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学院派讲解鸭翼气动布局:歼10效果优于欧洲双风(5)

“阵风”(Rafale)为降低超音速阻力,鸭翼面积较小且距重心位置近,所以在姿态控制上的作用更多是可变涡流发生器,而不是水平安定面。鸭翼与主翼前缘边条重叠,以降低阻力并充分发挥近距耦合优点。

鸭翼战斗机气动设计实例简述

近距耦合虽然是新一代鸭翼布局战斗机气动设计概念,但在实际应用上仍应根据作战需求和任务特性进行优化。JAS-39“鸭嘴兽”(Gripen)是最早投产的第三代鸭翼布局战斗机,因为在设计时把短场起降和亚音速机动性列入考虑,所以鸭翼与主翼面积比、翼展比均较大以获得较佳起降能力,主翼后掠角度仅45°,利于亚音速机动性,鸭翼与主翼也没有重叠来降低阻力。数字飞控系统失效时,鸭翼会自动脱离控制随气流偏摆,使气动中心后移,降低不稳定性,保障飞行安全。

“台风”(Typhoon)战斗机的前身EAP验证机在试飞时发现如果把鸭翼放在机腹进气道上方附近区域,就会增加跨音速阻力,所以把鸭翼前移至雷达罩后方,在跨音速时可使升力中心前移,减少主翼配平阻力,成为鸭翼气动布局战斗机中主翼与鸭翼间距最大的战斗机,所以也被称为远距耦合(long couple)布局。“台风”在主翼和鸭翼间还安装了条状涡流发生器来强化涡流强度,使鸭翼仍能对主翼气流产生有利干扰,但鸭翼安装在机头在一定程度上将影响空对面任务的视野。

歼-10战斗机基于争夺跨战区制空与国土防空任务理念设计,以文革时期开始研制的鸭翼布局歼-9战斗机基础上发展,依其风洞吹试结果,鸭翼后缘与主翼前缘的垂直与水平距离设为鸭翼翼弦的1/4,获得最佳的阻力与近距耦合效果,机翼前后缘襟翼视飞控需求自动操作,翼身融合与大三角翼布局加大了机内载油量并降低了翼载,从气动设计看歼-10是一种具优异机动性的战斗机。

战术需求的不同导致了这四种鸭翼战斗机的气动布局各具特色

结语

总体而言,鸭翼-三角翼气动布局的超音速阻力低,如能安装高推重比的高性能发动机实时补充转弯损失的能量,那就能同时获得良好的超音速巡航能力与机动性,及较佳的低速瞬间转弯能力。

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