F-15戰機也曾使用過鴨翼,為何美國戰機最終放棄了鴨翼?

lianzichen


F15戰鬥機確實也曾經使用過鴨翼進行技術驗證,他就是F-15 ACTIVE NASA主動控制技術驗證機。這架飛機是由美國航空航天局(NASA)和麥道公司聯合研發的,他主要用於研究F15能否改造複雜氣動佈局和複雜飛控,以取得優秀飛行能力的技術,這個所謂鴨翼其實是來自於一架F-18戰鬥機的尾翼,並沒有進行復雜設計。

圖為帶有鴨翼的美國F-15 ACTIVE NASA主動控制技術驗證機。

改造完成後,這架F-15 ACTIVE NASA技術驗證機取得了比此前F15戰鬥機更好的飛行性能,他在爬升率、轉彎半徑等方面都有了很大的進步,但是由於當時技術條件的限制,這架戰機的飛控操作不是很靈活,影響了美國對鴨翼操控的判斷,同時,由於鴨翼對戰機的安全性影響很大,且破壞戰機的隱身特徵,因此最終美國選擇了放棄鴨翼。

圖為F-15 ACTIVE驗證機的尾部和側面、正面。

實際上,美國停止使用鴨翼,一方面是因為美國的研發出現偏差,他只是在一架常規佈局戰機上硬加鴨翼來研究,這樣的研究不能獲得鴨翼完整的優勢,比如配平優勢、降低翼載荷優勢等,只能獲得一些小的戰術改進,收益不大;其次,還是因為美國認為鴨翼降低了飛機安全性、穩定性和技術成熟性,在增加了成本的基礎上,並沒有讓美國獲得想要的結果。

圖中白色的是YF23,灰色的是YF22,最後YF22淘汰了YF23,主要還是因為YF23技術具有風險性。

美國空軍規模是世界上最大的,對於美軍而言,戰機的成本是非常關鍵的,技術的成熟可靠是壓倒一切的,美國不會在現役戰機上進行技術冒險,除非這個冒險已經在大量測試中被證明是劃時代的,否則美國總是延續舊的技術基礎。比如在ATF戰術戰鬥機競標中,YTF22戰勝了YF23,就是因為YF23的技術冒險太大,氣動佈局太複雜,且價格昂貴。

圖為洛馬的F35B方案之一,該方案使用了鴨翼,經過長期測試後被放棄。

不過,此後美國的幾個航空公司依然在鴨翼上投入力量進行研究,就算是不能真的服役使用,也算是技術積累和儲備,尤其是洛克希德·馬丁公司,在他們推出的F35B垂直起降戰鬥機的測試模型中,就有一款是鴨翼佈局,而且是非常標準的前鴨翼、後三角翼佈局,但是由於該方案隱身性能不如常規佈局,所以最終取消,換成了常規佈局F35B方案。

圖為帶有鴨翼的第六代戰機概念方案,鴨翼從來都代表著高科技含量,但是確實不容易控制。

另外,洛馬公司在新近推出的第六大戰鬥機概念設想中,依然使用了鴨翼。作為北美最大的軍用航空研發製造企業,洛馬如此執著於鴨翼,可見鴨翼確實對改善飛機的飛行性能助益很大,洛馬是美國第五代戰鬥機研發的大贏家,F22A和F35都出自其手,洛馬如今對鴨翼的執著,也許會讓美國第六代戰機上出現鴨翼,這個就用時間來驗證吧。


海事先鋒


我是薩沙,我來回答。

因為美國認為不需要這種技術。

其實,鴨翼對於歐美不是什麼高深技術,也不存在無法掌握的問題。

實際上,歐洲的陣風戰鬥機、颱風戰鬥機,都使用了鴨翼。

而法德意等國都是北約成員國,同美國關係良好,不存在他們掌握了鴨翼而美國不掌握。

而很早的時候,美國航空航天局NASA就曾為1架F15安裝了實驗性的鴨翼。

經過反覆試驗表明,鴨翼確實提高了F15的一些性能。

比如升力增大了,油耗減少,F15航程大大提高。

同時,由於鴨翼存在,F15不需要原來那麼長的跑道,可以實現較短距離的起降。

另外,飛機的機動性也有大幅度提高,約是百分之十。

然而,這麼多性能提升,並沒有打動美軍。

美軍認為,使用鴨翼的代價也是明顯的,一則操控性的複雜度大大增加,二來飛機的速度有所降低。更重要的是,鴨翼對於飛機的隱形能力有一定影響,不符合未來戰機的需要。

所以,美國僅僅將鴨翼僅僅作為技術儲備,並沒有對後續的F15進行相應的改進。

實際上,美國作為世界航空第一強國,幾乎在所有航空領域都有涉及,而且都達到相當高的水平。比如三角翼和前掠翼技術上,美國絲毫不亞於歐洲的盟友,更別說蘇聯。

如基於F16改進而來的F16XL就是典型的三角翼無水平尾翼的經典之作,主翼面積增加了1.3倍長度也增加了1.4米,17個武器掛架讓比它重的F15汗顏,由於機體增大讓其一次起飛能夠多帶2.5噸燃油,因此它的航程甚至增加到了4150公里。

然而,即便如此,這些技術也難入美軍發揚,都被封存。

更誇張的是,即便是蘇47的前掠翼技術,美國早在1984年就製造出樣機還試飛成功。


那麼,美軍如此排斥鴨翼還有什麼深層次原因?

這是因為美軍根本不需要鴨翼。

我們可以看到,使用鴨翼的單發動機的颱風、陣風、鷹獅、殲10等,它們都有一個共同的問題,動力相對不足,至少比美軍戰機動力有明顯差距,也缺乏由矢量發動機的對機動性的加成。

比如我軍新一代戰機殲20,仍然使用上一代發動機。殲15和蘇33都是為了上艦加了鴨翼。

在這種情況下,鴨翼就是一個相當有用的技術。

而美國佬不存在這方面的缺陷,也就沒有必要使用鴨翼。如果他們的發動機也是不怎麼樣,美國人也會用鴨翼的。


薩沙


美國作為科技領域創新能力最強的國家,在航空領域也是無可爭議的第一,目前世界上的採用鴨翼的戰機佔據了半邊天,歐洲的颱風、陣風、鷹獅,中國的殲10、殲15、殲20,俄羅斯的蘇30SM、蘇33等等,都採用了鴨翼了,鴨翼能夠拉出渦流降低機翼上空的空氣壓力,從而提高升力,可動鴨翼還能在進行大機動過程中,為戰鬥機提供一個額外的抬頭力矩,讓戰鬥機的轉彎半徑更小,帶來的好處非常明顯,但作為世界第一航空大國,為何美國在他的三代機和四代機都不採用鴨翼呢?難道是美國沒有掌握這個技術?

答案肯定是否定的,美國NASA曾經為1架F15裝上了鴨翼作為驗證機進行試驗,試驗結果表明,多了一對鴨翼的F15因為升力加大了,耗油量減少,航程有了一定的提升,而且在短距起降方面的效果尤為明顯,機動性能上也提升了7%左右,但操控性更為複雜,而且速度有所下降等等,最終美國僅僅將鴨翼僅僅作為技術儲備,並沒有對後續的F15進行相應的改進。

美國不但試驗過鴨翼,在三角翼和前掠翼技術上都有所涉獵,比如基於F16改進而來的F16XL就是典型的三角翼無水平尾翼的經典之作,主翼面積增加了1.3倍長度也增加了1.4米,17個武器掛架讓比它重的F15汗顏,由於機體增大讓其一次起飛能夠多帶2.5噸燃油,因此它的航程甚至增加到了4150公里,可惜後來在與F15E的競爭中失敗,最終美國的三角翼佈局的飛機也就只能封存了。還有前掠翼技術,還記得當年俄羅斯的那款蘇47風靡中國,不知道吸引了多少中國粉絲,而同樣的前掠翼飛機美國也有,而且這款飛機早在1984年就首飛了,顯然俄羅斯的蘇47有抄襲借鑑其氣動佈局的嫌疑!

所以說,美國人並沒有在航空領域固步自封,相反在大多數的領域,不管是鴨翼、三角翼還是前掠翼技術的探究上比其他國家都更早,甚至還誕生了如F117、B2這樣的科幻戰機,也說明了美國在航空領域不但不缺泛穿衣,而且非常大膽前衛,但為何在戰鬥機領域無論是三代機的F15、F16,還是四代機的F22、F35,他們全部都是採用非常保守的常規佈局,他們明明已經掌握了鴨翼技術,但卻為何偏偏不用呢?

其實,仔細分析我們不難發現,目前的鴨翼佈局的戰鬥機中,單發動機的颱風、陣風、鷹獅、殲10等,他們都存在動力有所不足的問題,至少與美國戰機相比存在動力的差距,而且也並由矢量發動機的對機動性的加成;雙發動機的殲20還用的三代機的發動機,動力不足;殲15和蘇33都是為了上艦加了鴨翼;而蘇30MKI可能是一個例外,但印度比較奇葩,既要矢量發動機又要鴨翼,反正好的我全要,而俄羅斯也因為沒錢搞研發只能在印度蘇30MKI基礎上又搞了一款蘇30SM。從上面我們不難發現,鴨翼其實就是為了解決動力不足造成的機動能力不足問題,至少同等條件下趕不上別人的戰鬥機動力,於是就邁出了神教級改進,加上鴨翼來增加機動性!

而大家加上鴨翼去追趕的目標是誰呢?顯然就是美國戰鬥機了,美國戰鬥機發動機可以說領先世界其他國家1代半,美國2006年服役的F22搭載的是F119發動機,現在世界其他國家無論是歐洲的英法,還是俄羅斯,或者中國,對於戰鬥機發動機目前都是為了追趕上這一款美國13年前的發動機;而現在美國已經在這個基礎上又研發出了一款更先進的F135發動機,美國還率先使用了矢量發動機技術,為其戰機帶來了超機動性能力,有了這些,美國戰機的機動性能已經非常厲害了,也就不用去玩鴨翼這種花板子了!

但其他國家不行,為了在戰鬥機領域以低配一點的發動機達到美國戰機那樣的機動性能,只能搞一些神教設計,於是鴨翼便成為了主流!


狼煙火燎


F-15 ACTIVE是三翼面佈局,美國是無法解決鴨翼和隱身性能的衝突而放棄的

F-15曾經使用過的鴨翼的是F-15 ACTIVE試驗機,該機是NASA和麥道公司共同合作,研究F-15的高機動性能以及複雜飛控的。外觀上F-15 ACTIVE在主機翼前面插了一對鴨翼,這鴨翼其實是來自一架F/A-18大黃蜂戰機的水平尾翼。但這種佈局並非鴨翼,而是三翼面佈局。

三翼面增加一對氣動控制力臂,可以改善機動性能,但也意味著增加一對飛行阻力,限制了速度。這也是為什麼蘇-27改進最初是採用蘇-30那樣的三翼面方案,最後又改回去的原因。蘇-30MKI和蘇-30SM系列是目前現役的三翼面佈局戰機

美國實際上研究過鴨翼戰鬥機,實際上洛克希德·馬丁公司是個超級鴨翼粉絲。其最初參與F-22的ATF計劃,以及後來演變成F-35的JSF計劃的原始設計方案都是鴨翼佈局。1979年美國發布F-22的ATF計劃時,對超音速和機動性能要求很高,隱身性能標準是雷達反射面1平方米。這個時候很多公司推出的設計方案都是鴨翼佈局,洛克希德·馬丁公司也同樣不例外。但是在1985年美國空軍修改指標書,把最小雷達反射面縮小到0.01平方米,鴨翼佈局無法實現,紛紛暴死重新修改,洛克希德·馬丁公司也同樣放棄了鴨翼佈局設計。

洛克希德·馬丁公司最初的ATF設計方案佈局。

到了1993年,洛克希德·馬丁參與美國海軍陸戰隊的新一代垂直/短距起降戰鬥機(JASF)計劃,這次洛馬再次祭出自己的鴨翼設計方案。海軍陸戰隊只要這種飛機能夠安全垂直起降就行了,對於隱身性能沒有太多要求,但是不想到了後面,國會老爺強行把JASF計劃併入最後變成F-35的JSF計劃,空軍對於隱身性能指標要求又很高,洛馬的這個方案再次夭折。

洛克希德·馬丁的JASF戰鬥機,F-35B的垂直起降方式就是沿用這種設計方式。


五嶽掩赤城


聽說我國的殲20採用的就是鴨翼佈局,可以大大提高音速飛行的能力,為什麼美國戰機不用呢?因為,美國戰機,也有王牌部件,比如說他的那個發動機,性能超好,完全可以跟鴨翼設計的效果媲美。


寶媽生活熱點實錄


為什麼不用鴨翼,我來回答,主要原因是擔心向前發射出去的導彈剮蹭到鴨翼,懂了嗎。


華沙_


技術要求太高,美國就放棄了,結果中國搞成了。


獨孤菜青蟲


美國人可能認為它們的發動機勁兒大,用不著再多倆翅膀兒。😁😁


薯烤條


發動機牛逼不需要鴨翼


若塵76443732


F-15ACTlⅤE/NASA-全稱為;主動控制技術驗證機項目。
F-15NASA、釆用三翼面佈局、由F-15S/MTD驗證機改裝而來、前鴨翼用經過修改後F/A-18平尾改造、換裝數學式飛控系統、發動機(F100-PW-220)加裝二元矢量噴口、經過一系列改裝、該機主要用於;技術驗證。



(二元矢量噴口)


該型號機:用於短距起降和實用型推力矢量控制(TVC)技術論證、驗測在起飛、著陸、以及空戰性能……

為技術驗證、技術探索發現積累型機型。
F-15NASA做為一型驗證機、進行過多種試驗和改裝、不是實用生產型號……

利用現有機型改裝或重新設計一型技術驗證機、是航空設計製造行業的習慣動作……不足為奇、技術驗證機也未必裝備服役!


分享到:


相關文章: