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揭開殲20鴨翼不同於殲10的秘密 助其機動性逼近F22
送交者: 一劍破天 2017年05月19日21:39:26 於 [軍事天地] 發送悄悄話

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  圖註:殲-20上反安裝的鴨翼細節

  作為中國國產第四代和第五代戰鬥機的代表,殲-10和殲-20都採用了鴨式布局的總體布局樣式,那麼,殲-20的鴨翼與殲-10的鴨翼有什麼不同呢?其中隱藏着什麼樣的秘密呢?

  高置鴨翼與水平鴨翼

  同樣採用鴨式布局,但殲-20的鴨翼氣動設計理念與殲-10戰鬥機存在極其巨大的差別,這些差別也體現在殲-20鴨翼的外形和結構上。

  首先,殲-10的近距耦合鴨式布局中,鴨翼處於高位,即鴨翼布置的水平線高於主機翼水平線,之所以這樣布置,是因為殲-10的鴨翼作為渦流發生器,在飛機高速飛行中,對來流起渦,渦流發生下洗效應,向鴨翼後下方吹去,剛好打在鴨翼後下方布置的主機翼上。我們知道機翼由於氣流分離效應,在高速飛行中往往會損失一部分升力,而渦流下洗打在主機翼上,大大減小了氣流分離效應,提高了機翼的升力。這是殲-10鴨式布局設計高升阻比的重要原因。

  而殲-20的鴨式布局則不同,從外形即可以看出,殲-20的鴨翼與主機翼安裝位置基本處於同一平面,這樣一來,鴨翼脫體渦下洗之後,就較難與同一水平線上的機翼形成有利干擾,鴨式布局的渦流增升作用就無從體現。那麼,殲-20的設計師是怎麼解決這個問題的呢?從殲-20正面即可以看到,殲-20的鴨翼有一個向上的安裝角,即採用了上反設計,而殲-20的主機翼與殲-10一樣,是有一定下反的。上反的鴨翼與下反的主翼形成組合,可以達到類似殲-10鴨翼上置的效果,從而達到渦流下洗增升的目的。同時,殲-20的鴨式布局還有一個特點,就是鴨翼和主機翼之間,還設計有小面積的邊條,構成了鴨翼+邊條+主機翼的布局,其中邊條作為渦流發生器,與鴨翼主翼耦合,也可以起到增升作用。

  殲-20採用第二代鴨式布局

  殲-20的鴨翼和主機翼水平布置,在氣動設計理論上可以看作是“第二代鴨式布局設計”,這一布局有什麼好處呢?

  首先,鴨翼和主機翼水平布置,有利於在高速平飛巡航狀態下減小飛行阻力,鴨翼上置的殲-10,鴨翼和主翼同時產生較大阻力,而殲-20的鴨翼則可以對主翼產生一定遮擋和屏蔽,綜合起來阻力小於殲-10的鴨翼上置設計。其次,殲-20的鴨翼和主翼水平設計,在大迎角機動的時候更為有利。我們知道在大迎角機動的時候,隨着迎角的增加,更靠前的氣動舵面會先失速(失效),對於鴨式布局而言,鴨翼肯定先於主翼失速,而對於常規布局飛機而言,主翼失速之後,還有尾翼可以下反進行控制,因此在同樣條件下,常規布局飛機的大迎角能力要優於鴨式布局飛機。此外,殲-10的鴨翼高置,在大迎角狀態時,一旦迎角增加,渦流就很難打在主翼上,造成主翼氣動效率下降;而殲-20由於鴨翼位置更低,在同樣迎角下,有更多的渦流打在主翼上。因此在同樣條件下,殲-20的可用迎角要稍高於殲-10,再加上矢量推力發動機的作用,殲-20的大迎角機動能力,將更加接近F-22戰鬥機。

  結語

  從殲-10到殲-20,在氣動布局設計風格上,存在繼承關係。但在氣動布局理論上,殲-20與殲-10相比則有顯著的提升。這其中體現的,是中國飛機設計基礎理論和技術的躍進。

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