Question

歼-20的鸭翼和垂直尾翼都是能全动的，这样的设计有什么好处

Answer 1

歼-20的鸭翼是全动的，歼-20的双垂尾也是全动的。国外已知战斗机中，只有 T-50 带有全动垂尾，F-22 和 F-35 都是常规的固定垂尾加可动舵面。

全动垂尾和全动平尾一样，都是飞控要求和水平提高的结果。传统的横向稳定的飞机设计中，后机身的水平方向投影面积应该大于前机身，这样飞机就像风向标一样，在横向是自然稳定的。后机身是指整机重心以后的部分。现代战斗机的发动机占了飞机重量的不小的一部分，飞机重心越来越靠后，所以机翼也靠后，造成F-18这样机头像仙鹤一样长长地伸在前面的样子。但这样，后机身的投影面积就越来越依靠垂尾，一个垂尾不够，有时还需两个垂尾。双垂尾还有额外的好处，可以把舵面差动动作（也就是同时向外，或者同时向里），充当减速板使用。像 F-18 那样的外倾双垂尾的舵面差动动作的话，还可以产生额外的压尾力矩，帮助飞机及早抬头，缩短起飞距离。外倾的双垂尾还有降低侧面雷达反射面积的的好处。对于远处照射过来的雷达，入射角基本上可以等同于水平入射，直立的垂尾像镜子一样反射，外倾的垂尾就明显降低了雷达反射特征。
不过外倾的双垂尾在飞控上比较别扭，不光产生偏航力矩，还产生滚转力矩，要达到飞行员的无忧虑操作，需要较高的飞控水平。歼-20比这还进了一步，采用了全动垂尾。全动垂尾变被动的自然稳定为用主动控制达到方向稳定，好处是可以用较小的垂尾，重量和阻力都较小，雷达反射面积也小，坏处是对飞控要求进一步提高。歼-20采用这样极端的技术，说明了设计团队对先进飞控的信心。