第4代隱身戰機的出現可以說是顛覆了傳統空戰,而且我國對隱身戰機的開發與西方國家實際上是同步的。自上世紀80年代以來,我國在沒有蘇聯技術支持的情況下,就開始嘗試發展先進戰機,多年以後,我國的一項名為“715抬式戰鬥機方案”被解密出來。而在此前,成飛對此作出首次曝光,並已經總結抬式戰鬥機相關經驗,已經着手進一步的研發之路奠定基調,那就是前所未有的戰鬥機飛翼布局。或能完美解決殲20鴨式布局的缺陷。
首先,我們應該知道的是,隱形戰機之所以能完成高難度的現代化任務,也得益於其獨特的“隱身”能力。這一功能並不是真正的虛幻無形,而是通過一系列隱身技術,避免讓對方的雷達系統發現它們,包括干擾對方的雷達探測系統,使用不同於傳統飛機的構造,綜合運用各種技術,降低紅外線、視覺、聲音和無線電光譜的可見度。
一些軍事專家認為,隱形戰鬥機技術在二戰期間開始於德國,而美國現在的B-2隱形轟炸機則吸收了許多德國 Horten Ho 229的設計元素。這款德國戰機是在二戰後期研製出來的,其後掠單翼的碳浸漬膠合板外層,屏蔽雷達,使其有可能成為世界上第一架隱形飛機。
而對我國來說,步入新時代以來,我國軍工企業茁壯成長,其中首當其中就是成飛企業,而且流出“成飛出品,必屬精品”的相關口號,可見大眾對其滿滿的自豪感。以成飛“殲-10、殲-20”為代表的,中國自主研發三、四代機服役以來,已成為中國空軍的主力機型,兩架飛機均採用鴨翼布局。而其實在我國科研史上有一種被遺忘的布局的戰鬥機,它就是“751任務戰鬥機”或“751抬式布局戰鬥機”。
而在此前,成飛根據先前對抬式布局戰鬥機的研發成果,總結經驗,首次提出了更加先進的飛翼布局,並且已經有了突破性進展。何為飛翼布局?這就要從為何研發說起了,因為我國軍工企業向來是缺啥補啥。
具體地說,自60年代以來,世界各國針對不同的飛行任務要求和機動性要求,對飛機的氣動布局進行了各種形式的選擇。並且戰鬥機經過百年的發展,已經衍生出了許多不同特徵的氣動布局,如常規氣動布局、無尾布局、鴨式布局、三翼面布局、前掠翼布局和飛翼布局等,而且不同的氣動布局對飛機的影響也各不相同。而其中應用最廣泛的就是那鴨式布局。
其優點非常顯著,可以,能夠.提高飛機的整體升力,同時也解決了飛機重心後移的影響,大大提高了飛機迎角的升阻比,從而提高飛機的機動性。而其中應用最突出的就是我國殲20,由於我國發動機還存在缺項,大推力發動機沒能裝配在殲20上,所以為了增大推力,提高戰鬥機的機動性,採用鴨式就算是對症下藥了。
但隨之以來的就是其他方面的不足了。因為鴨翼產生的渦流對主翼有許多相互作用的作用,這些作用可能是好的,也可能是壞的,對於飛機整體氣動來說,稍作改變就會產生很大的影響,因此,要設計出合適的鴨翼,這就需要進行大量的試驗和修改,這樣在設計鴨翼飛機時,就增加了不小的難度。且採用鴨式布局飛機操作難度較高,需要具備過硬的駕駛能力。.而鴨翼最大的缺陷激素會影響飛機的隱身性。所以說,殲20魚和熊掌不可兼得啊。
網傳新布局飛控實驗
而鴨式布局和前文所述的抬式布局有什麼關係呢?事實上抬式布局就是鴨式布局的前生,正因為對抬式布局的研究成果,並進一步升級改良,由此誕生了先進的鴨式布局,但由於隱身性能受到嚴重影響,這對主打隱身的殲20來說,是不能接受的。
而在此前,成飛根據先前對抬式布局戰鬥機的研發成果,總結經驗,首次提出了更加先進的飛翼布局,並且已經有了突破性進展,而飛翼布局的代表機型,就是赫赫有名的B-2轟炸機。在其機體下表面,起落架收起後,機身下表面幾乎沒有突起。
而且入射雷達波可以最大程度地向反方向反射,機身上表面也只有幾個不明顯的突起,分別充當駕駛艙和發動機的進排氣口,而且這些突起本身非常光滑,所有設備包括炸彈都被放置在利用機翼厚度自然形成的機艙內,這樣在布局上就能很好地進行隱身。這恰好是鴨式布局所欠缺的。
通常而言,戰鬥機最強的雷達反射源主要是空腔反射(如進氣道、尾噴管、座艙、雷達罩)、兩面角(如機翼與機身、機翼與掛架、垂尾與水平尾翼等連接處)和機身、機翼前緣的曲面反射或鏡面反射和機翼後緣的繞射反射。而飛翼布局的翼面與機身高度融合,表面由光滑的連續曲面組成,幾乎沒有空腔、銳角、凸起等強烈的雷達反射源,在外形設計上非常有利於隱身。
尤其是取消了垂直尾翼,減少了飛機的雷達反射量。另外,在設計時,儘量遵循面與線平行的原則,最大限度地減少雷達散射截面積波峰。如採用先進的複合材料及吸波塗層、負壓進氣道再配合 S型處理或進氣道格柵等技術,可進一步提高飛機的隱身性能。
殲20布局
而且它最大的優點是,這種布局還減少了機頭的迎風面積,也減少了機翼和機身的干擾,大大降低了干擾阻力和誘導阻力,全機亞音速巡航阻力只有常規飛機的三分之一。另一方面,升阻比與飛機的浸潤展弦比(即浸潤展弦比與飛機的浸潤展弦比之比),浸潤展弦比是整機的浸潤展弦比與機翼面積之比,即翼展與弦長之比。
滲透率越大,升阻比月末、展弦比月末、升阻比月末均越高)。同一展弦比下,浸潤面積較小的飛機,巡航升阻比較高。飛翼布局正好浸潤面積較小。另外,較大的機翼面積使單位面積機翼負荷大大降低,同時使飛機整體重量分配更為合理。
基於以上優點,可以完美彌補殲20鴨翼布局的缺陷,而且還提高其他方面優勢,目前成飛正着手進行進一步技術突破,相信不用多久,採用飛翼布局的殲20就會橫空出世,期待着這天的到來。
常規布局飛機一般布置
另外,除了以上這些主要的布局形式外,還有許多奇特的氣動布局,尤其是一些小型化的或有特殊需要的飛機,如雙機身、串列翼、環形翼、邊條翼,等等。但話說回來,現階段也沒有哪種布局可以稱得上完美無缺,因此無論什麼布局,能滿足要求都是成功的布局實際上,發動機的位置、進氣口的形狀和位置等都會影響到飛機的氣動性能,因此在飛機的氣動布局設計中也是必須要考慮的,尤其是機翼的平面形狀和翼型。
但看多了飛機,總感覺氣動布局有時候還會與設計師或設計單位的個性和喜好分不開,有些比較著名的設計師,就像英國的 DeHavilan,在飛機剛出機艙的那一刻,就推出了三款雙尾架、翼根進氣的飛機,“吸血鬼”,“毒液”,“海雌狐”。
如果再仔細觀察,“獵手”,“蚊納”,“鷂”等等,它們的垂尾形狀也幾乎是一樣的——這是 HockSidley的產品。事實上這也很不錯——把一些已經做過完美測試的零件拿過來,稍微修改一下再用,既減少了全部的重新設計工作量,又避免了新設計的風險,何樂而不為?




