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新发动机装备后,歼20是否有必要推出无鸭翼版本的战机?

来源:www.taobaoyi.com   时间:2022-07-12 10:34   点击:106  编辑:阎琰   手机版

鸭翼是歼20气动布局的主要构成部分之一,不论怎么换发动机,都不会去掉鸭翼,去掉鸭翼的歼20就会变成一架全新的飞机, 整个气动架构都要重新布置。

图为歼20战机,可见其具有很大的鸭翼面积,具有较好的机头升力。

首先,歼20的鸭翼并不是对动力的弥补。鸭翼确实起到了提高歼20高速性能的作用,但是他并不是提高歼20飞行速度的设备,只是让歼20在高速飞行时,飞机的机头方向的移动更加灵活,而且飞机前后重量更加平衡,保持足够的升力。也可以产生涡流,使得机翼升力更大,这都是鸭翼在歼20气动中的作用。

图为歼20和F22战斗机的升力体布局对比,看红线可知,两种飞机都是将机体设计为一个机翼的横截面,整个飞机就是一个升力体。

在常规布局飞机中,飞机的尾翼起到配平飞机重心的作用,在飞机高速飞行中,尾翼则需要向下偏转,以此来抵消掉飞机向上的升力,此时尾翼起到的是负升力作用,在高速飞行中,对飞机的推力和升力都是一种浪费。鸭翼的出现可以让飞机的重心前移,在高速飞行时,鸭翼需要向上偏转产生正升力,以此来抵消掉飞机机头向下的力,此时飞机不会浪费升力,总的升力是提升的,因此使用鸭翼的战斗机可以有更好的高速飞行性能。

图为歼20战机大仰角飞行。大仰角飞行容易拉出涡流,利用涡流歼20可以降低机翼载荷,提高机翼升力,同时也就提高了飞机的灵活性,而这都是鸭翼的功劳。

同时,鸭翼可以拉出涡流,涡流的产生会降低飞机机翼上方的气压,将机翼上方气流可控的扰乱,从而使得飞机机翼产生的升力更大,也由此可以缩小主机翼的尺寸,缩小尺寸就意味着更加坚固、更轻,飞机也由此可以把展弦比做的更小,飞机的高速性能会进一步提升。因此鸭翼在歼20身上的主要作用是提升高速状态下的飞行性能。

图为已经量产的带编号歼20战斗机。

换发动机能改善的是歼20的最大飞行速度、最大航程、最大载重、爬升率和其他机动性能,但是不会提高飞机的高速性能。歼20选择鸭翼主要是为了取得超机动性能。也就是超音速机动能力,传统的四代机在超音速下,机动性会大幅度下降,比如苏27战斗机,在压跨音速条件下机动性最好,一旦超过音速,飞机爬升率就开始下降,而当飞机速度超过1.5马赫时,则难以进行9G机动过载以上的机动动作。

图中可见,歼20鸭翼和主翼中间的边条也可以产生涡流。

歼20这样的五代机不同,在高速度,甚至是接近2马赫的条件下,依然可以进行大过载机动,甚至是过失速机动,也就是说,歼20打四代机,就像是节奏更快、动作更灵活的拳手,对付那些只有在慢节奏下才能做出动作的拳手一般,占据绝对的性能优势。当然,这不意味着歼20就不需要换发动机了,现在歼20发动机推力不足,所以他在对比F22和苏57等战机时,推重比较低。F22的发动机单发推力是15.5吨,苏57的发动机单发推力是14.5吨,歼20是14吨。

图为歼20战机拉出涡流,因为有了鸭翼,歼20在高速飞行时,机翼承受的压力较小,飞机还是可以灵活机动,不像苏27等四代机,在高速下只能平飞。

但是换发动机不属于对气动布局的大规模改变,只是改善飞行性能,因此歼20换发动机有必要,但是没必要因为换了发动机去改气动布局,歼20的气动布局很好,非常适合大推力发动机和高速度飞行,越新、推力越大的发动机,对于歼20提升性能就越有利。

如果要把J-20去掉鸭翼,那么为了协调整架飞机,机长会有所缩短。成为类似幻影系列的双发双垂尾四代机版本。说实话我个人比较倾向研发第三种四代机。而不是单把鸭翼去掉的J-20。因此完全没有必要推出去掉鸭翼的J-20。

没有鸭翼的“J-20”大概是这样,实际上还是原版本要好,不过开发全新的四代机倒是可以考虑。

J-20无疑是我国先进战斗机能够进入世界的代表,不过说四代机就到此为止,精力用来开发五代机,我想为时尚早。且不说四代机的标杆我们可以达到,但是那是上世纪的标准,当今四代机至少还能增添一些属性。

J-20原本在四代机行列中就属于机体最大的(最长),机动能力需要鸭翼来弥补,当然也不是说拥有了更大推力的发动机就要抛弃鸭翼设计。目前J-20的气动设计已经趋于成熟,大改任何一方面再求均衡性能实际上与再开发一款四代机区别不大。单纯以减少军费开支改出无鸭翼的“威龙”,成本并不能缩减,这种理由推出无鸭翼的J-20也并不成立。

威龙无鸭翼以后具体有这些情况:没有鸭翼的J-20的飞行控制系统也会因此大改,要想超机动并且不只做“眼镜蛇机动”估计是很难了,矢量喷管可做不到完全解决控制面少机动性还好的问题。其次武器系统、武器携带量和作战半径会因为缩小的机体而缩水,到时候去掉鸭翼的四代机就真的不如三代机了。如果开发无鸭翼的新一款四代机引入新的技术不排除可以实现超过标准四代机性能指标的可能。

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