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美国五代机都没腹鳍,歼20为何装?真是水平不行

来源:网络整理 作者:华侨时报 发布时间:2017-09-01
摘要:在歼10和歼20特别是后者身上,腹鳍存在的必要性都经常被人质疑和诟病,进而形成这样的疑问:难道中国的战斗机缺了腹鳍就不行吗? 一:中国战斗机大量采用的腹鳍,到底有什么优

美国五代机都没腹鳍,歼20为何装?真是水平不行

在歼10和歼20——特别是后者身上,腹鳍存在的必要性都经常被人质疑和诟病,进而形成这样的疑问:难道中国的战斗机缺了腹鳍就不行吗?

一:中国战斗机大量采用的腹鳍,到底有什么优势?

美国五代机都没腹鳍,歼20为何装?真是水平不行

飞镖

飞机的腹鳍起到的功效,实际上和垂直尾翼一样——它们就像是飞镖的尾翼,能够使飞机在高速飞行或者高机动飞行的大迎角(机头高高翘起)姿态下,保持稳定可控的飞行,而不至于陷入失控后在天空中乱滚,坠毁甚至空中解体。

相对于垂直尾翼来说,腹鳍的优势是它在飞机肚子下面;在高机动飞行的时候,不像垂尾一样处于被前机身遮挡的背风区域内,会被乱流和漩涡影响而导致效率急剧降低。如果不考虑对起降的影响和对地面探测雷达的隐身,飞机设计师实际上非常愿意将垂直尾翼设计在飞机肚子下面。

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捕食者无人机

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F16的腹鳍

总的来说,腹鳍是一种低成本、高效率的稳定设计,在垂尾面积不够(或不能再做大)、效率不足情况下能提供极大的帮助,在东西方的二、三代机中都非常常见。

这是一个非常基础的气动设计,本身无所谓先进或者落后,要看怎么用,用在哪,用的好不好。

二:歼10起降腹鳍擦地事故多发,为什么不能摆脱腹鳍?

飞机设计总体上要遵循奥卡姆剃刀原则,腹鳍的存在,加大了气动面数量,本身必然会导致阻力、重量和雷达信号反射面积的增加。

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超声速下,各个部件的激波会相互干扰,形成干扰阻力

特别是和加大垂尾面积相比,腹鳍会在跨超声速区域飞行时,多出它与机身、平尾等附近构件之间形成的干扰阻力。

歼10是中国第一种应用涡流增升的高机动先进战机,在高机动飞行中,鸭翼会撕裂迎面的气流,拖出两个非常强烈的漩涡经过飞机的上表面,极大的增强飞机的升力。

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鸭式布局涡流

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JAS39俯仰方向上出现失控的结果

而在三代鸭式布局战机中,涡流增升最大的问题除了俯仰方向极其难以控制以外;还在于它的涡流强度和范围太大,会严重干扰垂尾的方向稳定和控制能力,导致高机动飞行中的失控。而在80-90年代初期,国内对于这样复杂棘手的问题没有很好的分析和解决能力。

美国五代机都没腹鳍,歼20为何装?真是水平不行

阵风用前机身侧面的整流结构提高进气效率和可靠性,并使得鸭翼位置更靠外;从进气道到机翼之间,又布设一个小边条,调整机翼涡流的起始位置和走向。非常巧妙的两个措施,以极小的代价就大幅度提升了性能,而且极大减轻了对垂尾的干扰。达索的飞机,真是每一个设计细节都值得反复回味和认真揣摩学习。

因此歼10虽然总体技术应用极其激进,但是在具体的设计中也有异常保守的一面——它的垂尾面积特别巨大,而且还加装一对腹鳍;就是要以更高的结构重量和高速阻力为代价,保证高机动时的飞行安全。

美国五代机都没腹鳍,歼20为何装?真是水平不行

“反正又不用老子修飞机!”

责任编辑:华侨时报