡化飛機駕駛流程,保證飛行安全。同時,由於鴨翼會產生特定的渦流,因此採用鴨式佈局的飛機升阻比較大,飛機爬升時鴨翼還可以提供抬頭力矩平衡低頭力矩。

但是鴨翼的缺點也非常明顯:上文曾提到鴨翼會產生特殊的渦流,正是這個渦流影響了鴨式佈局的穩定性。鴨式佈局的飛機,鴨翼、機翼和尾翼之間會存在極為複雜的干擾氣流,因此必須要經過大量的實驗和計算,才能夠得出一個相對來說較為出色的機身設計。即便得出了能夠確保機翼之間的完美數據,鴨式飛機也存在著飛控系統複雜、著陸性能較差等問題。換句話說,鴨式佈局是一種好壞分明的飛機設計。

而美國作為世界上航空科學技術最為發達的國家,對於鴨式佈局的研究要比全世界大部分國家都要深。早在1984年,美國麥道公司就曾以F-15戰機為模板改進出了一款帶鴨翼的戰機NF-15B“敏捷鷹”。美國人通過這款戰機成功驗證了鴨式佈局的優點所在,NF-15B有著驚人的32噸起飛重量,4500公里的超大航程,以及更短的滑跑距離。可以說,這種鴨式佈局,一度讓美軍感到心動。

因此,美國人並非看不上鴨翼,相反還曾在鴨翼佈局上嚐到過甜頭。當然,美國人至今沒有列裝一款鴨翼佈局的飛機,這在某些層面影響了人們對於美國人看待鴨式佈局的看法,誤認為美軍看不上鴨式佈局也是很正常的。但是接下來的一個問題其實更為關鍵:為何美軍沒有列裝鴨式佈局的飛機。

原因也很簡單,那就是美國人在航空發動機領域領先全世界。由於有著極為強勁澎湃的航空發動機,美軍戰機的起飛重量能夠得到最低限度的保證,無需依靠鴨式佈局來彌補飛機性能的不足。而這和中國的殲-20剛好形成了對比。有說法認為,殲-20的種種優秀的氣動設計,實際上都是為了彌補發動機推力的不足。中國航空發動機的落後令中國戰機的研發也受到了相當程度的侷限。


科羅廖夫


現代的鴨翼戰鬥機其亞音速機動性在性能要求上都是最靠後的(陣風除外)。所以,現代鴨翼戰鬥機的亞音速性能普遍不及常規佈局戰鬥機,實際上是因為總體設計的原因。所以如今對亞音速機動性能要求高的戰鬥機都是常規佈局。為什麼會這樣呢?

上個世紀70年代美國NASA就試飛了一架鴨翼佈局的技術驗證機“HIMAT”,該機達到了2倍於F-16的機動性。要知道F-16的常規機動性是四代機中最好的。實際上鴨翼在亞音速常規機動性能方面的技術潛力是很大的,但是因為一些其他的原因,高機動性鴨翼戰鬥機後來本放棄了。

我們知道,提高亞音速段常規機動性的目的,是提高戰鬥機的格鬥性能,但是鴨翼機雖然有很好的亞音速段機動性潛力,卻不具備壓過常規佈局的高機動性潛力。這是為什麼呢?

20世紀80年代,聯邦德國MBB公司開始研究過失速段機動性對戰鬥機格鬥性能的影響。得出的結論是:擁有良好過失速機動性能的戰鬥機相比沒有過失速機動性能的戰鬥機,其格鬥性能取得了長足的進步。而過失速機動能力是鴨翼最大的短板。與常規佈局的尾翼後於主翼失速不同,鴨翼會先於主翼失速,這意味著鴨翼戰鬥機幾乎不具備進行任何有價值的過失速機動的能力。即使常規佈局戰鬥機的亞音速段常規機動性略遜於鴨翼機,也可以通過過失速機動能力使其不落於下風,這就抵消了鴨翼戰鬥機格鬥性能的優勢。

另一方面,鴨翼佈局的戰鬥機在超音速性能與亞音速性能的取捨上只能擇二其一,如果要綜合考慮各個速度段的飛行性能,則應選擇常規佈局。這就使得鴨翼佈局成為了一種高速戰鬥機採用的氣動佈局。所以你能看到,現代的鴨翼戰鬥機,其亞音速段常規機動性均不及常規佈局戰鬥機,因為其設計理念上就輕視亞音速機動能力。


白虎堂


這是一個爭論了很長時間的問題,不過隨著美國波音和洛馬聯合打造的六代機出現,如圖,頑固地不設鴨翼的美國,在兩型五代機設計敗下陣來,開始痛定痛定,也有了屬於自己的鴨翼飛機。瞧瞧,還是鴨翼好吧?不只機動性能提高,而且有助於飛機自身安全,有百利無一害,那種所謂鴨翼破壞隱身的說法,終得塵埃落定。鴨翼最好裝在敵人的飛機上,此說,多少學者翻遍所有的參考資料,也終於沒有找到出處,成為無根之木,可見只是氣不過“銀河戰艦”太高端,一些別有用心的小人,拿來當作攻擊它的佳臬而已,致於人家到底說沒說過,已經變得不重要,他們捂著一張被狠狠打臉的紫色麵皮,早就說不出話來。哈哈哈,魂舞大漠為此要大笑三聲,以慶,原來,無知者無畏,謠言從來就不是無風不起呀。

五代機一臺大戲

說不要就不要,技術設計是有傳承的,美國的固執,在洛馬那裡,五代機只為隱身而生。航程可以縮短,機動性能可以不高,F-22為了追求尾噴隱身處理,加裝了笨重的結構件,就是航發不缺先進一點,再也難以遮掩設計的失敗。因此,當終於認識到是一問題,做為一款五代機,只造了180架即草草了事。F-22還有一問題,那便是以為隱身萬能,只能單打獨鬥,它是一個隱身的刺客。打造F-35,注意糾正,作為信息融合體而打造,加之一機三型,致使胖得厲害,被人戲為費電。有的網友說,費電但不笨重,飛起來也蠻靈巧的呀,只是美軍不為機動性著急,但為臃腫不堪犯愁,有了毛病沒法改,牽一髮而動全身。這便是兩型五代機的命運,修,修不好,一天到晚正犯愁,話說沒有鴨翼,也沒什麼好呀。

從來也不要想起

美國戰鬥機,從第一代到第五代,從沒有登峰造極。科技實力最強大的美國,打造起幾代戰鬥機來,生生拼不過蘇俄。五代機不成,六代如何?波音聯合洛馬,開始進入詳細設計階段,傾注重金,也變得有點小心翼翼。三代機不成,打造四代之始,即謹慎從事,沒敢使用變循環發動機,技術上採取了相當保守的設計,結果如此。現在開始經營六代,又會如何?其它不知道,鴨翼成為必須的,沒人考證,是否參照了殲-20的設計,嘻嘻。現實總是比人強,各國戰機設計皆如此,有好的技術思路,都是拿來就用,不好動輒把一頂山寨的帽子輕輕送人。


魂舞大漠


所謂發動機不行,鴨翼來湊!美國擁有全球最強的發動機,所以依靠常規的佈局,就可以讓戰鬥機獲得很強的機動性!另外鴨翼佈局也佔用了飛機寶貴的空間,增加了戰鬥機結構的複雜性,所以美國幾乎所有服役的飛機,都沒有采用鴨翼佈局!

常規佈局的飛機簡單、實用和可靠,結構也簡單,適合大規模生產和裝備,所以即使是F22和F35第四代戰鬥機,都沒有使用鴨翼佈局。而且美國人認為,鴨翼佈局也破壞了戰鬥機整體的隱身能力,所以目前全球已知的幾款四代機,只有殲20戰鬥機採用了鴨翼佈局,這和我們的發動機技術受限有關,為了提升機動性而犧牲了部分隱身性能。

鴨翼佈局的好處很多,比如可以減少飛機滑跑的距離和提高飛行時的迎角等,但是同時也帶來了一些其它的缺點,除了前面說的犧牲部分隱身性能和增加了戰鬥機結構的複雜性之外,還影響著飛機的高速性能。

雖然美國沒有服役採用鴨式佈局的戰鬥機,但是並不意味著美國沒有研究!對於這樣一個新式的戰鬥機佈局方式,美國自然也需要進行評估,比如美國在上個世紀八十年代曾經改裝了一架F15戰鬥機,項目代號為NF-15B,如下圖:

美國不光加裝了鴨翼,還加裝了二維矢量發動機噴口,美國對這架特殊的F15戰鬥機進行了大量的試飛,獲得鴨式佈局的很多數據。不過美國經過分析數據後,似乎覺得鴨式佈局沒有必要,美國還是青睞傳統的戰鬥機佈局方式。

關於鴨翼佈局和傳統的佈局誰好誰壞,目前還沒有確定的結論!採用鴨翼佈局的戰鬥機,實力也很強,除了殲20戰鬥機之外,還有法國的陣風和歐洲的颱風戰鬥機等。


資訊所長


美國現役戰鬥機全部都是常規佈局,從三代機的F15、F16、F18,以及四代機的F22、F35都無一例外,美國好似非常偏愛常規佈局戰鬥機外形,對於各國都在使用的鴨翼佈局完全沒看上,這是為什麼呢?

在戰鬥機領域,鴨翼感覺已經統治了半邊天,世界各大航空大國都開始脫離原始氣動佈局束縛,擁有更強機動性、高載荷的鴨翼佈局被廣泛應用,歐洲的颱風、陣風,鷹獅,中國的殲10、殲20都採用了鴨翼佈局,就連俄羅斯的蘇27本來並非鴨翼佈局,可在發展蘇30MKI、蘇30SM和蘇33的時候也採用了鴨翼,但唯獨世界最強航空大國美國卻偏愛常規,義無反顧在三代機和四代機發展上堅持常規佈局!

明明鴨翼能帶來更強悍的機動性能,美國為什麼放棄不用呢?其實這是一種誤解,美國對戰鬥機各種佈局並非視而不見,而且還是研發最早的那一批,毋庸置疑美國在這些領域的前瞻性和先進性。早在上世紀80年代,美國就在F15上試驗了鴨翼佈局,誕生了,誕生了F15 ACTIVE(也被稱為NF-15B),這僅僅只是一款鴨翼佈局驗證機。

1984年,正如日中天的麥道公司這個項目,研製出了NF-15B樣機,其氣動外形有些類似蘇聯的蘇33,主要作為改進機動性、短距起降的先機技術驗證機。在進氣道兩側加上鴨翼後,擁有了前、中、尾3隊翅膀,經驗證NF-15B在機動性能上提升6%~7%,增加一對翅膀升力增大,F15的航程提高13%,短距起降縮短了27%,滾轉速率增加24%,俯仰速率更是增加1倍,特別是短距起降能力,讓海軍陸戰隊非常動心,性能提升在低速狀態非常明顯,高速狀態下狀態下甚至不如老闆F15,最終僅僅作為驗證機進行了技術儲備!

除了鴨翼,美國對一度流行的三角翼佈局也研究得非常透徹,關於三角翼無平尾佈局,美國在F16平臺上進行了驗證,1982年首飛的F16XL就是美國三角翼研究的經典代表,主翼面積大幅度增加,航程增加到4590公里甚至超過NF-15B,而且這款戰機後來與F15E一起競標戰鬥轟炸機,將外掛架增加到了變態的17個,可以說可以說F16XL就是一款F16脫胎換骨的戰機,但最終經過評估不幸輸給了F15E,沒能出頭!這至少說明美國在三角翼佈局上也是拿的出手的,競標失敗也就只能作為技術儲備的份了!

而且就像俄羅斯90年代搞的第一款四代機驗證機S37(蘇47)一樣的前掠翼佈局,美國同樣有研究,美國在先進戰機研發領域並不缺少任何創意,美國的三代機、四代機雖然是常規佈局,但並不固步自封,相反在鴨翼佈局、三角翼佈局、以及前掠翼佈局上方面,研發起步比其他任何國家都早,美國的F117那樣的奇特造型,美國B2的三角翼佈局,包括與F22競標失敗了YF-23項目等等,其啟動佈局都是創新性的!

其實美國人並非看不到鴨翼的好處,鴨翼自身就增加了翼面面積提高升力,還拉出渦流,在可以在機動時帶來附加的抬頭力矩,機動能力大大加強,特別是亞音速機動性,這些都是給戰機帶來的好處。但是鴨翼同樣代表著更大的風險,各國在控制鴨翼上都還不是太成熟,或者飛控系統掌控得並不是太好,發生的事故率遠遠大於常規佈局飛機,比如我國的殲15已經因為鴨翼控制問題出了4次事故了,甚至還有飛行員為此犧牲。更何況美國的航空發動機領域領先世界1代有餘,有著無與倫比的巨大優勢,比如F15的機翼上什麼縫翼、襟翼之類的什麼都沒有,但是人家就是拼接發動機優勢讓這塊飛行大磚頭同樣具有非常優秀的機動能力,F22發動機F119更是領先世界20年了,可是其他國家硬是研發不出來,而現在美國已經在F35上用了更為先進的F135發動機了,這就是優勢,美國發動機動力足夠充沛,為何還要花心思去搞鴨翼這些花板子來彌補機動能力不足的問題呢?


狼煙火燎


鴨翼佈局的飛機,美國人並不是沒有,只不過都是些受關注比較少的技術驗證機。

戰鬥機領域,鴨翼和三角翼氣動佈局已經統治半邊天。如今世界各個航空大國的產品幾乎都脫離了原始戰機氣動佈局的束縛。高機動性、高載荷的鴨翼和三角翼佈局被廣泛應用到新戰機領域。歐洲的颱風、陣風、鷹獅以及中國的殲10、殲20印度的LCA光輝,都是在三角翼和鴨翼佈局上研發而來。而同時的俄羅斯也沒有在新領域落後,它的米格1.44、金雕蘇47,以及新式的蘇30都使用了三角翼、鴨翼佈局。人們印象中似乎只有美國義無反顧的堅持常規佈局。

美國現役的F16、F15、F22以及未來裝備的F35無一例外都是常規佈局的戰鬥機。從早期的常規戰機到後來的隱身戰鬥機,美國空軍似乎非常偏愛以前看慣了的戰鬥機外形。其實,這是外界對美國人的誤解。美國為什麼不採用這些時髦的設計暫且不說,他在這些領域的先進性毋庸置疑。美國關於鴨翼佈局的探索可以追溯到上世紀的八十年代,在巨大成功的F15上改裝出鴨翼佈局,誕生了F15 ACTIVE(也被稱為NF-15B)。

該項目在1984年被當時還如日中天的麥道公司承接,NF-15B的氣動外形和如今的蘇33極為類似,擁有三對翅膀之後起飛重量得到大幅度的提高,達到驚人的32噸(C-130的運載能力也就20多噸),升力提高帶來燃油攜帶量的增加,航程和滑跑距離都有大幅度的改善,4500公里的超大航程秒殺一般的戰術轟炸機,而滑跑距離的減少甚至讓海軍陸戰隊這種挑剔的軍中動心。

當然,除了鴨翼佈局之外還有三角翼也被美國人研究的透明,關於三角翼無平尾佈局,美國人在F16平臺上充分的驗證了它的性能。1982年首飛的F16XL是美國三角翼無水平尾翼的經典,主翼面積增加了1.3倍長度也增加了1.4米,多出來的起飛重量讓它的起飛重量達到22噸,17個武器掛架讓比它重的F15汗顏,它的航程甚至達到了4590公里超過了上文提到的NF-15B,加上變態的掛載能力讓它有了和雙發F15競爭的機會。美國人還在F16XL上做到了法國幻影2000的優良操作性和超機動能力。可以說這真是一款脫胎換骨的戰機。

所以說,美國人並不是我們想象的那樣固步自封,相反它在大多數先進領域比世界上任何國家起步的都早、做得都好,尤其是在戰鬥機研發領域美國人不缺少創意。

其實美國人之所以採用的都是常規佈局,倒也並不是因為看不到鴨翼的好處,只不過是他們認為自身動力足夠充沛,並不完全需要鴨翼來補償機動性罷了。

不知道小兵兵的回答是否叫你滿意!


每日點兵


鴨式佈局,突出機動性,還有一個根本原因,動力不足。美國為什麼不用鴨式佈局?因為動力足夠。殲十試飛員就說,美國動力太好了,一塊磚頭也能飛起來。

人們很討厭美國總統的性格,尤其是特朗普,但是美國技術真的很厲害。比如美國的F22,發動機推重比達到10,這可是20年前的產品,20年後的今天,世界也達不到,只能自己超越自己,F35的發動機推重比正在向15邁進。據有關專家分析,美國下一代的戰鬥機推重比可能達到20。其實我不是專家,我也能推測出來,都到15了,下一步難道不最小是20嗎?

有人說不對呀,歐洲三劍客不也是鴨式佈局嗎?他們都是動力不足嗎?基本都是。陣風和鷹獅肯定是動力不足,當然也包括傳統,比如瑞典以前的戰鬥機龍式,就造得比較離奇。

而颱風戰鬥機是個例外,他的動力並不弱,推重比達到了9,現在可能到10了。颱風和其他兩位不一樣,他們要的是多功能,而颱風側重的是截機,這也為什麼颱風的鴨翼那麼靠前。上世紀80年代研製的颱風,對手是蘇聯的蘇27,蘇27機動性太強了,所以颱風要的是更強的機動性,至少能較量一番。

至於6代的戰鬥機,美國也不可能做鴨翼佈局,至於人們看到的,只是電腦製作的,只是方案之一,只是和世界瞎忽悠而已。你信嗎?反正我信!



大志遠思想空間


先說說四代機上美國為啥不用鴨翼,再說說五代機上美國為啥也不用鴨翼。

美國現在服役的四代機就是F-15,F-16與F-18。這三款飛機的設計都是比較早的,在他們研發的時候,現代的鴨翼佈局還沒有成熟,自然也用不上。所謂現代的鴨翼佈局,主要可以分為3個等級:1,陣風和J-10,它們都採用了上置近距耦合鴨翼。2,颱風,遠距耦合鴨翼+邊條。3,J-20,遠距耦合鴨翼+邊條+升力體。陣風和J-10的這種佈局的應用研究至少得等到20世紀70年代中期,這個時候美國一票四代機都服役了,肯定用不上鴨翼了。

五代機上,鴨翼佈局的隱身戰鬥機其設計相當困難,主要體現在計算層面。F-22的設計工作正式開始於1982年,當時的CFD和RCS模擬計算技術還遠不如2000年後這麼成熟,美國人在ATF計劃時期也提出不少鴨翼佈局的方案,不過水平其實不如今天的J-20。當然美國最後確實是依靠其他技術在F-22上做到了驚人的成功。後來F-35也提過鴨翼佈局,實際上現在F-35這個整體佈局的方案就是從鴨翼改過來的。不過並不成功,主要問題在於F-35要三軍通用,鴨翼佈局在著艦方面會有些問題。所以也沒用鴨翼佈局。不過前兩年波音的F/A-XX項目的預研方案就是鴨翼佈局的,六代機可能會用。


貞觀防務


很多人認為,美國不選擇鴨式佈局是因為發動機強大!這完全是錯誤的認識,沒有人不想利益最大化,特別對飛機這種斤斤計較的武器系統,更是如此。

鴨式佈局主要是通過鴨翼和主翼耦合,在主翼上產生低氣壓區,提高升力。鴨式佈局升力大,機動性好,副作用是控制難度大,容易失速。

飛機氣動佈局說起來太複雜了,就不談技術細節了,說點通俗易懂的,而且百科查不到的,其他人真沒有詳細談過的。

飛機設計的第一步是軍方根據自己的需要提出指標要求,這就是飛機主要用途是什麼。設計人員根據軍方要求選擇方案,包括氣動佈局。美國國空軍和歐洲空軍的要求是完全不同的。

美國和蘇俄的總體要求比較接近,那就是進攻的要求多,遠程大帶彈量,多任務,武器配置種類多,對地攻擊能力強等等。這樣的飛機重心平衡、操縱穩定性相對就重要了,畢竟大量油料和大量武器系統是動態的。鴨式佈局這方面沒有優勢,甚至是劣勢,所以服役的美俄鴨式佈局幾乎沒有。

反觀我國和歐洲的需求主要是國土防空,那就是航程夠用,空空為主,靈活機動,短距起飛。這種要求,鴨式佈局很適合。兔子和歐洲的鴨式佈局就多。

飛機設計所最初的選擇,對今後的選擇有種慣性的影響,這就是所謂的傳統。說白了就是發揮自己的優勢,畢竟站在過去的資產上,肯定省事還牛B。要知道一種佈局是要大量吹風和摔機死人,才逐漸成熟的。

各國吹風的項目太多了,都要排隊的,可能以月計,是最耗時的工作。

即便鴨式佈局非常好,美帝想採用,也是很難的,畢竟我國和歐洲搞了幾十年,那經驗是槓槓的,想追上是非常困難的,代價也是巨大的。

短期內,美帝不太可能採用鴨式佈局。

飛機主要用途和設計機構的傳統,是決定佈局的最大因素。