7月15日,国家知识产权局官方公布了第二十一届中国专利奖评审结果,“升力体边条翼鸭式布局飞机”外观设计专利荣获中国专利奖外观设计金奖。
上面这幅图是从国家知识产权局官网上下载的,注意红框所示,尤其是后面一栏人员名单,这应该是歼-20气动设计人员名单首度曝光。从人员名单来看,总共有10人,除了“气动鬼才”杨伟之外,还有包括郑遂、桑建华、王炜等在内的另外9人。
这个10人组合,应该是“升力体边条翼鸭式布局飞机”外观设计的核心成员,用行业术语来说,就是气动设计团队。
在这个10人名单中,杨伟的名气最大。迄今为止他主持和参与了中国7款战斗机的设计,在中国飞机设计师中史无前例。这7款战斗机分别是歼-10S、歼-10B、歼-10C、枭龙、枭龙双座,以及歼-20。其中,歼-20的气动设计堪称巅峰之作。从气动布局角度来说,歼-10A、S、B、C,歼-20都属于鸭式布局,而枭龙、枭龙双座则属于常规边条翼布局,可以说,杨伟一个人独立跨域了战斗机的两大门派。要知道,鸭式布局和边条翼气动特性完全不一样,虽然都是采用了涡升力的原理,全世界边条翼和鸭式布局设计战斗机中,试飞坠毁不少见,美国边条翼布局F-22战斗机试飞坠毁,瑞典鸭式布局“鹰狮”战斗机坠毁,但是中国歼-10,歼-20,枭龙试飞过程中没有发生过坠机事件。
尤其是歼-20,不仅仅是一款鸭式布局飞机,在鸭翼和三角机翼之间也增加了边条翼,使得鸭翼涡流经过边条涡加强之后,升力增加更多,这也是歼-20设计的一个特点,当然难度更大了。鸭翼、边条和机翼的涡流组合起来,风险极高,使得设计试飞极其困难,稍有不慎,容易出事。
除了鸭翼、边条翼之外,歼-20还采用了升力体设计。所谓升力体设计,简单来说就是将机身也设计成机翼剖面类型产生升力,歼-20的宽机身带来了巨大的升力加成。
这就是杨伟在主持研制歼-20飞机的过程中,创新性地研发的“升力体边条鸭式气动布局”。 如今,歼-20这种气动设计获中国专利奖,不仅是对成都所知识产权实力的认可,更是对飞机设计自主创新能力的肯定。
其实,歼-20气动布局的这种创新,也是美国给逼出来的,就是为了追求高达2.1的升力系数。著名空军专家傅前哨曾说过,在最大升力系数上,歼-20可以说是目前世界上最高的,当初为什么定这么高的指标呢?实际上,作为后发者,我们是瞄着美国的F-22指标去追赶的。美国人当初吹嘘说F-22的最大升力系数可达到2.07,当时国内就有不少军事专家对此提出质疑,采用普通气动布局和机翼的F-22,最大升力系数怎么可能这么高?理论上说不通。果然,最后美国公布,F-22的最大升力系数仅约1.7,我国也曾制造了该机缩比模型进行风洞试验,相关公开论文报道的实验数据也与美国公开数据基本一致。
美国人当初吹嘘说F-22的最大升力系数可达到2.07,实际升力系数仅约1.7。真是弄巧成拙,美国的吹嘘竟然成就了中国歼-20,最后歼-20的最大升力系数竟然达到了2.1左右,这可能是美国做梦也没有想到的。
那么,歼-20之后,我国的下一代战机又将会采用什么样的气动布局呢?
从杨伟的经历来看,其在设计歼-20之前就经已参与歼-10的设计工作,尤其是在歼-10的后续型号中对鸭式布局有了深刻的认知,在枭龙的设计中又对常规边条翼布局有了深刻理解,故歼-20的气动布局也算是水到渠成。
以此推测,如今参与歼-20气动研制的团队人员,很有可能也会参与到中国下一代战机的气动设计当中,这批人在歼-20的气动设计中已经领略到了创新的重要性,所以,中国下一代战机的气动布局,很可能一亮相,又会给我们一种全新气动布局的惊喜。
其实,这次曝光的歼-20气动设计团队人员名单中,个个都是“多面手”,比如杨伟,不仅是涉足气动布局,在飞控方面更是一把好手。再比如桑建华,他还是歼-20的隐身设计总师。
歼-10的自主研发为我国培养了一大批飞机设计人才,歼-20的创新发展,使得我国飞机设计人才有了梯度衔接,也为下一代战机的研发奠定了人才基础。
有如此之多的创新型人才,我国下一代战机的研制还用愁吗?
我们一定要重视人才的发展,正如这次获奖中所说的一样,要给予奖励。
另外,从美国下一代战机研制进度来看,要求2024年首批交付2架、2030年交付50架下一代战斗机。近期一系列公开信息表明,美国正在抓紧发展下一代战斗机,并计划在2030 年左右形成作战能力。那么,中国的下一代战机有可能在2025年左右亮相,至少在2030年之前会形成作战能力。
期待中国下一代战机早日亮相,期待中国下一代战机在气动布局上再给我们带来惊喜。
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