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從殲10到殲20:成飛花了20年終於看懂陣風戰機設計
送交者: 力挽狂瀾 2018年08月01日21:36:50 於 [軍事天地] 發送悄悄話

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  殲10戰鬥機從技術歷程來說,主要依靠中國70年代跟隨世界鴨式布局潮流,自己搞的的抬式飛機試驗,代號751,雖然設計很簡陋,技術水平還是處於鴨式布局的比較原始一代,鴨翼不是全動,而是和瑞典JA-37戰鬥機一樣,採用後緣可調襟翼一樣,吹風實驗和模型自由飛數據,基本和JA-37同一水平,世界一流水準。

  751抬式飛機雖然很原始,但是為了儘量獲取高升力,飛機鴨翼採用能夠產生正升力的平凸翼型,這在當時是一個很大膽的創意,這也是殲10戰鬥機的一個特點,歐洲陣風和颱風都沒有採取這麼極端的設計。

  該方案的 FM-8/9 驗證模型可以配平後翼後緣襟翼 30 度左右(靜安定余度取 10%),迎角 10 度時配平升力係數可達 1.33;在有地板條件下,10 度迎角時配平升力係數 1.43,16 度時 1.61,達到了三代機的比較優秀水準。

  但是JA37比較時代比較早,當時飛控控制不了全動的鴨翼,中國在殲9戰鬥機項目上做過很多構型,單發,雙發,單垂尾雙垂尾,無尾大三角翼,三角翼常規布局,鴨式布局,兩側進氣和腹部進氣,最終確認兩側進氣鴨式布局性能最高,這就是殲9完美版。

  殲9項目由於工業界領導和用戶不顧實際情況,不斷提高指標,每年一變,最終要求達到了雙26,飛機最高速度2.6馬赫,升限26公里,最終完全無法實現,項目下馬,就留下一堆吹風數據和模型,樣機都沒有製造就戛然而止。

  殲9的失敗,給年輕的611所很沉重的打擊,最終中國設計師拋棄了不切實際的想法,參照美國的F-16的能量機動理論,最終推出了自己的獨特創意全新作品,這就是平尾放機翼前面的殲10。

  當然,殲10戰鬥機起步時間和陣風颱風稍晚幾年,採用了全動鴨翼加三角翼布局,從最開始這個布局和瑞典更早的JAS-39更近似一點,主要特徵就是鴨翼面積很大,而且鴨翼和主機翼前後距離靠的比較近。

  當然,從飛機設計的角度來說,全世界的三代半鴨式布局飛機,達索公司設計最精巧,中國設計師埋頭狂奔的過程中,沒有多少時間認真研究陣風的設計,最終產品定型後,發現不少問題,最終一句話:達索還是牛!

  從殲10最終定型後來看,飛機亞跨音速段機動性能特別突出,尤其機頭指向性特別突出,最大瞬時盤旋角度高達30度,幾乎比殲11家族高一半,這也是殲10A戰鬥機推出頭幾年,國內殲11家族,近距格鬥幾乎毫無還手之力的原因。

  但是殲10A定型後,設計師也進行復盤,對氣動和總體參數進行了詳細的計算實驗,其中也着重研究了法國的陣風戰鬥機,最終的結論就是:由於設計缺乏經驗,飛機尺度稍微失控,鴨翼面積過大,而且鴨翼和主機翼相對高度太大,機頭機身過粗,阻力很大,而且機翼後掠角角度偏大。

  最終和瑞典JAS39相比,殲10戰鬥機推力大了一半,指標好的不多,優勢非常不明顯,根本原因是阻力降低不太成功。

  殲10首飛之前,中國設計師曾經拜訪過達索,達索給的評價不高,他們認為:幻影2000飛機這種尺度就可以滿足需要,結果中國設計師做大了整整一號,事後中國設計師總結經驗就是,沒有完全吃透能量機動的精髓:機頭機身要儘量細儘量扁,機體重量要儘量輕,推力要儘量大,對於鴨翼的尺度要儘量小一些,因為鴨翼的渦流增升作用,遠超想象,假如嫌棄鴨翼面積不夠大,可以考慮加個小邊條,效果奇佳,其實單發布局的話還是鷹獅或者陣風哪種兩側比較好,殲10進氣道,粗機頭和高聳座艙高,阻力嚴重超標,不如鷹獅或者兩側進氣,機身拍扁一點,更接近升力體設計,性能更好。

  最終來看,世界航空界的評論:達索的陣風設計成了一款增強型大三角翼戰鬥機,性能非常均衡,中國的殲10卻設計成了一款真正的鴨式布局飛機,不過是只太肥胖的鴨,鴨翼的面積非常大,這也帶來巨大的阻力和重量代價,控制也非常困難。

  按設計師的構思,殲10戰鬥機原來還有DEF等等型號,最終都讓用戶拒了,殲10戰鬥機這個狀況,不是完美的三代機,但是在中國這個經驗和工業基礎來說,應該給100分。

  繼續往前走,不要停留,三代機不完美,那就隨它去吧,F22,F35堵在門口,快點搞四代機出來,這就是殲20戰鬥機。

  中國在殲10戰鬥機之後,認真研究了陣風的參數選取和鴨翼邊條機翼配置,最終發現,在鴨翼和機翼之間放一個小邊條可以起到極佳的作用,邊條渦可以讓主機翼渦流更加穩定,減輕飛控負擔,而且鴨翼位置大幅度前移,提高了鴨翼的操縱力臂,而且也大幅度降低了高速巡航阻力,三者配合起來升阻比很好,這就是看懂了陣風戰鬥機設計帶來的好處。

  雖然法國發動機一向很差,但是法國戰鬥機卻不差,對於細節的精雕細琢,對於減租設計的百般用心,成了成都飛機研究所學習的最好榜樣。

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