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歼20的全动鸭翼和垂尾有没有可能在高速状态调整时折断?
飞机,战斗机,超音速歼20的全动鸭翼和垂尾有没有可能在高速状态调整时折断?
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
问题补充:
2019年1月13日,网传当日中午首批两架歼20战机顺利转场交付东部战区某旅,东海上空将迎来“威龙”时代。这意味着在歼20首飞8年后,该飞机被正式分配给前线部队。
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
歼一20在交付部队之前。早就对歼一20在各种严格苛刻的条件下进行了各种 强度测试。你这种担心应该是不存在的。
回答于 2019-09-11 08:43:50
歼-20修改边条翼形状,就是为了让边条涡流避开垂尾
首先鸭翼从来不用担心高速调整下会不会折断的问题,因为鸭翼调整的作用跟水平尾翼一样,都是为了配平。但是鸭翼的配平力矩要大于水平尾翼的配平力矩,并且是正升力配平,所以鸭翼配平的力要远小于水平尾翼,如果鸭翼都承受不了折断的话,那么全动水平尾翼早就断完了。飞机飞控本身就是控制控制面在安全范围内进行调整的,飞行员不必担心,像这种幅度的调整在空中高速飞行时不会出现。鸭翼配平负担远小于水平尾翼,例如三倍音速的战略轰炸机XB-70女武神,如果采用传统布局方式的话,水平尾翼将非常巨大,而采用鸭翼布局,增加力臂,这样的小鸭翼就可以满足配平需求。
至于全动垂尾的问题,如果还是歼-20最初设计的话,那真的会折断。不过在歼-20在2011号原型机开始及时修改边条翼,从而改变边条涡流走向,让其避开垂尾。
歼-20最初原型机的边条翼是圆弧形。
歼-20从2011号开始型进行截弯取直。
改变原因和理由看这里,原型机拉出的边条涡流正好打到垂尾上。
修改之后,边条涡流流向改变,避开垂尾
这个问题美军之前F/A-18大黄蜂战斗机犯过,边条涡流打在垂尾上,导致垂尾时常发生意外。
为此美军被逼的给垂尾打补丁进行补强。
美军在设计F/A-18E/F超级大黄蜂时,加大边条翼宽度,从而避开垂尾,从而确保飞行安全。
回答于 2019-09-11 08:43:50
当然不会了!
这其实是一个先有鸡还是先有蛋的问题,其实设计师在设计飞机气动外形的时候,有两个关键因素是必须要考虑的,那就是阻力与升力。
▲阻力与升力是影响飞机气动性能两个重要因素,包括飞机在内的任何航空器,只有产生大于自身重力的升力才能升空飞行,而飞机飞行的过程中,机体所受到的力是平衡的,飞机的重力与飞机产生的升力相平衡,而飞机在前进时又会产生一定的阻力,飞机发动机的作用就是让飞机克服这些阻力去推动飞机前进。
飞机在实际飞行过程中,会因为各种不同的因素,受到各种不同的阻力,而这些阻力一般分为摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力、干扰阻力、激波阻力等几方面。
由于物理因素的限制,世界上还没有任何一种飞机可以在气动特性上表现的十全十美,所以飞机的设计制造,说白了不过就是在各种升力与阻力相互权衡的结果。
由于过去四代机主要强调亚-跨音速机动能力,所以主要强调亚音速升阻比和高升力特性,所以基本没有超音速机动能力,超音速巡航性能也主要以发动机开加力硬推为主。
所以到了歼20这种五代机,就为了强调超音速特性,飞机超音速升阻比就设计的相对极高,不仅可以让歼20具备四代机不具备的超音速巡航能力,还有超音速机动能力。
但是正如前文所言,任何飞机的设计制造都是在各种阻力与升力相互权衡的结果,虽然歼20具备超音速机动能力,但是在其高速飞行时,鸭翼与全动垂尾等气动舵面的偏转必然会增大飞机的阻力,尤其是干扰阻力与激波阻力这两个阻力大户。
而这种情况不仅仅是歼20会有,其他任何飞行器都会有,但是与之不同的是,歼20在设计之初就会进行大量的风动测试,从而修正整体的气动布局,来减小气动舵面偏转所带来的阻力影响。
▲四代机之所以没有超音速机动能力,根本原因就在于,四代机的所有最大机动特性,都是以亚-跨音速区间来设计的,而在超音速情况下,任何稍大的气动舵面偏转,都会导致飞机直接在正面撞向激波,致使飞机掉回但亚音速区间,而歼20是强调超音速特性而设计的飞机,飞机的整个气动布局设计都是以超音速性能为优化设计的,鸭翼、全动垂尾的气动舵面可以在飞机整体气动设计的协调下,进行“一定”的偏转调节,所以歼20具备四代机所不具备的超音速机动能力。
但是……这个很重要,歼20的任何气动舵面调节在超音速情况下,都是有一定限制的,并不是无限制的偏转,当舵面阻力大于一定程度的时候,即使是专为超音速性能而优化设计的歼20,也要掉速度、甚至可能直接解体。
▲歼20的任何舵面偏转都不是无限制的,尤其是高速飞行时,歼20的鸭翼完全竖起甚至可以用来当减速板来用,如果在超音速下这么干,飞机就直接掉了。
说的再直白一点,那就是歼20在超音速情况下的舵面调节是有限的,在其设计之初就会通过大量的风动测试来找到各速度条件下舵面偏转的峰值极限,再通过数字飞控系统来加以控制,这样歼20就可以在各速度下放心的使用自己的鸭翼和全动垂尾了。
回答于 2019-09-11 08:43:50
看过题目,吓了一跳。
飞机进入人类的生活,作为交通工具的一种,作战的一类武器装备已经100多年了,人类对飞机应该说不应该再默生了。固定翼飞机✈已经100多年的大发展,外型再怎么变基本的外观变化还是“万变不离其宗”那就是:机身,机翼,平尾,垂直尾翼,发动机这些构成部分。
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