军迷们都知道,我国的歼-15和歼-20战斗机有一个共同点——那就是它们都采用了鸭翼气动布局,那么它们两者的鸭翼布局是有什么关系呢?
很明确的是,歼-15和歼-20战斗机的鸭翼布局主要作用不同。
歼-15战斗机这种三翼面布局的作用,就是通过小鸭翼来俯仰操作性能;而歼-20这种鸭翼三角翼布局的作用,是为了佩平和大仰角飞行的涡流耦合。
先说下歼-15的小鸭翼,它严格说并不能称之为鸭翼,准确地说应该称其为前小翼。这种前小翼布置,是在苏-27的常规布局基础上增加小翼而来,属于三翼面布局。
而且众所周知航母舰载机对于起降性能的要求较高,它要求舰载机在降落前,必须能够进行每秒10米的下降速到下降300米左右的高度。但是苏-27巨大的升力体布局,升力系数相当高,下降速率达不到要求,所以就需要增加一个小鸭翼来提升俯仰操作力矩了。
至于有些人说的“小鸭翼”在起飞阶段可以提供更大升力则完全属于地摊说法,这么个小鸭翼本身提供不了多少升力,苏-33/歼-15起飞阶段小鸭翼也不做偏转以产生更大升力。
实际上苏-30MKI和苏-35这种三翼面侧卫家族的小鸭翼也是这种作用。
苏-27细长机首产生抬头力矩太大,导致水平尾翼配平压力太大,特设置小鸭翼以平衡。而到苏-35BM时,成熟的TVC矢量发动机可以矢量来辅助配平,就将小鸭翼去掉,减少飞行阻力和雷达反射面。
而歼-20这种属于典型的鸭翼三角翼,与歼-10相比,属于改进的新一代鸭翼设计,从外形可以看出,歼-20的鸭翼与主机翼安装位置基本处于同一平面,其作用是配平和涡流耦合,这也是所有鸭翼三角翼机型的作用。
鸭翼机型非常有利于配平,一方面鸭翼在气动中心前,其配平是以正升力配平,比起水平尾翼的负升力配平可以减少相当的飞行阻力。另一方面常规布局机翼与尾翼距离较近,力臂较短,鸭翼布局与主机翼距离较远,力臂较长,所需要的翼面积可以减少很多。
此外,还有个重要作用就是涡流耦合,鸭翼产生的翼端涡流,在破碎前与主机翼产生相互作用,可以产生涡流升力,特别是在大仰角飞行时,正常升力升力不足情况,可以极大的改善大仰角飞行性能 。
歼-20鸭翼距离主机翼较远,应该是为了增加配平力矩,减少鸭翼大范围偏转带来的雷达反射面增加,为了弥补由此导致的涡流效果减弱,歼-20采用机身大边条的设计补强涡流耦合效果,这种设计设计属于目前最高水准的鸭翼设计。
歼-20的新一代鸭翼设计,还有其他优势,其鸭翼和主机翼水平布置,有利于在高速平飞巡航状态下减小飞行阻力,鸭翼上置的歼-10,鸭翼和主翼同时产生较大阻力,而歼-20的鸭翼则可以对主翼产生一定遮挡和屏蔽,综合起来阻力小于歼-10的鸭翼上置设计。
总的来说,歼15作为一款苏侧卫血统的舰载机,机身本来是一个很强的升力体,鸭翼的作用较大是为了在降落时,提升机体降落的速率和高度。歼20是小展弦比三角翼,加边条和前置鸭翼,机身修长,主翼面积相对小,前置鸭翼一来可以增加歼20的大迎角机动升力,二来实现远距耦合配平。它们两者的作用是完全不同的。
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