印度|美国不愿使用鸭翼设计,中国却成为忠实用户?专家:发动机是主因


印度|美国不愿使用鸭翼设计,中国却成为忠实用户?专家:发动机是主因
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印度|美国不愿使用鸭翼设计,中国却成为忠实用户?专家:发动机是主因
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在2005年的时候 , 我国成飞公司研制的歼10A战斗机正式交付使用 , 成为全球第二款采用鸭翼布局设计的单发中型战斗机 。 也正是在歼10A战斗机之后 , 成飞公司对鸭翼设计非常着迷 , 甚至成为了其“忠实用户” 。 在随后试飞的歼20隐形战斗机上同样也出现了鸭翼设计 , 成为了全球第一款采用鸭翼气动布局设计的五代隐形战斗机 , 再次刷新了外界对于中国鸭翼设计的认知 。 其实 , 除了中国以外 , 也有其他国家在研制战斗机的时候同样也喜欢用到鸭翼设计 , 如欧洲的台风战斗机、法国的阵风战斗机、瑞典的鹰狮战斗机和俄罗斯的苏-30系列战斗机 。 而作为世界第一航空大国的美国却不愿意使用鸭翼设计 , 这也让外界非常奇怪 。
鸭翼设计 , 也成为前翼设计 , 是上个世纪70年代的空气动力学的研究成功 。 采用鸭翼设计一方面会增加了飞机的不稳定性 , 但同时在不增加机翼和尾翼单元强度的情况下允许大过载 , 并减少机动过程中的平衡损失 。 而在大迎角下 , 鸭翼改进了滚转和俯仰控制通道的稳定性和可控性特性 , 从而扩大了在迎角下允许的机动区域 。 另外 , 精心挑选的前级与轴承体相互布置的方案 , 由于有利的干涉 , 使最大升力的增加比从本身增加的升力要大得多 , 可以说鸭翼设计有利也有弊 。 如果说鹰狮、台风、阵风和鹰狮在设计之初就将鸭翼考虑进去 , 并没有太影响整体气动布局设计 , 那么苏-27和F-15战斗机则在改进时选择鸭翼设计也看上去并没有任何不妥 。
苏霍伊设计局在研制苏-27战机的时候选择了三角翼的气动布局设计 , 最大限度保证战机的机动性能 。 但尽管如此 , 后期的时候在苏-27上使用鸭翼设计还是合乎逻辑的 , 因为飞机的经典受控稳定器不会产生负俯仰力矩 , 而是产生正俯仰力矩——由于静态不稳定——因此 , 气流在飞机上的失速稳定器开始得更早——稳定器不能创造片刻 。 相反 , 前翼会产生负俯仰力矩 , 因此它在所有攻角范围内都是有效的 。 在上个世纪 80年代中期 , 苏霍伊设计局开始对苏-27进行深度改进 , 以提升苏27战斗机对地和对海攻击的能力 , 但是如果在苏-27上安装新的相控阵雷达 , 必须增加战机的尺寸 。
而战机的机头被延长以容纳更大直径的天线 , 这也导致战机的机头更重 , 机体的平衡性也发生了变化 , 所以鸭翼安装苏-27M上 , 这对于根据经典空气动力学方案建造的飞机来说并不常见 。 因为鸭翼的安装可以改善战机的对准 , 增加机翼的升力 , 改善起降特性和机动性 。 同时 , 出现了两个额外的悬挂点 , 加强了前起落架并增加了尾翼的高度 。 而在苏联对苏-27战机进行改进升级的时候 , 美国人也开始对F-15进行鸭翼设计 。 美国空军用一架F-15B双座战机改装成NF-15B试验机进行实验 , 采用要设计的F-15战斗机无论在机动性能还是载弹量都有了明显的提升 。 只是因为种种原因 , 美国人还是放弃了“敏捷鹰”的升级计划 。
【印度|美国不愿使用鸭翼设计,中国却成为忠实用户?专家:发动机是主因】美国航空专家认为鸭翼是一种无用的设计 , 此前他们曾考虑将鸭翼设计添加到 F-15和 F/A-18上 , 但小的机动性增益不足以证明成本是合理的 。 但最大的原因是美国拥有足够强大的涡扇发动机和不想用数千万美元的战斗机去执行近距离格斗作战 。 俄罗斯和中国将鸭翼设计安装在战机上以增加“超级机动性” , 因为他们的学说假设在 A2A 战斗中 , 首先发射中程空空导弹 , 然后是近距离格斗导弹 , 最后就是使用机炮 , 而美国设计的隐形战斗则更加注重超视距攻击 , 根本不需要鸭翼这种破坏机体隐形能力的设计来增加战斗机的机动性能 。 中国的歼20就是一个典型的例子 。 因为发动机性能不稳定 , 所以才会需要鸭翼设计来弥补 , 但是这样会让他们放弃隐形性能 , 最终被F-22A击败 。