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看了歼20表演之后,美国人惊呼:歼20的鸭翼为何成羡慕对象?

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今年8月26号到30号中国长春举行了一个航空开放日,空军的各型飞机主要的一些飞机都去进行了展览。美国的媒体据说是在看完了歼20的表演之后,突然发出惊呼认为,歼20飞机原先他们非常不看好的鸭式布局这样一个气动外形,他们现在认为,比美国的f-22的后尾式布局要好,要先进,要有优势。怎么突然就从先贬变成了后扬了?

在长春航空开放日的飞行表演上,当然最引人注目的就是歼20的特技飞行表演。这次歼20做了一个以往在珠海航展上没有做过的一个动作,我们拿架飞机模型,因为没有歼20的模型,我们拿歼10来讲解一下,这是一架歼10飞机的模型,歼20做这个动作的时候,它是一个上升状态,飞机做大半径的慢滚,这滚转的同时,在最后结束的时候做了一个急转弯,我把它归纳为叫做低速上升慢滚加急侧转,这个急侧转我们心目中就好像是看不出飞机的转弯半径,突然向机头转了90度,哗一下就转过去了,这样一个动作确实是一般的飞机是很难操纵完成的。

这里面就牵扯到为什么美国的媒体会说,歼20的气动外形要比后尾式的f-22要更优秀。

在这里面我们需要简单的解释一下,歼20飞机升力的一些特征或者一些特性,因为它是鸭式布局的,它的布局跟歼20一样都是鸭式的,我们看到前面这个叫前翼或者又叫鸭翼尾巴,搬到前面去了,所以这个布局叫鸭式布局。

这样两个翼面就是小的尾翼变到了前面,变成了前翼,和鸭翼后面的主翼到了全机的后部,那么前面这个鸭翼产生的气流流过翼尖的时候,因为机翼下表面的气压大,上表面的气压低,所以它会从外向里卷,这样在翼尖这个地方形成一个从外向内旋转的漩涡,我们称之为翼尖涡。

这个飞机的主翼也会这样从外向里卷,那么旋涡流过机翼上表面的时候,就会强烈的给主机翼增升,它等于加快了机翼上表面气流的流动,那么两边的流速差越大,压力差也就越大,获得的升力就越大。

但是这个漩涡正常的流过机翼上表面的时候,它就可以增加升力,而且增加了很多,同时我们看前翼和主机翼重心是在这个位置,这两个翼面产生的是正升力,所以它获得的升力会更大,而且它在起飞的时候,姿态仰角不会太大,也就是在10度左右。

正常的飞机边条翼,在这个时候不能产生漩涡,所以对主机翼的增升是没有帮助的,而鸭翼可以偏转,它一偏转以后就可以形成一个很明显的就是鸭翼的涡产生了对主力增升,所以这个飞机除了它的平衡升力,两个翼面都产生正升力之外,它在起降的时候,它的升力系数比较大,它比后尾式,后尾式是产生负升力让飞机抬头压跷跷板这样一个的作用,所以它的负升力就抵消了一部分机翼的升力,是有损失的。

鸭式布局在全机升力上是有好处的,在起降的时候有好处,而且在飞机超大迎角的时候,它这个鸭翼可以这样转,就是用向前推杆的方式来变成可以控制机头的俯仰,增加气流,所以鸭翼的这种偏转角,我们称之为反偏转角。

这个在美国的杂志中也提到了,说这是鸭式布局的一个优势,就是在超大迎角飞机过失速机动的时候,鸭翼仍然能够发挥操控俯仰这样的一个作用。

所以他认为,中国歼20的设计是非常优秀的,采用的鸭式布局确实是起到了很好的提升性能的作用,但这些优势是所有的飞机设计师都知道的。

但是为什么采用鸭式飞机布局的这种战机很少呢,就因为我们刚才说的鸭式布局的翼尖涡的升力能够增升,同时它也带来一个缺点或者说一个巨大的难题,就是这个涡会随着气流向外飘或者向上飘或者因为迎角过大,气流产生了破裂分离,这样主机翼的升力就会突然变快,阻力突然增加,而且会导致两个机翼涡破裂,就会产生横侧,飞机姿态变化是不可控的。

由于鸭式飞机的操控非常复杂,软件编写的复杂程度就要比后尾式复杂很多,而且很多情况是很难掌握,对软件编写人员来说非常困难。

但是我们看,从歼10我们积累了飞控软件编写的经验,到歼20那个设计就更复杂了,这个主机翼除了有前翼涡的影响,还有边条涡的影响,在主机翼上有前翼的一些涡,还有边条涡这些复杂的涡系,有的时候是会互相干扰的。

相对带来的问题就是,歼20的操控软件的编写要比歼10复杂的多和难得多。

现在看来中国飞机设计师们对操控软件的编写已经突破了一些难点问题,而且有了自己独到的一些创新和发明。

一个飞行员说道,一旦超音速那就是他的天下了,说明歼20飞机不但是亚音速的操控性能好,超音速的操控性能也非常好,这就是美国人为什么对歼20先贬后扬,现在他们承认歼20的鸭式布局的设计是非常成功的,而且从美国人现在谈话来看,按中国的一句话叫做“羡慕嫉妒恨”。

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