为什么米格15战机的水平尾翼远远高于机身?

军武威龙

这要从米格-15的身世说起。

在1944年德国空军的紧急战斗机战斗机招标中,德国著名飞机设计师库尔特·谭克提出的Ta 183“乌鸦”获胜。这是一架采用了先进后掠翼设计的单发喷气式战斗机,具有很好的高空高速性能,被设计用来拦截盟军的B-29和蚊式轰炸机。

Ta 183-04

与德国早期喷气式飞机粗糙的发动机外置短舱设计不同,Ta 183选择把一台He-S-011涡喷发动机内置于机身来降低重量和阻力,在性能上实现最优化。从结构上看,该机基本上就是围绕着一台He-S-011发动机短舱设计,然后在短舱上安装上机翼、座舱、起落架和尾翼,气动外形非常简洁。

由于大部分机身已经被座舱、起落架、机翼占据,因此该机的尾翼无处安装,而谭克又不想加长机身或增加位撑,因为这样会增加重量。经过仔细推敲后,谭克灵机一动,给该机粗短的机身尾部安装了60度角大后掠垂尾,然后在垂尾顶部设置了后掠垂尾,完美解决了尾翼的设计。

于是后掠T尾成为Ta 183的一个标志性设计,在不增加重量的同时获得了令人满意的平尾俯仰操纵力矩,是个十分聪明的解决方案。

但Ta 183还未制造出原型机德国就战败了,苏军占领柏林后交货了该机的完整套件,并交由米格设计局进行研究。米格设计局在新一代后掠翼喷气式战斗机的研制中大幅借鉴了Ta 183的先进技术和气动布局,最终诞生了著名的米格-15战斗机。

米格-15基本上是Ta 183的放大型,发动机改用英国的尼恩,平尾从垂尾顶部下移了大约1/3的距离同时了兼顾高低速飞行俯仰操纵需要,上翼面增加翼刀以改善机翼失速特性。基本上来说米格-15就是实用化改进过的Ta 183。


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米格-15使用了T型尾翼布局,也就是水平尾翼高高的装在垂尾接近顶部的位置。

米格-15之所以采用这一设计,主要是因为当时的喷气战斗机设计水平还处在较为粗糙的初期阶段。在机尾安装了喷气式发动机后,传统机身设计的尾部空间被发动机占满。当时还没有较好的办法解决在这一部分狭窄机身空间里安装水平尾翼的难题,所以干脆把水平尾翼改为T尾。相关难题在米格-19上获得了解决。

T型尾翼是各种飞机尾翼布局中较少被采用的一种。它更多的用于大型飞机,例如军用运输机和一部分民用客机。

T型尾翼对于机翼产生的气流不敏感,这是一个优点,在客机有助于降低震动。T型尾翼布局使得发动机能够较为便利的安装在中后机身。此外在运输机上,T型尾翼使得后机身可以安装巨大的舱门和货舱通道,而无需受到水平尾翼的干扰。

但是,T型尾翼在飞机以略大的迎角飞行时,就会受到机翼气流较为严重的影响。最严重的是可能提早出现水平尾翼失速,发生险情。

此外,当垂尾弯曲或扭转振动时,顶部的水平尾翼会受到更大的影响。这些都需要设计时预先解决。

T型尾翼因为重量分布在垂尾顶部,对材料强度、整体受力设计要求高。需要使用比强度和比刚度高的材料,这对成本、安全性、可靠性有较大压力。

因此,美苏先后抛弃了战斗机T尾设计,转为使用传统的机身水平尾翼设计。例如米格-19、F-86都采用了传统水平尾翼设计。

在美国尝试设计两倍音速战斗机的时代,T尾又出现在了一种著名战斗机身上——F-104。它为了最小化阻力,将机身截面尽可能缩小,也就选择了T尾设计。


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主要是早期喷气式战斗机机械操纵杆扭矩的问题,米格15采用十字型尾翼布局充分考虑了尾翼扭矩、配重及操纵杆力度的协调问题利于高亚音速飞机的机动性与低速机动性的合理配置,这也造就了一代神机米格15的机动神话


清溪壶语

其机翼产生的强大下洗气流就会严重干扰到后面平尾的工作,因此我们采用T型高平尾,就可以避开前面的气流干扰,获得更高的气动效率,甚至平尾的面积都可以做得比低平尾更小些。当然,凡事有利也有弊,T型尾翼不大方便维修,而且失速的时候也不易改出,


乾坤和

因为它速度太快了,机身又短,为了使水平安定面不受流经前方机翼的紊乱气流的影响,所以提高它的安装位置。否则在接近一个面上,水平安定面作用大打折扣甚至失灵!而且机翼上半部分还加装了整合气流的翼刀!个人要航模理解的,具体什么专有空气动力学名次不知道!


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