鴨翼,也叫作前置翼,因為安裝在飛行器前面,與鴨子的腳蹼相似,所以得到這個稱呼。鴨翼是1903年萊特兄弟發明的,可以說這種布局才是所有飛行器的老祖宗,後掠翼、三角翼這些現在用得最多的設計才是後生晚輩。
後來為了規避萊特兄弟的設計專利,以及克服前翼設計導致的飛行器不穩定這一問題。大部分飛行器都改變了策略,不再使用前翼了。一般來講現在的戰鬥機都會把水平穩定裝置在後面,稱之為尾翼。
美國人因為他們自己已經淘汰了鴨翼,他們認為鴨翼布局十分影響飛機的隱身性能,所以十分看不起戰鬥機的鴨翼設計。隱身時代的到來使得戰鬥機的隱身能力成為評價一架戰鬥機優秀與否的重要標準,美國人甚至說過這樣一句話:“鴨翼最好裝在敵人的飛機上”
雖然鴨翼布局雖然現在一直是戰鬥機當中的“非主流”,但是它也有它的優點。歷史上用過鴨翼布局的戰鬥機有很多,1964年,美軍曾經公開展示了XB-70A轟炸機,這款轟炸機的性能在當時創造了世界紀錄,它飛行高度達到了2.1萬米,連續以3馬赫速度飛行了30分鐘。
除了美國,二戰期間還有日本的J7W1——震電戰鬥機、意大利的Ambrosini SS.4和英國的Miles M.39B Libellula“蜻蜓”。採用了鴨翼布局。1981年,瑞典薩博-37“雷”式戰鬥機正式服役,這款戰鬥機是最早採用鴨翼的量產戰鬥機,瑞典薩博-37“雷”式戰鬥機用事實證明了鴨翼設計能夠提升升力和戰鬥機的操控性,還能夠平衡短距起降、超音速、亞音速和低速段飛行時不同氣動的需求矛盾。這麼多國家在鴨翼方面的嘗試證明了鴨翼設計其實還是有很大潛力的。
採用鴨翼布局雖然有大迎角情況下容易失速的缺點,但它的優點也十分明顯,戰鬥機在滑翔的時候可以縮短滑跑距離,這樣,飛機在短距離起降時就會很方便。鴨翼還可以增加戰鬥機的升力和敏捷性,這大大提升了戰鬥機的機動性能。此外,鴨翼飛機可以利用較小的機翼面積獲得較大的全機升力,這一優勢有效減輕了飛機的結構重量。
然而,鴨翼設計在現在為什麼被拋棄了呢?
這主要是因為美國、俄國發動機技術非常先進,他們擁有頂尖的發動機工業,推力一流,為了規避鴨翼的缺點,他們當然選擇了捨棄鴨翼設計。
此外,採用鴨翼布局,會增加機體正面的面積,雷達搜索時,戰鬥機的隱身性能被大大降低,所以美國人認為完全沒必要為他們的戰機加裝鴨翼。
所以中國目前的發動機技術仍然不是很先進,目前採用的大多是俄式發動機,雖然我們已經自主研製出了矢量WS-10型發動機,但距離大規模配備還有很長的路要走,因此使用鴨翼的目的還是為了彌補發動機的不足。
說到這裡,大家可能會泄氣,我們使用鴨翼的確有發動機弱這方面的原因,不過,發動機的缺憾不能夠阻止我們提升殲-20性能的腳步,成都飛機工業集團在研製殲-20的過程中煞費苦心,在殲-20的氣動系統中設計了菱形的雷達整流罩、鴨翼、大邊條和主翼前緣,這四個渦流發生器在大幅提升殲-20渦流增升效果的同時,還讓殲-20發揮出了鴨翼長力臂的操控性優勢。
此外,成飛設計團隊,為了不讓鴨翼影響殲-20的隱身性能,設計時機翼時,讓鴨翼和主翼幾乎處在同一平面上,鴨翼上翹,主翼下翻,角度不同。這樣的設計既不耽誤殲-20的渦流耦合還能降低反射率。
成飛經過一番巧妙布置,將殲-20的鴨翼的性能挖掘到到了極致,這些獨創性的設計完美解決了隱身性、不穩定性的問題,還提升了殲-20的升力和操控性優勢。而當未來全面換上國產矢量發動機後,殲20的性能也將大大提升。
中國設計師的努力換來了殲-20不輸別國戰鬥機的性能,但是美國人那句“鴨翼最好裝在敵人飛機上”這句話還是非常刺痛我們的心。他們的言外之意就是:“希望敵人永遠造不出先進的發動機,只能一直依靠鴨翼彌補戰鬥機性能。”
總之,國人當自強,自主研發出推力巨大、壽命又長的發動機。那時,優秀的設計再加上大推力的發動機,我們會生產出讓全世界都顫慄的殺手鐧,叫美國人親眼見證他們的期待落空!