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歼10雷达罩最早是圆形,为何20年后却改成F16的椭圆形?

殲10戰斗機是70年代渦升力研究浪潮中的盛開的一朵小花, 歐美航空界在上世紀60-70年代研究渦升力, 拿到了2個重大成果, 第一個是邊條, 外形特點就是機頭兩側70度以上后掠角長條翼面, 向后延伸和主機翼連接在一起, 大多在8-10度以后開始發力, 20度以后增升效果就非常明顯, 邊條在三代戰斗機上廣泛采用, 比如美國F16, F18和蘇27和我國梟龍戰斗機。


F16的尖銳邊條設計在大迎角飛行時造成的強大渦流, 向后流經機翼上表面內側大大增加了機翼升力

另外一個就是全動鴨翼布局, 依靠前置的鴨翼形成的渦對后面主機翼上表面生產的有利氣動干擾形成巨大的升力收益,

從效果來看鴨翼的效果遠勝邊條, 大體是, 鴨翼面積等于機翼面積的8%, 效果和邊條類似。

但是正常鴨式布局戰斗機鴨翼面積比例, 都遠超8%, 實際最大效果比采用邊條翼的飛機更好, 而且邊條角度不可調節, 而鴨翼大多可以從+15度到-70度之間隨意調節, 這是巨大的優勢, 也是三代半戰斗機-歐洲臺風, 陣風和鷹獅采用鴨式布局的最強理由。


依靠精心構思的鴨式布局, 中國殲10做到了匹敵F16, 殲20抗衡F22, 壓F35一頭

中國殲10戰斗機項目從1986年正式開始, 從設計師最初構思來看, 殲10戰斗機融合了我國70年代抬式飛機的試驗和模型試飛經驗, 和殲9戰斗機的鴨式布局特點, 從這個角度來說,

殲10完全是我國自主研發的飛機。

為了徹底搞清楚鴨式布局的優缺點, 中國進行了經年累月的吹風, 模型試飛和氣動力計算, 成都飛機研究所, 在殲10項目開始之前, 自己認真做過不下5個完全不同的鴨式布局模型和不下2000次吹風和自由飛模型研究, 這些深厚而少為人知的付出, 是殲10戰斗機項目成功的底氣所在, 不是任何國家給的, 殲10飛機獨特氣動外形造就的別具一格飛行性能優勢, 對于外國來說還是嚴格保密, 對于對敵作戰來說, 具備很強的突然性和威懾力。


殲10戰斗機項目開始之前, 成都飛機設計所已經進行了10多年的鴨式布局研究

當然, 在殲10戰斗機項目開始之前, 上世界80年代伊始, 空軍曾經組織飛行員和專家實地考察和試飛過法國幻影2000戰斗機,

幻影2000戰斗機的高機動, 先進航電和武器, 以及優越的人機工程學設計, 給中國航空界專家和飛行員留下了不可磨滅的印象, 曾經參與試飛幻影2000戰斗機的資深中國試飛員最有震撼的評價就是:假如幻影2000戰斗機飛行員不犯低級錯誤, 我國殲8戰斗機毫無獲勝可能!

實際上這次考察后, 幻影2000戰斗機完美征服了中國空軍飛行員和航空專家, 但是幻影2000戰斗機接近F15的高昂價格, 也讓囊中羞澀的中國人, 望而卻步, 雖然買不到幻影2000, 但是幻影2000的性能, 幾乎就代表了空軍對于下一代戰斗機的全部要求, 這種傾向性的意見也嚴重影響了設計師的思路, 客戶的要求就是一款類似幻影2000的萬能戰斗機,

能對空作戰和對地對海攻擊, 飛機外掛點布局和幻影2000戰斗機非常類似, 最終達索公司評價殲10:一款增強推力版本的幻影2000


這就是殲10戰斗機的11掛點展示, 由于國產導彈太長, 4個機身掛點, 不能掛導彈, 非常非常可惜


和法國幻影2000比, 殲10掛點設計不如人家好, 雖然推力大了一半, 性能卻提高不多

雖然中國空軍一邊倒的傾向于法國幻影2000, 但是中國設計師也沒有直接跟進仿制幻影2000, 雖然從殲9開始設計一款兩側進氣鴨式飛機, 真的不是一件難事。

實際上對于三代機設計來說, 最經典技術模版是美國的F16戰斗機, 對于F16開創的腹部進氣, 翼身融合, 電傳飛控, 數字航電, 水泡無框風擋, 30度大后傾角度座椅等先進技術, 全世界設計師都認真學習并參照,

我國設計師還是很明智的借鑒了, 也做了盡可能好的跟蹤, 殲10也采用了類似美國F16的腹部進氣, 最早樣機進氣口采用了相似的半圓形皮托管進氣道, 這種進氣道輕巧, 大迎角特性好, 而且抗大側滑角。


殲10最早期設計, 進氣道采用F16類型的橢圓口設計, 機頭雷達罩是圓的


這就是殲10的方案之一, 類似幻影2000的半尖錐進氣道

但是最終殲10還是采用了F4類型的多斜板外壓進氣道設計, 之前的設計方案采用幻影2000的半錐形設計進氣道, 最終發現, 斜板進氣道效果更好, 就從善如流了, 這種設計主要來自客戶的壓力, 需要能飛2倍音速攔截敵人的2倍音速轟炸機, 比如逆火轟炸機, 這也是典型的以用戶要求為設計核心導向的模式, 成都飛機研究所的競標持續成功與此密不可分。


最終定型的殲10A和S戰斗機,進氣道采用斜板設計,多了100多公斤重量,飛到了2倍音速

除了鴨式布局外,殲10最早模型和F16還是有點不同,殲10戰斗機雷達罩截面是圓形的,而F16是扁的,這種狀況從2004年殲10A和殲10S開始,但是到了2009年開始出現的殲10B和殲10C戰斗機,卻忽然來個180度大轉彎,機頭雷達罩外形也改成F16哪種橢圓形,這是為啥?


F16戰斗機,進氣道是扁的,機頭也是扁的,這種典型的升力體設計,阻力小升力大


殲10A和殲10B機頭形狀對比,前者是圓形截面而后者卻是扁的

有人就問,干嘛不一步到位從殲10A就做扁的機頭,20年后又改回F16的設計?難道設計師沒想明白?

回答:設計師有個探索的過程,殲10A戰斗機的鴨式布局增升能力過強,巨大的非線性升力,給飛控系統設計帶來了巨大的壓力,為了攻克飛控難關花了10年以上的時間,還動員一切力量,外出找所有可能的援助,假如一開始就做成扁雷達,給飛機帶來更大的升力,但是也帶來更大的抬頭力矩,飛機配平難度更大。

所以,為了讓飛機能盡快順利出生,設計師做了一定的妥協,到了2004年后,殲10A批量生產,成都飛機設計所對于殲10原始設計進行了認真的復盤,每個細節認真重新回頭看,最終提出了幾十項改進意見,機頭形狀就是其中之一,而且隨著飛控技術的不斷進步,對于應付機頭拍扁帶來的抬頭力矩,有了相當的把握,所以從善如流,改了!


從殲10項目啟動開始,設計師一直不斷在摸索最佳設計,一點點改進,從不停息

這就是現在戰斗機設計師的一個基本方法:對于高風險項目,盡量避免一步到位,而是采取逐級推進的方法,搞清楚一點,放開一點,不明白的,寧可保守一點,最終穩妥前進,避免項目失敗。

小心駛得萬年船,善哉斯言。

成都飛機研究所的競標持續成功與此密不可分。


最終定型的殲10A和S戰斗機,進氣道采用斜板設計,多了100多公斤重量,飛到了2倍音速

除了鴨式布局外,殲10最早模型和F16還是有點不同,殲10戰斗機雷達罩截面是圓形的,而F16是扁的,這種狀況從2004年殲10A和殲10S開始,但是到了2009年開始出現的殲10B和殲10C戰斗機,卻忽然來個180度大轉彎,機頭雷達罩外形也改成F16哪種橢圓形,這是為啥?


F16戰斗機,進氣道是扁的,機頭也是扁的,這種典型的升力體設計,阻力小升力大


殲10A和殲10B機頭形狀對比,前者是圓形截面而后者卻是扁的

有人就問,干嘛不一步到位從殲10A就做扁的機頭,20年后又改回F16的設計?難道設計師沒想明白?

回答:設計師有個探索的過程,殲10A戰斗機的鴨式布局增升能力過強,巨大的非線性升力,給飛控系統設計帶來了巨大的壓力,為了攻克飛控難關花了10年以上的時間,還動員一切力量,外出找所有可能的援助,假如一開始就做成扁雷達,給飛機帶來更大的升力,但是也帶來更大的抬頭力矩,飛機配平難度更大。

所以,為了讓飛機能盡快順利出生,設計師做了一定的妥協,到了2004年后,殲10A批量生產,成都飛機設計所對于殲10原始設計進行了認真的復盤,每個細節認真重新回頭看,最終提出了幾十項改進意見,機頭形狀就是其中之一,而且隨著飛控技術的不斷進步,對于應付機頭拍扁帶來的抬頭力矩,有了相當的把握,所以從善如流,改了!


從殲10項目啟動開始,設計師一直不斷在摸索最佳設計,一點點改進,從不停息

這就是現在戰斗機設計師的一個基本方法:對于高風險項目,盡量避免一步到位,而是采取逐級推進的方法,搞清楚一點,放開一點,不明白的,寧可保守一點,最終穩妥前進,避免項目失敗。

小心駛得萬年船,善哉斯言。

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