飞机|美国飞机不使用鸭翼,完全取决于发动机研制水平实在太强


飞机|美国飞机不使用鸭翼,完全取决于发动机研制水平实在太强
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鸭翼布局相当长时间内被视为航空发动机落后的表现 , 因为最典型案例是代表全球最顶尖科技的美国 , 现役战机并没有采用这种设计 。 当然不可否认在航空发动机领域 , 要超越美国的存在基本没有 , 就算是俄罗斯也只能屈居第二 。 目前全球范围内采用鸭翼布局战机包括法制阵风、欧洲台风、瑞典鹰狮 , 以及歼-10、歼-20等 , 鸭翼布局设计配平阻力小于常规布局飞机具有较大升阻比 , 可以较小机翼面积获得较大全机升力 , 还能进一步减轻飞机结构重量一举多得 。
“阵风”战斗机
JAS-39“鹰狮”战斗机
鸭翼的存在 , 可以对通过的气流产生扰动作用 , 在后方主翼上形成一个低压区 , 这样就可以大大提升主翼增升效率 。 而且在飞行过程中 , 鸭翼迎角增大的情况下 , 还会形成一定量涡流反过来扩大低压区域 , 最后对主翼产生强大的增升效果 。
【飞机|美国飞机不使用鸭翼,完全取决于发动机研制水平实在太强】效果图
对比效果
鸭翼看起来增升效果很好 , 不过在实践应用中由于战斗机还要做更多机动 , 就需要不断偏转调整鸭翼角度 。 在状态不断改变中 , 鸭翼自然产生的低压涡流也很难控制 , 从而直接影响到主翼升力飘忽不定(时高时低) , 反应在飞行员操纵面上就是一个巨大负担 。
因此早期虽然对鸭翼布局大家都喜欢过一段时间 , 但在飞控系统严重依赖人工时代很难妥善处理 , 直到电传飞控时代到来才得以缓角 。 鸭翼在飞控计算机控制下可以不断纠正静不稳定带来的扰动 , 然后鸭翼布局不再是飞行员负担 , 真正可以起到提升飞机性能的作用 。
萨博-37战斗机
“台风”战斗机
可以在隐形战机之前有个问题没引起重视 , 就是外界普遍认为鸭翼可能对战机隐身性能造成影响 , 目前隐形战斗机已经大量装备入役 。 飞机对雷达隐身主要依靠结构布局和涂层 , 最重要的外形设计主要让雷达波不能原向反射 , 但鸭翼却会在飞行过程不断变化角度 , 对整体外形带来变化从而使雷达反射面也会随之改变 。
歼-20战斗机
其实对于鸭翼布局优劣效果研究 , 美国人倒是最具有发言权 。 上世纪80年代 , 美国先进战术战斗机(ATF)项目阶段 , 研制一款能够取代F-15的下代机型 , 当时各大飞机制造厂商提出方案绝大多数都是鸭翼布局 。 没想到吧 , 美国居然也折腾出这么多不同版本鸭翼战机 , 甚至连前掠翼带鸭翼布局都有 。
ATF项目
鸭翼布局F-15战斗机
格鲁曼前掠翼战斗机
既然美国人提出这么多想法 , 那为什么在众多方案中就是不选择鸭翼布局 , 其实道理很简单首先美国有足够多的大推力发动机可供选择 。 其次由于大边条翼设计经验丰富 , 还可以避免因为鸭翼设计带来的复杂操控破隐身效果 , 比如美国经典的F-16就是采用大边条翼设计 , 机翼前端机身边条实际可以起到和鸭翼类似作用 。
F-16战斗机
就算是F-22战斗机也是机身和边条紧密结合 , 进气道部分还有一块下沉角度 , 下面这个角度其实也可以看出 。 因此美国人说了一句“鸭翼最好装在敌人的飞机上” , 而受到这种影响之后 , 很多人都误以为鸭翼并不是很理想的设计 。 实际上由于各国航空领域发展水平不同 , 特别是发动机研制水平参差不齐 , 美国人可以大边条翼一路走到底 , 对应其他国家也可以鸭翼走到底各有千秋 。
F-22战斗机