歼-10内翼段有明显扭转，以对应鸭翼下洗气流，维持主翼面气流的局部迎角
随马赫数的增加，鸭翼下洗气流对主翼升力的影响渐轻。超音速时鸭翼下洗作用减小，主翼升力的损失也相应减少，升阻比提高。此时鸭翼正向偏折可产生抬头力矩，但并不会增加整体升力，因为下洗气流与尾流对主翼流场会产生影响。超音速时气动中心后移，使鸭翼可以较少的偏折量（即较低的配平阻力）就能进行姿态控制，满足超音速机动性的控制要求。传统布局此时会因水平尾翼受主翼下洗气流影响，升力减少而必须加大配平偏度，增加配平阻力，所以鸭翼布局在超音速时能以较佳升阻比获得较佳巡航能力。
直观而言，因鸭翼位主翼流场上游，所以鸭翼易影响主翼流场。但大迎角时，主翼的上洗气流也影响鸭翼流场，易造成鸭翼失速。两者流场间复杂的干涉，使鸭翼-三角翼布局的气动流场比主翼-水平尾翼的流场更复杂。所以鸭翼与主翼的匹配，如鸭翼翼面形状及面积的选择、与主翼间的相对位置，都将关系能否发挥鸭翼优点。
鸭翼的近距耦合与远距耦合
通过上述分析，我们知道鸭翼与主翼间流场存在复杂的交互关系，不良的鸭翼设计（鸭翼翼展、面积、下反角及与主翼间之相对位置等）可能会破坏全机流场与发动机进气质量，所以许多厂家（特别是美国厂商）仍以传统布局进行战斗机设计。传统布局战斗机通过使用线传飞控，放宽气动不稳定性，重心置于升力重心之后，配合大面积前缘边条提升大迎角飞行性能，使飞行质量可兼顾稳定性与机动性，水平尾翼也能以正升力形式进行姿态控制。鸭翼布局即便有种种优点，仍并摒弃在主流战斗机之外，直到近距耦合（closed couple）概念的出现，加上线传飞控的辅助，使鸭翼-三角翼气动布局的潜力得以发挥。
近距耦合利用鸭翼与主翼所产生涡流间的相互作用，两者间的涡流虽然会相互干涉，但只要妥善规划就能使两者间的相互影响向有利方向发展。我们通过前面对三角翼大迎角流场特性的讨论得知知：如果在主翼涡流流场附近出现另一个涡流，将可增加主翼涡流的稳定度，提升大迎角性能。近距耦合的鸭翼涡流正好可以加强主翼涡流的强度，主翼的涡流也使鸭翼涡流向机身方向靠近，推迟主翼内侧涡流的分离与破裂，从而获得较高的升力系数与近线性化的俯仰力矩曲线。如果以迎角探讨两者关系，在较低迎角时，鸭翼涡流可增加主翼涡流的稳定性，推迟主翼涡流的溃散，提高总体升力。中等迎角时，由于鸭翼下洗气流减小了主翼面气流的局部迎角，降低了主翼产生的升力。大迎角时，鸭翼与主翼产生的涡流间交互作用延缓上主翼气流分离时机，提升大迎角飞行能力，机翼上的低压区也提高了鸭翼形成的涡流的稳定性，两者结合使失速迎角大于单纯三角翼。
如果以主翼后掠角度评估，当三角翼后掠角度为45°时，鸭翼-三角翼布局的升力系数可较单纯三角翼增加100%，如三角翼后掠角度为60°时，升力系数增量仅51.5%，这是因为失速较早发生，且气流分离后扩展迅速。鸭翼抑制主翼气流分离的效用明显。
扫描本文章到手机浏览
扫描关注新时社官方微信
