03.06 J20尾部下垂的部分是什么,为什么只有J20有这样的部分,其他五代机没有?

TZ小赛


在部分型号战斗机的尾部下方,经常会看到的固定翼面,这种部件的专业称呼是——腹鳍,其作用主要是在飞机飞行过程中为飞机提供额外的航向稳定性。

对于任何传统布局的战斗机而言,尾翼是不可或缺的气动部件。一般情况下尾翼包括四个部分:垂直安定面和方向舵、水平安定面和升降舵。

其中升降舵,也就是平尾上的舵面,主要是在飞行过程中给飞行员提供抬头和低头的操作能力,一般由手杆前后控制;

方向舵,也就是垂尾上的舵面,主要是咋飞行过程给飞行员提供偏航操作的能力,一般由脚蹬控制。

对于正常向一个方向水平平飞的战斗机而言,在受到侧向突风干扰时,飞机就会偏离航向,在这种情况下,垂尾安定面就具备让飞机在一定时间内恢复到原来航向的能力,这种能力就是所谓的“航向稳定性”。恢复的时间越短,抵抗侧风能力越大,则这种航向稳定性就越强。

泛泛而论,垂尾面积是决定航向稳定性大小的指标之一,有的时候为了考虑到其他因素要求,比如降低RCS面积,就不能将垂尾做的太高,那么就只好在机尾腹部额外的增加一个额外的垂直安定面,这就是腹鳍的由来了。歼20就是采用这种方式来提高航向稳定性的,毕竟其两个全动式垂尾面积都比较小。

腹鳍在战斗机方面采用也是比较普遍的,国产飞豹战斗轰炸机,F-16等也都采用这种设计方式。


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腹鳍,F22是没有,不过,F22也是付出了很大的代价,才取消了腹鳍,来,你看看F22的垂尾有多大!吃惊😱吧?为了弥补取消腹鳍造成的大迎角飞行时对飞机的控制,不得不做了个史无前例的硕大的垂尾。



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腹鳍,某种程度上,腹鳍会对隐身造成不利影响

位于机腹的类似舵一样的叫做腹鳍,他的作用跟垂直尾翼一样,是长在下面的垂尾尾翼。两者的作用都是用来保证航向稳定性,仿制偏航的出现。

腹鳍多在第五代战斗机前非常普遍,我国在1978年从埃及获得米格-23,借鉴了其腹鳍设计,首次在歼-8II上采用腹鳍,之后歼-10、枭龙、JH-7飞豹等都有应用。

相比较垂尾,腹鳍最大优点在于大仰角飞行时,作用效果非常显著。当战斗机在进行大仰角飞行时,宽大的机身和主机翼会减弱并搅乱其后方的气流,从而导致垂尾的作用大幅度削弱。歼-20进行大仰角飞行,可以看出垂尾大部分被埋进了机身和机翼拉出的激波云中,垂尾的作用被大幅度削弱,而腹鳍则没有丝毫影响。

美军F-22在不采用腹鳍情况下,采用的方法就是水多加面,设置了超级大的垂尾来确保大仰角飞行的航向稳定性。

毛子的苏-57在这方面难得的设计非常精巧,在机翼位置弄了个茧包,可以容纳一枚格斗弹作为格斗弹舱的同时,一定程度上也可以起到腹鳍的整流效果,俄罗斯在设计上的确还有相当的匠心。腹鳍在一定程度上会削弱隐身效果,特别是对于下方照射的雷达效果隐身效果要较差。这是美军所不能容忍的,美军习惯就是飞天上炸炸炸,对于下方地面照射上来的雷达波隐身要求很高,而垂尾因为机身可以一定程度上进行遮蔽,对下方雷达不敏感。所以美军的第五代隐身战斗机都没有腹鳍设计,宁可增加垂尾面积,削弱侧面和上方隐身效果,也要确保对下方雷达更好的隐身能力。

歼-20的副鳍作用,可以说是有利有弊,对于下方隐身性能肯定会受到影响,但整体来说影响不大,不过需要注意的是,歼-20尾喷管没有像F-22A一样采用隐身的二元喷管遮蔽,这样的话,腹鳍存在反而可以防止对方雷达直接照射尾喷管,反而对隐身来说,可能更有利。


五岳掩赤城




歼-20尾部下面顺气流方向布置的刀状翼片结构叫做腹鳍,腹鳍的作用是垂尾的补偿,以提高飞机飞行时的航向稳定性,在高空大迎角飞行中,垂直尾翼受到机翼和机身的“遮蔽”,航向稳定作用严重下降,而腹鳍不受影响,因此超音速歼击机普遍采用腹鳍。




第四代战斗机中的F-22、F-35都已经取消了腹鳍设计,只有歼-20还保留腹鳍。歼-20使用腹鳍的原因有三点:第一、特殊的气动外形设计,由于采用了鸭翼气动布局,没有水平尾翼;第二、垂直尾翼为全动式,垂尾面积太小,需要腹鳍来补偿稳定性;第三、倾斜设计的腹鳍能够屏蔽发动机的雷达反射和红外特征。




F-22高大的垂尾足以提供航向稳定性,而且其发动机尾部的二元喷口设计也具有屏蔽红外特征的作用,所以不需要腹鳍;F-35为单台航向发动机,虽然垂尾面积较小,但是其采用用双垂尾设计,足够保持航向稳定性,所以F-35也不需要腹鳍(单引擎采用双垂尾布局的飞机十分罕见)。



至于俄罗斯的苏-57则不在讨论范围内,毕竟这款号称“四代机”的飞机有太多奇葩设计。比如直通的发动机舱,由于发动机叶片能够强烈反射雷达电磁波,所以四代机为了达到隐身效果必须使用“S”型进气道设计,以保证发动机叶片不外露,然而苏-57却仍然使用传统的直通发动机舱设计,说明没有考虑到隐身要求;另外,苏-57只有狭小的机腹弹仓,据目测仅能容纳两枚中程空空导弹,无法像F-22、F-35、歼-20那样在机腹弹仓内挂载大型制导炸弹;还有,苏-57使用的是一对小面积垂尾,却没有腹鳍设计做为补偿,圆乎乎的发动机尾部也没有任何屏蔽设计……



苏-57的种种奇葩设计体现其并不是一款符合四代机“4S”要求的四代机,它不使用腹鳍的原因恐怕只有老毛子自己清楚了。


兵器知识谱


我们知道,先进的战斗机,一物一设非虚陈,何况歼-20作为中国的下一代制空主力战斗机呢?如图,这个尾端下垂的突出物,名唤腹鳍,在三代以前,是常见的设置,有稳定和减小前方反射雷达波的作用,可以视为一大匠心独运的设计。航空大国的战机设计,都有自己的绝招秘笈,无论怎么样的气动细节,只要用得好,正能增益战机性能,比如此前诟议了多年的歼-20鸭翼,还拿出不知什么人的“名句”说,鸭翼最好装到敌人的飞机上,真是这样吗?美国波音和雷声对六代机的设计,都有鸭翼,于是这伙子被啪啪打脸,再不吱声了呢。歼-20的鸭翼,巧妙地与主翼在同一个平面内,使涡流得以作用在主翼上面,以利提高航速,非但没有破坏隐身,反而有利隐身,这正是我们设计师的精到之处呀,如何傻傻分不清,偏要做那学舌鹦鹦鹉模样?怪令人不耻的呗。好了,不啰嗦,还是三个意思来简单解释一下。

▲猛龙的腹鳍。第一次真正地自主设计,这飞机,操纵起来非常灵活,尤其在起降的瞬间,猛拉猛推,飞行员初始接触,都这样,似乎忘了离去角度受限的事,何种飞机,都有气动设计的局限,并不奇怪,这样也造成不少的起降事故。世上并没有一种飞机称完美,找一找“阵风”抬头困难的问题,世上的喷子们,更有何话可讲,要在注意了是一问题,不断推进设计,以近趋完美,达到没有最完美,只有更完美的气动设计。

▲以毒攻毒。没有腹鳍不稳,有了腹鳍,实事上在正面正会增大信号反射信号。不少人感到心里委屈。其实不然,想一想世人津津有味的F-22二元推力矢量喷管,就会好过一点,笨重的尾撑结构件,虽说减少了使用腹鳍的麻烦,但其垂尾算小吗?尾部红外特征是减小了不少,又多出了死笨死沉的尾撑,与之相比,咱们的歼-20则没有这两个麻烦,垂尾小,腹鳍还能有效遮蔽尾部气流反射特征,这不是很好吗?如果现在再让我们设计一次,恐怕还会这样设计。

▲懂得取舍。才是王道,什么都想最好,没有这样高明的气动设计大师,我们如此,美国一样。不能说攻其一点,不及其余,正像过去传唱了二年鸭翼,不懂行的门外汉,听上去,威龙直被这些人糟践得不成模样。到如今,还有人不解鸭翼之妙,有时间不妨翻一翻魂舞大漠的解释,就能知道,到底是何种原因。原因正因为局势复杂,凡我们弄成一款装备,总有人跟着哄,群起而攻,让不明就里的人士,心里直犯迷糊,不由跟着嘀咕。记之,懂得取舍之道者,才是高明的设计师。


魂舞大漠


那是歼20的腹鳍,用于稳定在大迎角飞行时的稳定性!歼20之所以有腹鳍,主要是因为其外倾式全动垂尾的面积太小,在大迎角飞行时全动垂尾容易被机身挡住,导致出现侧滑,影响大迎角飞行时的航向稳定性。而F22,F35,苏57就没有腹鳍!

众所周知,垂尾的作用就是保证战斗机航向的平稳,飞行的稳定。如果说,垂尾的面积足够大,在战斗机大迎角飞行时,机身遮挡不住尾翼,战斗机的航向稳定性不会受到影响,如F22和F35战斗机。反观苏57战斗机战斗机的垂尾面积也很小,和歼20的垂尾面积不相上下,也没有采用腹鳍。但是苏57有矢量发动机,当其在大迎角飞行时,矢量发动机的喷管可以改变方向,以保证其航向的稳定性。而歼20既没有F22那样的大垂尾,又没有苏57那样的矢量发动机,为了保证大迎角飞行时航向的稳定性,就只能采用腹鳍了。



采用了腹鳍之后,虽说解决了歼20大迎角飞行时航向不稳定的问题,但是还带来了另外两个问题。第一:腹鳍对隐身性的不良影响。第二:腹鳍也会影响其起降性能。歼20战斗机通过对腹鳍的精心设计也解决了这两个问题。


腹鳍对歼20隐身的不良影响

由于腹鳍安装在歼20的机腹下面,也极易反射敌方辐射源发射的电磁波。减轻20的腹鳍使用了复合材料,外加与机腹呈一定的夹角,还有经过微波暗室的实验,腹鳍对歼20隐身性能的影响已经降到了最低。

腹鳍会影响歼20的起降性能

由于歼20的机身较为修长,所以其起飞时与地面的夹角不大,就很容易擦到腹鳍。所以说,歼20的腹鳍进行了切尖处理,避免起飞时擦到腹鳍。



由此可知,歼20的腹鳍经过处理后,对其整体的性能已经降到了最低。事实上,随着涡扇-10TVC发动机的试飞,涡扇-15大推力发动机的顺利进行。在未来,涡扇-15发动机也可以具有矢量喷管。等到歼20安装涡扇-15矢量发动机时,在大迎角飞行时,利用矢量发动机喷管的旋转,也可以保证其航向的稳定性,此时就可以去掉腹鳍了。其实,现阶段歼20的隐身性能已经不错了,关于腹鳍是否取消已经不再重要了。(图片来自网络)


江山何沉


歼20尾部的哪个叫腹鳍,这个装置我们在第二代,第三代和第四代战斗机上经常能看到。就像早期的米格21、歼8以及F16、还有歼10、甚至是MQ1捕食者无人机,都是具有腹鳍的。但是第五代战机确实只有中国的歼20才有腹鳍。

那么这个腹鳍到底有什么用呢?据我了解作用主要是用来在战机飞大迎角等超机动动作时的稳定性, 有人说: 歼20的腹鳍还能挡住部分发动机尾焰,降低红外雷达的可探测性。我觉得应该作用不大,没有一篇论文和教材提到过,确切的说根本就没有证据能证明腹鳍有这种功能。





迷彩石头


可以分两部分说,

三角翼鸭式气动布局的重心比常规布局靠后,垂尾的力臂短,所以需要更大的力矩来维持安定,可以翻看一下主流三角翼鸭式布局的飞机,比如歼十,台风,阵风,鹰狮,它们都有一个巨大的垂直尾翼。20全动垂尾比较小,所以加装腹鳍。

我认为更主要的原因是后置大三角翼会在大攻角状态下严重遮挡流经垂尾的气流,而大攻角性能对于战斗机来说非常重要。所以增加腹鳍,避开主翼遮挡,提高偏航轴安定性





西风秋雨81


歼20战斗机尾部下垂的部分是腹鳍,与垂尾一样同属于垂直安定面,是用来保证航向稳定性,防止偏航的设计

美国的f22没有是因为它的垂直尾翼足够大,不需要,俄罗斯的su57使用翼下茧包作为垂直安定面,顺便把格斗弹塞了进去


除此以外,还包括腹鳍对于隐身性能有所影响的原因。但是这个不是主要原因,而且腹鳍是飞行器设计环节中的常用设计,采用腹鳍的战斗机,远不止歼20

(歼10猛龙战斗机的腹鳍也很明显。)(歼7,歼8,歼10,jl9山鹰 jl10猎鹰,jf17枭龙,全部有腹鳍


(苏33的腹鳍)

f14的腹鳍尺度较小,但是也有

f16照样有 ,腹鳍其实挺常见的





f22的垂尾比歼20的垂尾+腹鳍的面积还要大.....

所以说,实际上还是因为各国飞机设计思路不同,f22一切思路力求稳妥,不然服役的就不是f22,而是f23黑寡妇。

苏57RCS已经够大了,并且俄罗斯实在没钱,他也不想尝试那些高机动的设计布局(难度越大,性能越大,风险也越高)没钱不敢浪


啸鹰评


你看的真仔细,歼20的尾部下垂部分叫战斗机的尾鳍,有些像船的舵,取得纵向平衡,船还有转向功能,其实加20也能做。就像上面的垂尾,是全动的。歼20和苏57一样,垂尾都是能动的,增加灵活性。在正面和尾部看来,特别科幻。

很多战斗机尾鳍,有的还能动。歼7,歼8,歼10都有,F16也有。其中间,歼8的尾鳍还能动,八爷起飞后,能够垂直收起,就是为了纵向平衡。尾鳍有的两面,有的一面。



歼20的尾鳍有两大作用,一是平衡。也像垂尾,砸进身体,上面一部分,下面一部分。上面一部分垂尾,下面一部分叫尾鳍。歼20上面是全动的,也比较小。不像F22和F35,两个高高的v型垂尾,很威武,不过得隐身有影响,也可以说他们各有千秋。

歼20的尾鳍第二个特点是遮蔽红外。歼20的尾部气温比较高,喷管的颜色趋于蓝色,歼20的尾鳍在喷口外侧,可以挡一下。等到涡扇15发动机到位的时候,歼20的尾鳍应该去掉,做一个和F22相似的全动喷口,歼20会更加强大。这是我的个人理解,应该有错误和纰漏,仅供参考。



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