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节节高升-下马的歼10魔改方案如何助力歼20战斗机胜利?

大家都知道, 美國的三代和四代戰斗機F15和F22, 都是雙發進氣常規布局設計, 美國空軍的老飛就指著F22說, 這就是拍扁的F15, 事實上, 在美國人的強大發動機航電和材料支持下, F15和F22都表現出了非凡的作戰效能, 美國空軍贊譽F15戰斗機為空中優勢戰斗機(飛機之中我最優, 想打誰就打誰), 而吹捧F22則到了無以復加的程度:空中壟斷者(這片天, 是勞資的了, 誰都過不去)。


F15叫空中優勢戰斗機, 確實空戰比誰都有優勢


F22他們認為是空中壟斷者, 敵人飛機都上不了天

中國發動機長期薄弱, 硬不起來, 面對美國的強勢, 別無選擇的走了另外一條路,

這就是鴨式布局設計, 從殲10到殲20都如此, 這就是俗稱的, 飛機氣動設計為落后發動機背鍋, 美國則是, 所有設計讓發動機背鍋, 誰讓你能干。

從設計師的角度來說, 鴨式布局收益高, 主要體現在, 阻力小, 升力大, 重量輕, 機動好, 相同的發動機和起飛重量, 鴨式布局的明顯比常規布局的飛機性能要高一些, 最多可高達2-3成。


殲10戰斗機采用了鴨式布局, 淘汰了常規布局的殲13獲得80年代空軍新型殲擊機訂單

從最終結果來看, 殲10戰斗機也達到了目的, 瞬時盤旋角速度高達30度, 簡單來說6秒鐘就可以輕松掉頭, 而且飛機最大滾轉角速度高達270度每秒, 幾乎是三代機和三代半關鍵, 而且總師給殲10選擇的作戰模式也比較有特色,

先超視距然后視距作戰, 超視距作戰的話, 依靠大型火控雷達遠距離發現目標, 盡快發射導彈, 盡快結束戰斗, 而到了視距內狗斗, 則特意將飛機的角點速度比F16設計的更高一些(角點速度:掉頭最快的速度, 越快越好), 這種特殊的設計, 在殲10和蘇27的格斗中, 優勢極其明顯。


殲11B戰斗機, 盤旋和滾轉比較差, 遇到殲10不格斗是教條

或許會有人有異議, 殲10戰斗機的穩盤和F16差那么多, 還有啥可說的, 不就是一只死鳥?

實際上, 刀刀見血的空戰, 大家都用最大角度的瞬盤, 盡早一秒占位發射, 那就是生與死的區別, 誰還有工夫慢悠悠轉彎, 那是傻, 對于戰斗機來說, 高度越高穩盤和瞬盤的區別越大, 中高空, 差別有2-3倍, 提前抓住敵機,

提前射出導彈就是設計師不惜一切代價追求的目標, 所以從F22戰斗機開始, 特意加強了機頭指向性, 配合推力矢量技術, 最大使用迎角限制更小, 而且瞬時盤旋能力比三代機更好。


F22在機動性的追求上, 可謂不遺余力

殲10戰斗機裝備部隊后, 飛行員和蘇27曾經做過對比, 最大的遺憾就是, 殲10爬升加速比較慢, 海平面最大爬升速度才285米每秒, 在三代機中僅僅比幻影2000和F18好一點, 排在中下水平, 蘇27, F15, F16海平面爬升率都超過300米每秒。

當然, 對于殲10存在的這些問題, 設計師非常清楚, 畢竟是自己家孩子, 一切優缺點明明白白, 了如指掌, 在殲10還沒有完全定型前, 2000年后設計師就開始了各種反思不停的挑刺, 如何能得到一款更優秀的戰斗機,

當然也得出了一些更優的改進方案, 但是大部分都無影無蹤, 就少部分“慎之又慎”得到實現, 這就是我們看到的小改鼓包進氣道殲10B和殲10C多用途戰斗機。


殲10BC的推出, 并不代表它最優秀, 而是改動最小, 風險最低

今年紀念王海將軍的文章里面, 就特意提到, 成都所在殲10后提出了很多優秀的大改作品, 但是都被王海將軍否決了, 不完美不要緊, 往前面趕就是了, 美國F22戰斗機已經出來了, 你們要抓緊快干四代機, 時間就是一切, 不完美不要緊。

話雖這么說, 科學上卻做不到, 雖然成都所設計師也想一步登天, 實際做法還是很扎實, 一步步復盤殲10 的設計, 吸取殲10設計的優點, 盡量彌補不足, 最終打造了殲20的成功。


殲20的成功不是突然出現的,

來源于殲10改改改改改改

其中最重要一個環節就是, 給殲10加邊條, 這一技術也參考了法國陣風和臺風的設計經驗, 最終看來, 效果良好。


這就是殲10改進設計, 鴨翼加邊條, 最終成為殲20的基本氣動設計基石

邊條翼布局是 20世紀 70年代發展起來的一種高升力布局 ,并在戰斗機中廣泛采用 。 邊條翼作為流動線性與非線性工作狀態的匹配布局 , 協調了戰斗機亞聲速大迎角與超聲速巡航氣動力設計之間的矛盾 ,尤其在大迎角下 ,利用邊條渦對主翼流動分離的控制 ,顯著提升了戰斗機的失速特性 。

較小迎角下 ,邊條翼產生前緣渦 ,提供非線性渦升力。 隨迎角增大 ,旋渦強度逐漸加大 ,到某一迎角旋渦在翼面破裂 , 導致俯仰非線性上仰現象 。 俯仰非線性上仰意味著飛機的穩定性下降 , 限制了高升力使用 ,使機動能力降低。


鴨式布局最大的設計難點就是鴨翼渦和主翼渦的關系,加了邊條在中間更融洽

鴨翼布局的最大增升效果主要體現于大迎角階段鴨翼渦對主翼渦的干擾作用,在大迎角階段,鴨翼渦與主翼渦相互誘導,鴨翼渦槳邊條渦推向外機翼,是機翼前緣形成單一集中渦,從而改善機翼流場達到增升效果,而鴨翼渦則被誘導到機翼內側上方,鴨式布局主翼渦比常規邊條渦延遲破裂,原因是鴨式布局主翼渦有機翼前緣渦流卷入,渦流強度得到增強所致。


殲10戰斗機原始設計,鴨翼高于機翼,后來改進成同一平面,阻力更小

邊條翼翼身組合體具有由機頭渦、機身渦和機翼渦、邊條渦組成的復雜旋渦流動結構 ,導致大迎角俯仰非線性的主要因素是主翼渦的破裂。

鴨翼對邊條翼翼身組合體俯仰非線性上仰具有很強的抑制作用 , 可將俯仰非線性上仰出現的迎角推遲 8°以上(這就是殲20戰斗機機動性更好更強悍的根本理由)。


加鴨翼后,主機翼渦流破裂位置明顯后移,效果更好

鴨翼負偏度可提高鴨翼對俯仰非線性上仰的抑制能力 ,在更大迎角范圍內對俯仰非線性具有明顯的減緩作用 (這也是殲20飛控更靈活更高效的重要原因)。

由于在殲10戰斗機的鴨式布局上“挑三揀四”,不斷嘗試新型氣動布局,這也給殲20的成功奠定了堅實的技術-成功沒有僥幸,對于現狀不滿是好事也是壞事,假如僅僅止于滿腹牢騷,那就是墮落的口水漢。


看準一個好坑挖挖挖,達索公司在幻影3上反復折騰30年,最終得到完美版陣風戰斗機

拿出不怕累不怕煩的精神頭,反復折騰,精益求精,這就是成功者的作風。

俯仰非線性上仰意味著飛機的穩定性下降 , 限制了高升力使用 ,使機動能力降低。


鴨式布局最大的設計難點就是鴨翼渦和主翼渦的關系,加了邊條在中間更融洽

鴨翼布局的最大增升效果主要體現于大迎角階段鴨翼渦對主翼渦的干擾作用,在大迎角階段,鴨翼渦與主翼渦相互誘導,鴨翼渦槳邊條渦推向外機翼,是機翼前緣形成單一集中渦,從而改善機翼流場達到增升效果,而鴨翼渦則被誘導到機翼內側上方,鴨式布局主翼渦比常規邊條渦延遲破裂,原因是鴨式布局主翼渦有機翼前緣渦流卷入,渦流強度得到增強所致。


殲10戰斗機原始設計,鴨翼高于機翼,后來改進成同一平面,阻力更小

邊條翼翼身組合體具有由機頭渦、機身渦和機翼渦、邊條渦組成的復雜旋渦流動結構 ,導致大迎角俯仰非線性的主要因素是主翼渦的破裂。

鴨翼對邊條翼翼身組合體俯仰非線性上仰具有很強的抑制作用 , 可將俯仰非線性上仰出現的迎角推遲 8°以上(這就是殲20戰斗機機動性更好更強悍的根本理由)。


加鴨翼后,主機翼渦流破裂位置明顯后移,效果更好

鴨翼負偏度可提高鴨翼對俯仰非線性上仰的抑制能力 ,在更大迎角范圍內對俯仰非線性具有明顯的減緩作用 (這也是殲20飛控更靈活更高效的重要原因)。

由于在殲10戰斗機的鴨式布局上“挑三揀四”,不斷嘗試新型氣動布局,這也給殲20的成功奠定了堅實的技術-成功沒有僥幸,對于現狀不滿是好事也是壞事,假如僅僅止于滿腹牢騷,那就是墮落的口水漢。


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