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歼20和歼15都有鸭翼,两者鸭翼的作用有区别吗?
布局,飞机,升力歼20和歼15都有鸭翼,两者鸭翼的作用有区别吗?
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
歼20和歼15都有鸭翼,两者鸭翼的作用有区别吗?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
有区别。
J-20的鸭翼属于原始设计范畴内,它要承担飞机气动控制的任务,同时也是整机气动设计的核心。
但是J-15不同,J-15是T-10K原型机发展而来的产物,和Su-33是孪生兄弟,他们的鸭翼并不属于飞机原始设计范畴内,仅仅是为了弥补雷达增重带来的静稳定度损失而加装了鸭翼。
所以某些人所说的J-20换WS-15以后可以取消掉鸭翼纯属扯淡。
至于某些地摊连配平需求和俯仰控制需求都能搞错的肯定不会明白为什么T-10K一系的三翼面Su-27要装上鸭翼。因为配平需求本身就是俯仰控制需求的一部分。
具体说下T-10K乃至Su-33,J-15,Su-30MKI为什么要加装鸭翼。
对于飞机而言,有一个重要的概念:静稳定度。
图中飞机的红点是气动中心,绿点为飞机重心。
气动中心的位置取决于气动外形的设计,而绿点则取决于飞机质量分布。
静不稳定的飞机,气动中心在重心之前,静稳定度为负值。而静稳定的飞机气动中心在重心之后,静稳定度为正值,静稳定度大小取决于重心与气动中心的距离已经各自位置。
Su-27原始设计阶段,静稳定度计划是-15%,然而因为机头安装的N-001雷达增重造成重心前移,Su-27的第一种服役型号Su-27S的静稳定度仅有-5%。
而当苏霍伊开始为Su-27进行舰载机改装工作时,静稳定度太大的问题就出现了。为了解决这个问题,T-10K原型机上安装了前鸭翼。
这个鸭翼的任务是将飞机的气动中心往前移动,这样保持-15%的静稳定度,飞机的起降性能就可以得到提高。
因为Su-33是要上航母的,航母舰载机对起降性能的要求很高,而早期无鸭翼版本的Su-27是无法满足这个需求的,所以要装鸭翼。
回答于 2019-09-11 08:43:50
(歼20的鸭翼)
歼20和歼15虽然主翼前面都有一对鸭翼,但是两者的布局完全不一样。歼20属于远距鸭式布局,而歼15则是在常规布局的基础上加了一对小前翼变成的三翼面布局。
(歼20的鸭翼拥有极长的力臂)
歼20的鸭翼在起飞时起到俯仰操控的作用,通过鸭翼增加升力让机头抬起来起飞,而常规布局的飞机起飞时是通过尾翼产生负升力下压机尾部让飞机抬头起飞,所以鸭式布局飞机有利于短距起飞。而鸭翼的另一个作用是通过对后面的主翼产生下洗涡流,来增加飞机升力提高机动性。而且鸭翼布局的飞机由于重心靠后,位于机头的鸭翼有着较长的操控力矩,效率远高于普通飞机的水平尾翼。
(歼15的鸭翼)
而歼15前面的鸭翼主要作用还是在起飞时增加升力,缩短起飞距离。歼15的鸭翼跟苏33一样基本不参与控制俯仰机动,而是将俯仰机动的控制继续交给水平尾翼,这点在歼15起飞时很明显:鸭翼不动,水平尾翼下压来起飞。而且歼15的鸭翼跟主翼处于水平位置,不会生下洗涡流。可以说歼15的鸭翼只起到增升的作用。
(歼15三翼面布局有很多劣势)
歼15的三翼面布局有许多弊端,虽然理论上三翼面布局同时拥有前翼和水平尾翼两个操控舵面,拥有更好的控制能力,但是也增加了飞控的设计难度。同时三翼面布局的飞行阻力更大,还增加了额外的重量,都影响了机动性。所以说歼15的鸭翼跟歼20的鸭翼有本质上的区别。
回答于 2019-09-11 08:43:50
图注:歼-20的鸭翼和主翼处于水平位置
歼-20的鸭翼设计与歼-10相比,属于改进的新一代鸭翼设计,从外形即可以看出,歼-20的鸭翼与主机翼安装位置基本处于同一平面,这样一来,鸭翼脱体涡下洗之后,就较难与同一水平线上的机翼形成有利干扰,鸭式布局的涡流增升作用就无从体现。那么,歼-20的设计师是怎么解决这个问题的呢?从歼-20正面即可以看到,歼-20的鸭翼有一个向上的安装角,即采用了上反设计,而歼-20的主机翼与歼-10一样,是有一定下反的。上反的鸭翼与下反的主翼形成组合,可以达到类似歼-10鸭翼上置的效果,从而达到涡流下洗增升的目的。同时,歼-20的鸭式布局还有一个特点,就是鸭翼和主机翼之间,还设计有小面积的边条,构成了鸭翼+边条+主机翼的布局,其中边条作为涡流发生器,与鸭翼主翼耦合,也可以起到增升作用。
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。
图注:歼-15增加了前小翼,因此属于三翼面布局样式
而歼-15的设计,严格说并不能称之为鸭翼,准确地说应该称其为前小翼,歼-10和歼-20的鸭翼是鸭式布局的一部分,鸭式布局是指把常规布局的尾翼前移成为鸭翼的一种气动布局模式,而歼-15的前小翼布置,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。歼-15与苏-33一样,前小翼两侧翼面由同一根轴相连接,因此只能同向偏转而不能反向差动,而歼-10和歼-20的鸭翼是可以差动的。因此歼-15的前小翼所起的作用就很简单,就是前小翼的脱体涡能够起到增升作用,提高歼-15的升力,对于舰载战斗机而言,升力增加非常重要,这可以减小舰载机降落时的下滑速度,提高其起降性能。此外,前小翼还能起到改善歼-15大迎角特性和操纵性能的作用。此外,三翼面布局对于实现飞机直接力控制及保证足够的低头恢复力矩,减小配平阻力也有帮助。
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