鸭翼布局变废为宝!设计精巧歼20的涡升力真美 美国人打算学习了

军迷圈官微
文|123军情观察室
当年美国开发出第五代战斗机F-22和F-35之后,曾经就有人猜测,下一款第五代战斗机将从哪个国家出现。不少人都认为,欧盟很可能先于其他国家研发出全球第3款五代战斗机,也有人认为,凭着深厚的航空研发底子,第3个出现第五代战斗机的国家必将是俄罗斯。但是在最后,令大多数人大跌眼镜的是,第3款五代战斗机竟然出现在了中国,要知道,中国在上个世纪战斗机的设计研发中,可一直是个模仿者和追赶者,高大上的五代战斗机怎么一下子就花落中国呢?并且中国的航空发动机一直是一个老大难的问题,于是,就有人怀疑,歼20还不能完全算一款五代战斗机。只是中国吹嘘而已,那么事实是否如此呢?
确实,中国的航空发动机一直在拉中国战斗机研制的后腿,即便是中国研发出了歼20,其发动机也是使用俄制的发动机。而俄罗斯的第五代战斗机苏57到现在还在试验阶段。好货肯定用在自己的身上,可以预见的是,苏57的发动机更加先进。但这并不代表歼20就不是一款五代机,条条大路通罗马,方法不一样,只要能够到达目的地就行,歼20也是采用的这样一个路数。
在面对发动机动力不足的情况下,中国的歼20采用了非常复杂的多涡系增升气动布局,从而弥补了其动力的不足,为其带来超机动性。不过这种超机动性并不是速度上的机动性,而是加速性能上的机动性。这其中,飞机的气动布局起了很大的作用。是涡流的设计增加了机翼的升力,在歼20上,共有三个涡系产生上升的蜗流,也就是机头涡、鸭翼涡和边条涡,这其中最典型的就是鸭翼的脱体涡,其产生的脱体涡流同主翼产生的附体涡流形成了有力的干扰,鸭翼翼尖的涡流正好经过主翼上的表面带来了涡升力。那么什么是涡流呢,这其实是一种非常普遍的自然现象,我们在生活中都可能遇见它,比如旋风带起地上的尘土,这很可能就是因为风刮到了建筑物的角,战斗机的涡流更加强劲,在高速的气旋中,离心力会把空气向外甩,从而导致涡流管的芯成为低压区,空气膨胀会导致降温,因此当空气湿度较高的时候,大量的水蒸气就会凝结成雾,于是我们就会看到飞机的机翼上拉了两条长长的线,其实那就是飞机过后拖出的两道涡流。按道理说这种蜗牛会增加飞机的阻力,但是通过特殊的设计,比如说鸭翼布局就可以变废为宝,提高飞机的升力。
涡升力的缺点也是非常明显的,那就是非常不稳定。因此早期这种技术并没有被大规模的运用,美国的设计专家更是称鸭翼布局的飞机是找死,坚决不使用这种气动布局的结构。我国由于受制于发动机动力的不足,因此一直坚持在这方面进行探索,随着电传飞控以及飞控计算机的出现,可使用气动舵面的偏转来精确补偿这种不稳定,鸭翼布局结构的飞机才开始流行起来。
由于使用了众多的涡流升力,使得歼20的最大升力系数达到了一个非常大的数值(比较好的状态是1.6),使得飞机的迎角越大,升力系数也越大。从而使得歼20的小范围的机动性能非常强悍。由于我国在这方面钻研探索的时间比较长,因此在飞控软件的设计上可以说是最先进的,这就给歼20即便发动机动力不足也成为第五代战斗机提供了助力,因此,歼20成为五代机绝对不是侥幸,也是有它的绝活的。这不,一直坚持不使用鸭翼布局的美国人也打算在其正研发的六代机上使用鸭翼布局。
本文由军迷圈转码显示查看原文