殲20換裝太行WS15發動機後,會取消機尾腹鰭嗎?

藥圃


樓主問這個問題感覺是對這個腹鰭不感冒吧!也是啊,su57和娘娘沒有而20卻有,有點不高端大氣!其實20從鴨翼到腹鰭都是20設計中重要組成部分,與換裝ws15沒關係!

20設計思路是"升力體,小邊條,三角翼",是一款立足於空優型的多用途隱形戰機。這9個字是什麼意思呢?升力體與小邊條都起到增升作用的,鴨翼與小邊條都是升力體,只不過鴨翼夾角不大。三角翼採用中等後掠翼加後翼略前掠設計,這顯然是為了兼顧超音速與高亞音速作戰需要的。整機修長,坊間稱其為超級棍子,這種設計是從2代機誕生以來比較推崇的構型,只不過以前需要修腰,現在不一定修腰了(蜂腰原理這裡就不說了),20這種氣動構型顯然也是考慮在超音速狀態下的作戰需要。尾舵是45度略小差動雙垂尾,這有隱身考慮也有提高大迎角飛行能力考慮。

整機看下來,飛動性較為複雜的是升力體--鴨翼及小邊條與主翼之間的複雜流場,由於整機側重了超音速及部分兼顧了高亞音速作戰要求,勢必會使戰機重心後移,加了升力體組合後可以解決這個問題,並提高了抬頭力矩,因為鴨翼夾角較小,它很難與殲10鴨翼發揮的脫體渦作用並列,加上小邊條的加入,戰機的增升作用勿庸質疑,機動性自然會增強不少,目測至少瞬盤能力會相當不錯,但這組升力體顯然增加了流場的複雜性,也就是這兩組渦流是否線性或是否會產生擾流?這個沒有相關數據,不好妄言!從這裡可以看到:為了追求較為穩定的縱向操縱面,必須要對縱向面加入穩定設計,除了飛控要寫的較為完善外還必須有穩定裝置!另外剛才說過垂尾有點小,這個雖然隱身較好,但操縱面的穩定性稍顯不足,因此加入腹鰭就可以解決這些問題了,這與當年空警2000上腹鰭有點類似!

所以殲20的超級棍子不是亂喊的,是承前啟後的結果,它的每項設計不是為美而設為顏值而設。最終不管加了什麼都要經過Rcs測試的,不必擔心它的隱身性!


弘楊證道


圖注:殲-20的腹鰭,主要是起到增加航向穩定性的作用

首先要說明一下,殲-20計劃分兩階段,第一階段使用某型國產改進型發動機;第二階段換裝WS-15“峨眉”第五代渦扇發動機——這也是殲-20最終的目標發動機。

要問殲-20換裝WS-15後,會不會取消腹鰭,先來看看殲-20的腹鰭是做什麼用的。

第一,殲-20的腹鰭,首先起到的是增強戰鬥機航向穩定性的作用,殲-20與蘇-57(T-50)一樣,沒有選擇F-22那樣高大的固定式雙V尾,而是採用了全動式V尾,全動式V尾整合進五代機的飛火推一體化飛行控制系統,與其它作動面以及矢量推力發動機綜合作用,有利於提高飛機的機動性能;同時V尾高度和麵積大幅減小,飛機飛行阻力也大幅減小,有利於提高殲-20的超聲速機動性能特別是超聲速巡航性能;此外,對於第五代戰鬥機而言,擁有較大面積的V尾是一個很明顯的雷達反射特徵,減小V尾面積,同樣有利於隱身。但全動V尾面積和高度減小,帶來一個顯著問題,就是飛機航向穩定性變差,因為V尾的一個很大作用就是保障飛機的航向穩定。特別是在戰鬥機進行大迎角超機動飛行時,由於機身在前的屏蔽作用,矮小的V尾所起到的航向穩定作用就進一步下降,這會削弱殲-20的超機動性能。為了解決這一問題,殲-20設計了兩片腹鰭,保證了殲-20在大迎角狀態下依舊有非常優秀的機動性能。

第二,殲-20的腹鰭還是一項紅外隱身技術,腹鰭作為殲-20後機身的一個遮擋結構存在。我們可以看到,由於腹鰭位於發動機尾噴口兩側,從後向的多個角度看去,腹鰭都起到了有效遮蔽尾噴口的效果,只有在少數角度,可以避開腹鰭直接看到尾噴口,而這些腹鰭能夠遮擋住的角度,最終構成了一個相當大的角度範圍區間,在此區間內,殲-20發動機尾噴口的紅外特徵得到很好的屏蔽。

鑑於腹鰭設計在殲-20上所起到的重要作用,因此殲-20第二階段研製定型後,依舊保留腹鰭的可能性是很高的。雖然腹鰭不利於隱身,也會產生一定的阻力,但它被機身擋在後面,對於前向雷達RCS的影響微乎其微。

當然,也有的看法認為,如果殲-20第二階段的推力矢量噴管投入使用,完全可以在大迎角超機動飛行時與V尾綜合作動,起到增強航向穩定性的作用,因此當第二階段使用WS-15發動機及推力矢量噴管技術後,腹鰭是可以取消的。這種可能性從理論上講是完全存在的。從目前技術水平來看,第一代和第二代矢量推力技術,雖然實現了“飛發一體”控制,但由於發動機推力矢量響應速度仍然不夠快,對飛控的參與程度和深度也比較初步,因此取消腹鰭,會給“飛發一體”的飛控系統設計帶來一定挑戰和壓力。此外,腹鰭能起到一定的紅外隱身效果,取消腹鰭後,要想保證紅外隱身不打折,需要進一步改善渦扇-15發動機的後腔體隱身效果,利用新技術增強發動機尾流摻混降溫效果。

綜合而言,換裝WS-15後,如果選擇保留腹鰭,在技術上較為簡單,更易於實現;而選擇取消腹鰭,則有一定技術難度和挑戰。在兩者之間如何選擇,關鍵看設計方如何進行權衡和選擇。從追求更高標準、更高性能而言,筆者傾向於取消腹鰭,畢竟在隱身和減阻,特別是後者上,取消腹鰭是能起到很明顯的作用的。隱身和超聲速機動被很多專家認為是五代機4S性能中排名最靠前的兩個,取消腹鰭有利於隱身和超聲速機動,能做到當然是最好的。


兵工科技


殲20如果換裝太行WS15大推力矢量發動機後,那個辣眼睛的腹鰭不但不會取消,反而極有可能會被加大,別不信,看我慢慢給你說!

所有五代機都沒有鴨翼,唯獨殲20有鴨翼;所有五代機都沒有腹鰭,也唯獨殲20有腹鰭,於是很多軍迷都有個疑問,這個鴨翼和腹鰭是否會大大影響到殲20的隱身性?是不是因為我們的發動機推力不足,因此要這些東西呢?

首先簡單說說鴨翼,其他五代機雖然沒有鴨翼,但是都有一個尾翼,問這個問題的小夥伴們,你們是不是問問這些尾翼是否影響到戰機的隱身呢?放前面就影響隱身,放後面就沒事了?道理說不通吧!

重點說說腹鰭的事,確實在殲20的尾腹部,突然冒出來一個這個東西有些辣眼睛,但是殲20腹鰭設計是F22似的大尾翼和小尾翼的之間的一個選擇問題,並不是發動機能力不足才需要這個腹鰭,而是殲20選擇了一對全動小尾翼,在大機動過程中,這對尾翼無法滿足飛機的穩定性要求,於是在加了腹鰭其實就是加了一對小尾翼,來滿足飛機的穩定性要求!如果安裝WS-15後,推力增加,速度和機動性更強,腹鰭還會相應的做適當加大,取消除非採用F22那樣的超大尾翼!

在隱身戰鬥機尾部的隱身處理上,各國做得都不是很好,包括美國,不管是在F22還是在F35上。特別是F22是隱身戰鬥機的先驅,發動機能力太強勁,超機動性也太強,還能超音速巡航,下圖就是F22設計的各種機動動作:

從這動作中我們知道F22的超機動能力是很強的,但是在各種大仰角機動、翻滾等等各種動作的時候穩定性不足,怎麼辦?為了增強穩定性,F22選擇了一個最笨的辦法,就是加大尾翼,於是就有了我們看到的與F22極不協調的一對超大尾翼!這對超大尾翼才是最影響隱身性能的隱患所在,特別是在長波雷達面前就是一個大缺陷,很可能在蘇57安裝的L波段雷達面前吃大虧!

鑑於F22的大垂尾,殲20的設計吸取了經驗,選擇了另一條路,採用了2對小垂尾結合:全動小垂尾+腹鰭(可以理解為機腹下的固定小垂尾),給人感覺是不好看,辣眼睛,是否影響隱身性呢?甚至很多軍迷都認為這是發動機能力不足造成的妥協設計!

個人謬論:參考F22的大垂尾變成2對小垂尾,傾斜垂尾被現在公認具有隱身性,而腹鰭不但是斜垂尾,而且非常小,這方面來說隱身性比F22的大垂尾更強一些。腹鰭並非發動機推重比不足而設計,腹部冒出腹鰭出來反而增加了阻力,他的主要作用是增加飛行穩定性,而等殲20換裝WS-15後,推力更強勁,機動性也更強了,兩對垂尾是否滿足穩定性要求?能夠滿足要求則不會做處理,如果勁推力下機動時發現穩定性有問題,那麼腹鰭和全動垂尾可能還會適當的放大,個人觀點絕無取消的可能,而且腹鰭設計還很靈性,遮擋住殲20側面噴口的紅外特徵,一定程度上更增強了隱蔽性。

而作為美國的第二款隱身在戰機的F35,發動機更強勁,為何沒有超大垂尾呢?F35戰機的尾翼確實中規中矩,不是很大,但是F35肥電嚴重超重,仔細觀看超肥的腹部,其機動性能有些讓人“捉急”,可以說肥胖讓F35機動性還不如F15、F16,自然就不需要這麼大的垂尾來做大機動是的穩定調節了。


狼煙火燎


應該不會取消的,以殲20目前的腹鰭作用同樣是作為垂尾方向輔助穩定氣流用的,兼具作為遮擋發動機噴口。而殲20換裝發動機後,腹鰭的作用是依然如此。

如果貿然取消腹鰭,就需要重新對飛控系統修改,而且也會加大高速飛行狀態下的不穩定性,可能還要加大垂尾面積,同樣會增大RCS,美帝的F22沒有腹鰭,但是垂尾面積很大,毛熊的蘇57雖然垂尾面積小,也沒有腹鰭,但是其機身發動機進氣道之間的空隙同樣起到了增加航向氣流穩定的作用,所以蘇57在沒有腹鰭的情況下可以將垂尾面積大大縮小。

當然很多人會覺得腹鰭會對戰機隱身性能有很大的破壞,但是隻要腹鰭設計的角度及位置和形狀得當,對於各個方向的RCS同樣可以減少到最小。

真正對破壞戰機隱身性能的不單單是如何減少戰機表面積,而是從細節入手,減少一些如尖銳不平等會對RCS有重大影響的細節之處。當然一型戰機在設計地面實驗的時候會對戰機各個方向各個外表端面進行雷達發射實驗,提早發現提早改進。

當然,不排除以後殲20會通過強化飛控系統的性能等方法,努力通過軟件優化等方式替代掉腹鰭的作用,那就可以取消腹鰭了。


魑魅涅磐


不會,取消不取消尾鰭跟發動機推力沒有一毛錢關係,而且國產航發矢量思路一直都是軸對稱矢量(AVEN)不是毛子的TVC

尾鰭作用是保證航向穩定性

尾鰭又叫做下垂尾,跟垂直尾翼一樣,都是用來保證航向穩定性的,其原理就是弓箭上的羽毛一樣,飛行時受到側向氣流擾動產生側滑時,生產反向壓力,阻止這種這種偏航,從而保證飛行方向穩定。當飛機飛行速度越快,重量越大,所需要的垂直穩定性也就越高,相應的尾鰭和垂尾就開始出現。戰鬥機進行大仰角向上爬升飛行時,由於寬大的機身會遮蔽氣流效果,所以垂尾作用就會被削弱,而尾鰭的效果則增強。

不使用尾鰭設計,照樣代價很大

現代戰鬥機對於大仰角飛行性能要求越來越高,而大仰角飛行垂尾作用會大大減弱,不採用尾鰭的設計,要進行彌補辦法不是沒有,但是同樣代價很大。

第一種是面對加水,水多加面,直接增大垂尾面積,簡單而又粗暴,比如F-22,這種辦法代價是結構重量會增加很多。F-22的小山丘一樣的垂尾

這張圖則告訴你為什麼F-22要設計這麼大的垂尾

第二種是另一種辦法是,垂尾位置前移,比如F/A-18。但是這種方法機身內垂尾的支撐結構也要往前移動,但這樣也將盤旋的阻力往重心移,不利於水平機動性能,同時對於隱身戰鬥機來說,這很容易與機身內武器艙的佈置產生衝突。超級大黃蜂前移的另一個好處是填補主翼和尾翼的空白,使大邊條翼拉出的渦流能夠更加順滑,這個優點是由其氣動產生的互補效應

殲-20尾鰭可以起到遮蔽發動機作用,不存在影響隱身

F-22取消尾鰭是因為其對隱身性能指標要求很高,而對於殲-20目前來說,腹鰭與隱身性能不衝突,目前殲-20發動機噴管是暴露在外設計,未進行隱身處理,腹鰭存在反而可以起到一定的雷達遮蔽作用。

我們一直走的是軸對稱矢量(AVEN)

不是隻有毛子的TVC矢量才是矢量,也不是F-22的二元矢量(2D-CD)才叫矢量,還有一種是軸對稱矢量噴管(AVEN),這方面是我們一直在研究的,通過噴管的偏流部分使超音速噴流改變方向來實現推力矢量,雖然其偏轉角度來說遠不如TVC和2D-CD,但是能量損失小。而實際上,我們一直研究實施的就是這個軸對稱矢量(AVEN),而且這方面研究進度遠遠超過渦扇-15的進度,可以說是已經完全可以放心食用。

最後,不要人云亦云,覺得別人怎麼樣就很牛逼,瞧不起自己似的,要運用理性思考。


五嶽掩赤城


回答這個問題前,先來看看,什麼是腹鰭?腹鰭就是在飛機機身尾部下面順氣流方向佈置的刀狀翼片。那麼殲20的機尾腹鰭的作用是什麼呢?機尾腹鰭的作用是:作用相當於垂直屬翼,在側滑時能增加殲20的航向穩定性、保持飛機平衡。簡單點說,也就是在大迎角飛行時保證飛機沒有側向滑動。


腹鰭的作用

可以說,換裝發動機與機尾腹鰭沒有什麼關係。網上說:腹鰭是為了提高紅外隱身才設計出來的。翻閱了許多資料:沒有任何一篇論文、材料能夠證明這一點。個人對其持嚴重懷疑態度,這就是胡說:腹鰭重要作用——改變了氣動外型。腹鰭最大的作用就是增加航向穩定性、保持平衡,這一點無可替代。

腹鰭設計(北航)

殲20與T50一樣選擇的是全動式V尾,不同於F22的高大的固定式雙V尾。一、全動式V尾可有利於提高飛機的機動性。V尾高度和麵積大幅減小,飛機的飛行阻力也大幅減小,提高了飛機的超音速機動性,特別是在超音速巡航時的機動性。

殲20首架驗證機

二、全動式V尾面積相較F22高大的雙V尾來說,面積大幅減少,可降低雷達反射面積,有利於提高戰機的隱身性能。全動式V尾帶來的劣勢就是飛機的航向穩定性變差,尤其是大迎角飛行時。這是必需解決的問題,腹鰭的出現就是為了解決航向穩定性問題——保證殲20在大迎角狀態時,仍能夠擁有非常優秀的機動性。



殲20大迎角飛行

另外,腹鰭位於發動機尾噴口的兩側,從多個角度來看,很大部分遮擋了尾噴口。也就是說,腹鰭有效遮擋了部分尾噴口,只有在特殊角度才可完整的看見尾噴口,這對於提高殲20的紅外隱身性能也是非常有利的。


殲20機尾腹鰭

根據以上所述,個人認為即使換裝渦扇15發動機,機尾腹鰭也不會取消——這需要對殲20的整個氣動外型進行重新佈局。開玩笑,這可不是換個發動機進行的小區域改動,這是涉及到戰機全身的大改:牽一髮而動全身,其它所有設備、系統都得跟著動。

殲20腹部特徵

說到發動機,現階段殲20使用的是國產太行改型(渦扇10B型發動機)發動機,推力等性能較俄羅斯的99M1略高一些。而在下一階段,殲20將換裝渦扇15發動機(殲20的配套發動機),性能將有更大的提升。

渦扇15,期待!期待!


儒道之主


這要看設計師的文化背景了。

過去的中國人喝了咖啡,吃了麵包後,就把馬褂脫了。

當然,不吃麵包不喝咖啡也會脫馬褂的。只不過把馬褂改成風衣式樣了。


一葉楓流


我可以明確告訴你,取消腹鰭是不可能的。

首先說說殲20的氣動設計,是鴨翼+無尾三角翼+邊條翼的非常規佈局,前後翼遠距耦合。

鴨翼遠離機身重心距離,其中一個重要目的為的就是讓鴨翼可以獲得更長的力臂,加強機體的機頭指向性,大幅度減小盤旋半徑,從而也提高大迎角機動性能。

而大迎角情況下,流經機身背部的氣流會被前機身遮擋,而流過V型全動尾翼的氣流就會損失,垂尾的舵效性便隨之降低。橫向穩定性就無法得到有限保障。

於是橫向穩定性就需要從其他地方想辦法。大迎角機動狀態下,機背氣流減少,相應的機腹氣流就變得很強,所以氣流流經機身腹部,只需要一對小小的腹鰭就可以提供機身的橫向穩性。

而殲20的設計都是很出彩的,無論鴨翼還是腹鰭都一舉數得,比如鴨翼還能提供渦升力,讓戰機的短距起飛能力得到加強。比如腹鰭還起到側面遮擋尾噴口,降低尾噴口紅外電磁特徵提高側後方隱身性能的作用。

其實說了那麼半天,就一句話,腹鰭屬於殲20的基礎氣動佈局的一部分。飛機改進過程中,不會輕易修改氣動佈局,否則與之配套的飛控,也要改,還要重新去風洞吹風,比之新造一型戰機的工程量差不多了。所以肯定是不會改的。


夏日蟬時雨


如果題目裡說的是“腹鰭”,那麼,還是很有可能的。

作為中國天空未來數十年的捍衛者,殲-20的知名度極高,為其配套的WS-15“峨眉”發動機也是盡人皆知。

目前,仍然處於定型、試產階段的WS-15大推力渦扇發動機,技術參數高度保密,即便基本的最大推力、推重比和外廓尺寸等都還是迷,相比之下,為WS-15配套的推力矢量系統就更是雲山霧罩、不見真容,目前透露的消息,只能說這一系統的研發“正在穩步進行”,具體什麼時間能出現在殲-20的後續改型上,尚未可知。

WS-15“峨眉”,但配套的推力矢量結構存疑,目前未見可信的公開報道

不過,考慮到殲-20自身的設計定位,和配套動力系統的要求,可以說對推力矢量的需求是比較迫切的,未來一旦實現,對戰鬥機機動性、超音速巡航與作戰載荷的提升都有很大幫助,其中也包括題目中提到的“腹鰭”。

殲-20的腹鰭,從最初的2001號原型機就有,是傾斜安裝在尾椎下的兩片氣動結構,沒有運動和主動控制功能,目前比較權威的說法,認為其主要用於輔助全動垂尾、提升方向穩定性,通俗來說就是提供一個始終指向機尾的力,便於飛控系統的設計,降低型號的總體風險。

腹鰭一類的設計,在Su-27、F-14、F-16等三代機上都能見到,屬於一種技術含量不高、效果確切的設計手法,然而在注重雷達隱身的四代機上就只有殲-20獨一家。

殲-20的2012號機,腹鰭清晰可見,直至量產入役時還沒有取消的跡象

究其原因,主要還是殲-20對高速飛行性能的追求,另外多少也有一點掩蔽尾噴口的隱身作用。

未來殲-20一旦換裝WS-15、和與之配套的推力矢量系統,便可以通過飛控來提高方向穩定性,其次也很可能不再需要腹鰭來遮蔽尾噴口,那麼將腹鰭取消也一點不令人意外,不僅可以節省結構重量,還可以消除一個反射面、進而提高雷達隱身性能,可以說是有益無害。

當然,現在WS-15、推力矢量系統都還未見真容,一切都還只是設想。


炎黃軍武



殲-20設計有機尾腹鰭,有兩個作用:1:減少飛機前方及左右兩側紅外輻射,2:增加飛機飛行穩定性;因為殲-20兩個發動機噴口沒有設計成隱形噴口,機尾方向紅外隱身有待提高,估計是在等WS-15正式定型列裝,這樣再去局部改進成隱形噴口設計,可一步改到位,殲-20操控性本來就很棒,再加上推力強大的WS-15矢量發動機,就不一定再要這個腹鰭了,因而矢量發動機WS-15列裝殲-20後,肯定會對機尾局部進行改進,進一步加強全方位隱身能力。


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