03.05 中國的隱身戰機殲20前面為什麼要加鴨翼?

低調的華麗1985


萬般無奈之舉。要是技術和材料過關,誰都想造B 2式的飛翼佈局,那個絕對隱身。


酣在小酒館220


殲-20的鴨翼問題,一直是網友們關心的問題,如四代航發渦扇-15裝配以後,鴨翼會不會取消呀等等。2011年“威龍”橫空的那天,鴨翼即被鬧熱地討論,其中還引用了一句美國專家很知名的話,鴨翼要裝在敵人的飛機上。致於這話哪裡來的,至今無從考證。

自從網媒出現,各種各樣的奇談怪論,正如冬天瀰漫的霧霾一樣,使人看不清楚,大部分討論比較正面,有些則是有毒的。為此央視邀請航空專家曾經做過無數節目,證實了鴨翼對隱身影響,不是一點影響沒有,幾可忽略不計。

加之美國六代機,波音聯合洛馬,已給自已裝上了鴨翼,熱鬧的討論才終得如霧一樣轉眼消失。魂舞大漠的看法,非專業之士,最好先聽聽專家的解讀,有不解不知不會,可以先學習,最好不要人云亦云,當鸚鵡隨波逐流,失之自家判斷,即會迷失自已。

鴨翼對隱身,在特定飛行條件下,才有絲微的影響,不過經過精心的處理以後,好處多多。不只改善和提高飛機機動性能,還會增加飛機安全性能。殲-20的成功實踐表明,我們選擇鴨翼是對的,不只為初期型所裝配的發動機性能不佳,也並非對隱身的考慮不多,裝上鴨翼是綜合考慮的結果。

作為一代隱身戰鬥機,在設計之初,懂得取捨很重要,有所取有所不取,不盲目追求過多的高新技術和高指標,才能創新出真正實用耐用的裝備。殲-20列裝後,除了鴨翼被吵吵了一陣子,它皮實結實和耐用,平時不用躺在恆溫的機庫中,也沒有那麼多的毛病,應該說它的設計是最為成功的,難道不是嗎?


魂舞大漠


目前,全球已經露面的第五代隱身戰機已有5款,美國的F-22和F-35、中國的殲-20和FC-31以及俄羅斯的蘇-57,而其中在氣動佈局方面唯一採用鴨翼佈局的就只有我們的殲-20戰機,這一點讓不少網友都“耿耿於懷”,不少認為鴨翼會破壞隱身效果,疑惑殲-20為什麼要加裝鴨翼?

鴨翼可以提升升力

因為殲-20戰機在研發的時候並沒有一款先進的大推力渦扇發動機能用(現在也沒達到要求),無奈只能採用俄製AL-31F發動機,不過該發動機的最大推力也只有13.5噸左右,很難滿足最大起飛重量超過35噸的殲-20戰機的要求,而鴨式佈局不同於常規佈局,鴨翼和機翼分別位於飛機重心的兩側,都可以產生正升力,所以採用鴨翼佈局之後,可以提升殲-20的總升力。

鴨翼提升機動性

殲-20戰機的鴨翼安裝的位置比機翼更高,在該戰機大迎角飛行時,前置鴨翼會產生脫體渦流,而渦流在經過主機翼的上翼面時,會與機翼本身產生的氣流流動產生有利的干擾,此舉可以推遲機翼氣流的分離,從而增加殲-20戰機在大迎角飛行時的升力,以增強殲-20戰機在大迎角飛行時的機動性。

另外,在之前的一次採訪中,國內著名軍事專家傅前哨稱,殲-20在設計要求上都是以超越F-22戰機為目標的,而早期立項研發殲-20時得到的F-22戰機升力係數是2.0(而當時全球所有戰機升力係數最大的也只有1.6),殲-20也就按著這個指標去研發了。

然後殲-20戰機問世之後就一不小心成為了全球升力係數最大的戰鬥機,為了將升力係數提升到2.0也是殲-20採用鴨翼的原因之一,與此同時殲-20的機動性也得到了很大的提升,使得其可操控性完全優於其他五代機。

鴨翼不影響隱身效果

其實,從某種意義上來說殲-20戰機的鴨翼只是將常規佈局的水平尾翼放到了機翼的前面,而殲-20的鴨翼和F-22的水平尾翼一樣,在平飛的時候對戰機本身的隱身效果影響並不大,只有在機動飛行轉動鴨翼時採用影響,而F-22的水平尾翼在擺動時也會影響它原來的隱身效果。

總之,殲-20戰機採用鴨翼可以說是我們對性能追求最優的結果,彌補發動機推力不足、提升戰機總體升力、提升戰機的機動性等,而且殲-20戰機採用的鴨翼與F-22那個巨大的水平尾翼一樣,在平飛時並不影響其本身的隱身效果,所以各位也不必對此耿耿於懷。


天下布武


殲-20作為我國空軍最重要的隱身戰機,已經讓空軍跟美俄兩大軍事強國並駕齊驅,也是我國在隱身戰機引領世界的潮流,殲20戰機已經攀登到我國空軍戰鬥機的最高傑作和巔峰。現在,我國殲-10戰機和殲-20戰機都裝備著鴨翼,經過殲-10戰機在前面十年測試,再到殲-20戰機鴨翼成功運用,而且還是裝備到我國最先進的隱身戰機。可見,鴨翼佈局好處絕對大於弊。

根據美國六代機研製計劃和氣動佈局,將來也將採用鴨翼佈局,而在美國隱身戰機F-22和F-35卻看不到其鴨翼佈局,為何偏偏裝備到第六代戰機。這說明美軍也對鴨翼佈局有著相當研究,而不裝備在五代戰機,主要就是五代戰機已經定型不可能推到重來,而下一代隱身戰機將是各國追逐的焦點,這也不難理解我國鍾愛鴨翼佈局。

殲-20戰機鴨翼前後緣角度,這對戰機進一步降低RCS反射大有益處,在面對雷達波探測之時,其尾翼保持在主翼相同面,在尾翼和主翼相同遮蔽下,這對其尾翼和主翼減弱雷達也是相當有好處,在面對米波雷達更加有隱身的好處。

鴨翼氣動佈局也是平衡戰機外形最重要的一步,對殲-20戰機來說,提高其爬升升力和機動性,這對於殲-20戰機大角度切入和超音速巡航能力非常重要。畢竟,我國發動機確實不如美俄兩國,鴨翼佈局正好彌補其缺點。之前,殲-20戰機飛行員曾經說過,進入超音速巡航就是殲-20戰機天下,可見殲-20戰機超音速巡航也是有鴨翼的功勞。

殲-20戰機作為所有五代隱身戰機中首個採用鴨翼佈局,這在F-22、F35,、蘇-57等常規佈局隱形戰機面前想的不合時宜。隨著,美國第六代戰機加入鴨翼佈局行列,未來世界各國也將跟隨美國潮流加入。但是,殲-20戰機首開先河,對美國也有啟示。


沐風談兵論道


眾所周知,殲20是我國自行研製開發的首款五代隱身戰機,該機的最大特點就是其鴨翼佈局。而對於殲-20為何採用鴨翼佈局,鴨翼設計又對戰機性能有哪些影響,網上一直以來都存在諸多爭議。相對常規氣動佈局,鴨翼設計的最大優勢是升力,相對傳統空氣動力佈局的飛機,鴨翼佈局設計至少為殲20提供了提升了120%至180%的升力,這極大的增強了殲-20隱身戰機跨音速機動和超音速飛行性能,並使殲-20戰機的升力係數指標達到了驚人的2.0。

而且,讓時間回到上個世紀80年代,探索戰機先進氣動佈局的美國基於F-15,F-16戰機曾改裝出過各款多翼面改型,其中就包括著名的鴨翼F-16AFTI先進戰機技術驗證平臺。然而,由於當時飛控技術才剛剛能支持靜不穩定佈局戰機,距離駕馭氣動佈局更復雜仍有一定距離。

所以當時的美國在測試鴨翼佈局後,才表示這種設計最好出現在敵人的戰機身上,並在F-22戰機的氣動佈局選擇上,仍選擇了傳統氣動佈局,因為顯而易見,在那個時代,受制於飛控技術,鴨翼佈局戰機的操控性和飛行品質對各國的設計師和空軍無疑是個災難。

不過,伴隨著新世紀飛行控制技術的進步,鴨翼佈局相對於傳統佈局的操控性優勢逐漸開始凸顯,歐洲三雄:颱風、陣風、鷹獅都開始採取成熟可靠的鴨翼佈局,我國的殲-10戰機也受益於新世紀飛控技術的進步,加入至這次鴨翼潮流,並最終影響了殲-20的設計。在評判殲-20鴨翼設計的時候,我們往往總是喜歡將其採用鴨翼佈局的原因與當時中國航空發動機的落後聯繫到一起,並強調鴨翼設計會影響隱身性能。

確實,殲-20研發定型的那個年代,中國的航空發動機連世界二流標準都尚未達到,但是,即使有更好的發動機,相信我國設計師們,依然會義無反顧的採用鴨翼佈局。原因很簡單,殲-20不僅要追趕F-22,更要超過F-22,可以一舉實現超機動能力和超音速巡航能力的鴨翼佈局其實是殲-20的必然選擇。

而且,關於鴨翼是否影響隱身的問題,根據美國對一系列鴨翼驗證機的測試,與主翼處於兩個水平面的鴨翼確實會在較大的影響相應戰機的前向隱身能力。但是,在考慮鴨翼佈局是否會影響殲-20隱身能力的同時,我們也應該思考,假如不使用鴨翼佈局,難道殲-20的整體作戰性能就會更強嗎?相信這時廣大網友的心中,也已有自己的答案。


雷姐的機械空間


獨步全球的無尾鴨式佈局!再加上可動邊條翼!加全動垂尾!加DSI進氣道!加雙腹鰭!氣動佈局獨步全球!升力係數達到空前的2.0遠超F22A的1.5!超音速性能世界第一!亞音速和跨音速性能一流兒!其飛控品質遠優於F22A和蘇57!不單單是為了加鴨翼而加鴨翼!中國對殲20的氣動佈局的需求而採用了無尾鴨式佈局!有人說鴨翼破壞隱身!美帝最著名的話但願鴨翼長在敵國的飛機上!不是美帝不想用也不是鴨翼破壞隱身!恰恰相反美帝真想用!怎麼滴也比F22A的兩扇巨大的V型垂尾隱身多了!真正原因是鴨式佈局控制率太複雜了!美帝搞不定!中國這方面真比美帝領先幾十年!中國遠遠超越美帝!鴨式佈局上!高盧雞不錯!但是也遠不如中國![打臉][打臉][打臉]



Ownerryu


鴨式佈局的隱身戰機,目前中國可以說是獨一份。其實鴨式佈局也有其自身的好處,最大的好處就是額外的產生了兩組空氣渦流,牢牢的從主翼面上流過,為戰機提供了更好的升力。但最早殲20增加了這對鴨翼,也可謂是無奈之舉。

鴨式佈局的好處有什麼?好處就是為動力不足的戰機提供額外的飛行升力,讓無法依靠單純動力輸出的飛機,能夠獲得足夠的能量與機動力,相對的身為隱身戰機的殲20同樣不例外。

最開始的時候,由於國產發動機的不給力,中國只能使用兩臺從俄羅斯進口的發動機,但殲20終歸是要安裝國產發動機的,為了彌補未來發動機動力不足的問題,在設計之初就將鴨式佈局融入其中,也算是對數值的平衡做出一些彌補。

另外就是技術的成熟,雖然目前世界上有不少的國家都利用了鴨式佈局,但在這方面中國的技術是最成熟的,所以把成熟的技術設計放在一架全新的戰鬥機上,可以有效的提高戰機試飛研製的成功幾率。

綜上所述:之所以殲20要上鴨式佈局,起初是無可奈何,但後來就變成了錦上添花。


九品侍衛


殲20是四代隱身戰機,是我國戰鬥機領域上打的一個翻身仗,但是在很多設計上受到網絡上的很多詬病,比如鴨翼、腹鰭的設計會不會影響到隱身能力?還有發動機用的還是三代機水準,也沒有超音速巡航能力,超機動能力也被懷疑等等,今天我們就來說說鴨翼的問題!

首先從殲20設計的環境來說,我國剛完成殲10設計,三代機都不是很成熟便開始四代機的研發工作,擺在殲20面前的困難就很多了,最大的問題殲20的發動機根本就沒有,這時候我國甚至連WS-10都還沒有鬧清楚,這款發動機在殲10上試飛過,問題多多直接被打回去,成飛的意見是:這款發動機不成熟就不要來找我,發動機一旦出問題那就是機毀人亡的大事,這一點沒有任何商量的餘地,殲10A量產型最初也採用的進口AL-31F,至於四代機殲20發動機WS-15,還在排隊,研發都還沒有開始!

沒有專屬四代機的發動機,連國產三代發動機都不堪用,殲20的設計最初也只能用進口的AL-31F代替,至於四代發動機什麼是會後出來,能夠達到什麼水準,是否能夠攻克矢量噴口技術?這些都是未知數,因此最初的 殲20只能以三代發動機AL-31F為基準設計,要想用三代發動機儘量達到4代機的水準,設計上就只能劍走偏鋒,採用一些神教技術了!

殲20的設計上明顯就被髮動機掣肘了,發動機推力不足,又要滿足高速要求,又要超機動性,還要大航程等等,因此殲20在設計上拉長了機身,在氣動上採用獨創“小展弦比高升力”佈局,鴨翼是其中的關鍵環節。這樣翼展比很小,特點就是高速性能極佳而機動性不足,且翼荷載很大。

為了提高升力,殲20的邊條翼、鴨翼、進氣道位置同時拉出渦流來減小機翼上部的壓力;為了彌補這樣佈局的機動性不足,鴨翼就是其中的關鍵,鴨翼不但能提高一點升力,更重要的是再機動時能夠提供額外的抬頭力矩,讓殲20轉彎半徑更小。如果取消鴨翼,那麼殲20可能飛不起來,頭都抬不起來,只能進行氣動修改,增大機翼面積變成一種無尾三角翼佈局的隱身四代機,而三角翼佈局目前已經是一種淘汰技術了!

至於鴨翼是否影響到隱身問題,個人覺得影響很小,殲20的鴨翼無非就是將水平尾翼放在了戰機前面變成了鴨翼,為什麼沒有人去擔心F22水平尾翼是否影響隱身,然後殲20將水平尾翼換個位置到戰機前面來變成鴨翼就影響隱身了?至於還有很多軍迷呼籲的,如果WS-15發動機裝備後是否會取消掉鴨翼?幾乎可以肯定是不會取消的,一旦氣動佈局確認,就不會輕易更改,而且取消後殲20的機動性將大大折扣,利用大機動時的滾轉這些都要靠鴨翼來操控,不是說取消就能取消的!


狼煙火燎


很多的人覺得我們的飛機和美俄的戰機不一樣的主要原因是人家是常規佈局的,而我們是鴨式佈局的,從而推導出一系列的中國發動機不行的結論。


其實呢,並不是完全是這樣的,甚至說兩者都沒有直接關係。要想弄清這件事就得了解下飛機的控制原理了。

對於飛機的升降俯仰基本上都是靠升降舵來完成的,這個升降舵裝在飛機的尾部叫做水平尾翼,如果裝在飛機的前部就叫做鴨翼了。


升降舵的氣動中心的位置到飛機升力中心的位置的距離叫做升降力矩(xWC),這個概念先記下來。


我們的飛機設計,主要是三角翼設計,從殲-7開始就是。

只不過,殲-7是常規三角翼佈局,這個佈局有水平尾翼的位置,然而我們為了追求更大的機翼載荷,擴大了三角翼的面積,於是就成了類似於幻影2000的佈局。這個佈局實際上也是一個主流的戰鬥機佈局。

但問題來了——三角翼無尾翼佈局升降舵被設計在主翼後緣。這樣一來飛機的升降力矩就大幅度的縮短了。升降舵的效率就大幅度降低。


於是幻影2000這類的戰鬥機就需要做出改變來提高機動性了。

最典型的一個例子就是以色列的幼獅戰鬥機,它脫胎於幻影戰機的設計。

在機身前部增加了鴨翼。這樣升降力矩就由鴨翼到主翼的升力中心就大大的延長了。


很多三角翼佈局的飛機現在都是採用鴨翼的設計。

實際上就是大翼載的前提下提高機動性的設計。

同時鴨翼還有一個好處——增升力。

我們來看一架鴨式佈局戰機在飛行的時候,由於鴨翼對氣流的擾動造成了主翼上的空氣氣壓降低,這樣,主翼就可以獲得更大的升力。


當然了,有一句話是特別的誤導大家的“鴨翼最好要裝在別的飛機上”。

這句話實際上是沒有真正的出處的。

如果儘量往前放能取得更好的升力和控制效果的話,那麼現在的戰機都有更大的前部空間支持鴨翼前移,而非採用近耦的設計。看圖是不是就明白“鴨翼最好要裝在別的飛機上”是一句誤導人的話了呢?



所以說,殲20前面為什麼要加鴨翼——就是在獲得足夠大的機翼載荷後能夠繼續保持高機動性的設計。


軍武數據庫


鴨式佈局的前翼作用是操縱飛機縱向俯仰運動,平衡機翼對重心產生的俯仰力矩。

正常佈局的飛機依靠尾部的水平尾翼進行這些操作。由於傳統氣動佈局中,水平尾翼平衡姿態的力是向下的,是負升力。改為鴨式佈局是為了提高氣動效率。改負升力為正升力。

現在出現了靜不穩定佈局的飛機,水平尾翼的平衡力不一定就是向下的。鴨式佈局的優勢就不那麼突出了。

而且如果飛機是靜不定的,鴨式佈局飛機的前翼產生的平衡力也是向下的。

目前的戰鬥機都是放寬靜穩定性的,就是接近臨界靜穩定,仍然屬於靜穩定的。只不過穩定裕度非常小,接近於零。

此時的水平尾翼基本也不產生向下的負升力,而是處於不斷的變化調整狀態。

因此,三四代戰鬥機採用鴨式佈局,在穩定性和操作性上沒有明顯的優勢。

鴨式佈局和正常佈局之間的主要差別是機翼平面形狀。鴨式佈局都採用三角翼,結構強度好,機翼面積大,展弦比小,有利於高速飛行。正常佈局主要採用中等後掠角的小展弦比梯形機翼(F-16、F-18)或後掠翼(F-15、蘇-27、米格-29),兼顧高速和亞音速/跨音速機動性。機身中部便於佈置圍繞重心的整體油箱,後機身也便於對發動機進行維護。

鴨式佈局首先是有利於高速飛行,其次是鴨翼改善起降性能,提高亞音速機動性能。如果沒有前翼,飛機俯仰要依靠三角翼後緣的差動副翼向上偏轉。這樣會降低機翼升力,延長起降滑跑距離。為了增加升力,滑跑時機身仰角很大。駕駛員視界變壞。大後掠角三角翼的超音速升阻比高,適合高空高速截擊機。對發動機推力可以適當降低。缺點是亞音速/跨音速阻力大。早期的三角翼戰鬥機主要是截擊機。比如法國幻影,美國F-102/F-106,瑞典SAAB 35。蘇聯蘇-9/11,米格-21。

米格-21因為機內燃油少,載彈量小,飛機重量輕,才具有一定的機動性。

法國達索公司的幻影,發動機和米格21一個級別,高空最大速度達到M2。

美國康維爾(後併入通用動力)的F-102跨音速阻力大,J57發動機推力不夠。採用面積律設計才順利超過音速。

瑞典SAAB公司長期採用三角翼佈局,戰鬥機都是M2一級的。

歐洲聯合研製戰鬥機,始終強調對地打擊能力。為了多載彈藥,還要降低翼載,除了選擇變後掠翼,就是鴨式三角翼佈局。

中國成都採用鴨式佈局,一個原因是引進的鴨式三角翼,二是設計習慣(經驗)。重新研究常規佈局需要更多的資金投入,耗費更多的時間。

飛機設計應該是有專門的研究機構研究各種氣動形狀應用研究,大學主要在理論上進行研究,公司工廠只進行方案組合的評估、選擇。但是中國的研究所劃分的很細。飛機廠也很細,一個工廠基本只生產一種飛機。成都生產殲七,瀋陽生產殲六,哈爾濱生產轟五,西安生產轟六,南昌生產強五,幾十年一貫制。瀋陽所研究殲八,成都所研究殲九。讓他們改變一下確實有點勉為其難。


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