F-15战机也曾使用过鸭翼,为何美国战机最终放弃了鸭翼?

lianzichen


F15战斗机确实也曾经使用过鸭翼进行技术验证,他就是F-15 ACTIVE NASA主动控制技术验证机。这架飞机是由美国航空航天局(NASA)和麦道公司联合研发的,他主要用于研究F15能否改造复杂气动布局和复杂飞控,以取得优秀飞行能力的技术,这个所谓鸭翼其实是来自于一架F-18战斗机的尾翼,并没有进行复杂设计。

图为带有鸭翼的美国F-15 ACTIVE NASA主动控制技术验证机。

改造完成后,这架F-15 ACTIVE NASA技术验证机取得了比此前F15战斗机更好的飞行性能,他在爬升率、转弯半径等方面都有了很大的进步,但是由于当时技术条件的限制,这架战机的飞控操作不是很灵活,影响了美国对鸭翼操控的判断,同时,由于鸭翼对战机的安全性影响很大,且破坏战机的隐身特征,因此最终美国选择了放弃鸭翼。

图为F-15 ACTIVE验证机的尾部和侧面、正面。

实际上,美国停止使用鸭翼,一方面是因为美国的研发出现偏差,他只是在一架常规布局战机上硬加鸭翼来研究,这样的研究不能获得鸭翼完整的优势,比如配平优势、降低翼载荷优势等,只能获得一些小的战术改进,收益不大;其次,还是因为美国认为鸭翼降低了飞机安全性、稳定性和技术成熟性,在增加了成本的基础上,并没有让美国获得想要的结果。

图中白色的是YF23,灰色的是YF22,最后YF22淘汰了YF23,主要还是因为YF23技术具有风险性。

美国空军规模是世界上最大的,对于美军而言,战机的成本是非常关键的,技术的成熟可靠是压倒一切的,美国不会在现役战机上进行技术冒险,除非这个冒险已经在大量测试中被证明是划时代的,否则美国总是延续旧的技术基础。比如在ATF战术战斗机竞标中,YTF22战胜了YF23,就是因为YF23的技术冒险太大,气动布局太复杂,且价格昂贵。

图为洛马的F35B方案之一,该方案使用了鸭翼,经过长期测试后被放弃。

不过,此后美国的几个航空公司依然在鸭翼上投入力量进行研究,就算是不能真的服役使用,也算是技术积累和储备,尤其是洛克希德·马丁公司,在他们推出的F35B垂直起降战斗机的测试模型中,就有一款是鸭翼布局,而且是非常标准的前鸭翼、后三角翼布局,但是由于该方案隐身性能不如常规布局,所以最终取消,换成了常规布局F35B方案。

图为带有鸭翼的第六代战机概念方案,鸭翼从来都代表着高科技含量,但是确实不容易控制。

另外,洛马公司在新近推出的第六大战斗机概念设想中,依然使用了鸭翼。作为北美最大的军用航空研发制造企业,洛马如此执着于鸭翼,可见鸭翼确实对改善飞机的飞行性能助益很大,洛马是美国第五代战斗机研发的大赢家,F22A和F35都出自其手,洛马如今对鸭翼的执著,也许会让美国第六代战机上出现鸭翼,这个就用时间来验证吧。


海事先锋


我是萨沙,我来回答。

因为美国认为不需要这种技术。

其实,鸭翼对于欧美不是什么高深技术,也不存在无法掌握的问题。

实际上,欧洲的阵风战斗机、台风战斗机,都使用了鸭翼。

而法德意等国都是北约成员国,同美国关系良好,不存在他们掌握了鸭翼而美国不掌握。

而很早的时候,美国航空航天局NASA就曾为1架F15安装了实验性的鸭翼。

经过反复试验表明,鸭翼确实提高了F15的一些性能。

比如升力增大了,油耗减少,F15航程大大提高。

同时,由于鸭翼存在,F15不需要原来那么长的跑道,可以实现较短距离的起降。

另外,飞机的机动性也有大幅度提高,约是百分之十。

然而,这么多性能提升,并没有打动美军。

美军认为,使用鸭翼的代价也是明显的,一则操控性的复杂度大大增加,二来飞机的速度有所降低。更重要的是,鸭翼对于飞机的隐形能力有一定影响,不符合未来战机的需要。

所以,美国仅仅将鸭翼仅仅作为技术储备,并没有对后续的F15进行相应的改进。

实际上,美国作为世界航空第一强国,几乎在所有航空领域都有涉及,而且都达到相当高的水平。比如三角翼和前掠翼技术上,美国丝毫不亚于欧洲的盟友,更别说苏联。

如基于F16改进而来的F16XL就是典型的三角翼无水平尾翼的经典之作,主翼面积增加了1.3倍长度也增加了1.4米,17个武器挂架让比它重的F15汗颜,由于机体增大让其一次起飞能够多带2.5吨燃油,因此它的航程甚至增加到了4150公里。

然而,即便如此,这些技术也难入美军发扬,都被封存。

更夸张的是,即便是苏47的前掠翼技术,美国早在1984年就制造出样机还试飞成功。


那么,美军如此排斥鸭翼还有什么深层次原因?

这是因为美军根本不需要鸭翼。

我们可以看到,使用鸭翼的单发动机的台风、阵风、鹰狮、歼10等,它们都有一个共同的问题,动力相对不足,至少比美军战机动力有明显差距,也缺乏由矢量发动机的对机动性的加成。

比如我军新一代战机歼20,仍然使用上一代发动机。歼15和苏33都是为了上舰加了鸭翼。

在这种情况下,鸭翼就是一个相当有用的技术。

而美国佬不存在这方面的缺陷,也就没有必要使用鸭翼。如果他们的发动机也是不怎么样,美国人也会用鸭翼的。


萨沙


美国作为科技领域创新能力最强的国家,在航空领域也是无可争议的第一,目前世界上的采用鸭翼的战机占据了半边天,欧洲的台风、阵风、鹰狮,中国的歼10、歼15、歼20,俄罗斯的苏30SM、苏33等等,都采用了鸭翼了,鸭翼能够拉出涡流降低机翼上空的空气压力,从而提高升力,可动鸭翼还能在进行大机动过程中,为战斗机提供一个额外的抬头力矩,让战斗机的转弯半径更小,带来的好处非常明显,但作为世界第一航空大国,为何美国在他的三代机和四代机都不采用鸭翼呢?难道是美国没有掌握这个技术?

答案肯定是否定的,美国NASA曾经为1架F15装上了鸭翼作为验证机进行试验,试验结果表明,多了一对鸭翼的F15因为升力加大了,耗油量减少,航程有了一定的提升,而且在短距起降方面的效果尤为明显,机动性能上也提升了7%左右,但操控性更为复杂,而且速度有所下降等等,最终美国仅仅将鸭翼仅仅作为技术储备,并没有对后续的F15进行相应的改进。

美国不但试验过鸭翼,在三角翼和前掠翼技术上都有所涉猎,比如基于F16改进而来的F16XL就是典型的三角翼无水平尾翼的经典之作,主翼面积增加了1.3倍长度也增加了1.4米,17个武器挂架让比它重的F15汗颜,由于机体增大让其一次起飞能够多带2.5吨燃油,因此它的航程甚至增加到了4150公里,可惜后来在与F15E的竞争中失败,最终美国的三角翼布局的飞机也就只能封存了。还有前掠翼技术,还记得当年俄罗斯的那款苏47风靡中国,不知道吸引了多少中国粉丝,而同样的前掠翼飞机美国也有,而且这款飞机早在1984年就首飞了,显然俄罗斯的苏47有抄袭借鉴其气动布局的嫌疑!

所以说,美国人并没有在航空领域固步自封,相反在大多数的领域,不管是鸭翼、三角翼还是前掠翼技术的探究上比其他国家都更早,甚至还诞生了如F117、B2这样的科幻战机,也说明了美国在航空领域不但不缺泛穿衣,而且非常大胆前卫,但为何在战斗机领域无论是三代机的F15、F16,还是四代机的F22、F35,他们全部都是采用非常保守的常规布局,他们明明已经掌握了鸭翼技术,但却为何偏偏不用呢?

其实,仔细分析我们不难发现,目前的鸭翼布局的战斗机中,单发动机的台风、阵风、鹰狮、歼10等,他们都存在动力有所不足的问题,至少与美国战机相比存在动力的差距,而且也并由矢量发动机的对机动性的加成;双发动机的歼20还用的三代机的发动机,动力不足;歼15和苏33都是为了上舰加了鸭翼;而苏30MKI可能是一个例外,但印度比较奇葩,既要矢量发动机又要鸭翼,反正好的我全要,而俄罗斯也因为没钱搞研发只能在印度苏30MKI基础上又搞了一款苏30SM。从上面我们不难发现,鸭翼其实就是为了解决动力不足造成的机动能力不足问题,至少同等条件下赶不上别人的战斗机动力,于是就迈出了神教级改进,加上鸭翼来增加机动性!

而大家加上鸭翼去追赶的目标是谁呢?显然就是美国战斗机了,美国战斗机发动机可以说领先世界其他国家1代半,美国2006年服役的F22搭载的是F119发动机,现在世界其他国家无论是欧洲的英法,还是俄罗斯,或者中国,对于战斗机发动机目前都是为了追赶上这一款美国13年前的发动机;而现在美国已经在这个基础上又研发出了一款更先进的F135发动机,美国还率先使用了矢量发动机技术,为其战机带来了超机动性能力,有了这些,美国战机的机动性能已经非常厉害了,也就不用去玩鸭翼这种花板子了!

但其他国家不行,为了在战斗机领域以低配一点的发动机达到美国战机那样的机动性能,只能搞一些神教设计,于是鸭翼便成为了主流!


狼烟火燎


F-15 ACTIVE是三翼面布局,美国是无法解决鸭翼和隐身性能的冲突而放弃的

F-15曾经使用过的鸭翼的是F-15 ACTIVE试验机,该机是NASA和麦道公司共同合作,研究F-15的高机动性能以及复杂飞控的。外观上F-15 ACTIVE在主机翼前面插了一对鸭翼,这鸭翼其实是来自一架F/A-18大黄蜂战机的水平尾翼。但这种布局并非鸭翼,而是三翼面布局。

三翼面增加一对气动控制力臂,可以改善机动性能,但也意味着增加一对飞行阻力,限制了速度。这也是为什么苏-27改进最初是采用苏-30那样的三翼面方案,最后又改回去的原因。苏-30MKI和苏-30SM系列是目前现役的三翼面布局战机

美国实际上研究过鸭翼战斗机,实际上洛克希德·马丁公司是个超级鸭翼粉丝。其最初参与F-22的ATF计划,以及后来演变成F-35的JSF计划的原始设计方案都是鸭翼布局。1979年美国发布F-22的ATF计划时,对超音速和机动性能要求很高,隐身性能标准是雷达反射面1平方米。这个时候很多公司推出的设计方案都是鸭翼布局,洛克希德·马丁公司也同样不例外。但是在1985年美国空军修改指标书,把最小雷达反射面缩小到0.01平方米,鸭翼布局无法实现,纷纷暴死重新修改,洛克希德·马丁公司也同样放弃了鸭翼布局设计。

洛克希德·马丁公司最初的ATF设计方案布局。

到了1993年,洛克希德·马丁参与美国海军陆战队的新一代垂直/短距起降战斗机(JASF)计划,这次洛马再次祭出自己的鸭翼设计方案。海军陆战队只要这种飞机能够安全垂直起降就行了,对于隐身性能没有太多要求,但是不想到了后面,国会老爷强行把JASF计划并入最后变成F-35的JSF计划,空军对于隐身性能指标要求又很高,洛马的这个方案再次夭折。

洛克希德·马丁的JASF战斗机,F-35B的垂直起降方式就是沿用这种设计方式。


五岳掩赤城


听说我国的歼20采用的就是鸭翼布局,可以大大提高音速飞行的能力,为什么美国战机不用呢?因为,美国战机,也有王牌部件,比如说他的那个发动机,性能超好,完全可以跟鸭翼设计的效果媲美。


宝妈生活热点实录


为什么不用鸭翼,我来回答,主要原因是担心向前发射出去的导弹剐蹭到鸭翼,懂了吗。


华沙_


技术要求太高,美国就放弃了,结果中国搞成了。


独孤菜青虫


美国人可能认为它们的发动机劲儿大,用不着再多俩翅膀儿。😁😁


薯烤条


发动机牛逼不需要鸭翼


若尘76443732


F-15ACTlⅤE/NASA-全称为;主动控制技术验证机项目。
F-15NASA、釆用三翼面布局、由F-15S/MTD验证机改装而来、前鸭翼用经过修改后F/A-18平尾改造、换装数学式飞控系统、发动机(F100-PW-220)加装二元矢量噴口、经过一系列改装、该机主要用于;技术验证。



(二元矢量噴口)


该型号机:用于短距起降和实用型推力矢量控制(TVC)技术论证、验測在起飛、着陆、以及空战性能……

为技术验证、技术探索发现积累型机型。
F-15NASA做为一型验证机、进行过多种试验和改装、不是实用生产型号……

利用现有机型改装或重新设计一型技术验证机、是航空设计制造行业的习惯动作……不足为奇、技术验证机也未必装备服役!


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