美国战斗机为什么不走鸭翼布局
战斗机对鸭翼的应用目的,就是增加战斗机的气动性。其原理主要是依靠气流从涡流发生器(鸭翼,边条)前缘分离出稳定的漩涡,高速旋转的气流提高了机翼表面的负压,漩涡强度随迎角增大而增大,产生很大的涡升力,以增加战斗机的气动性。但是在升力线斜率上表现出明显的强烈性,非线性。因此涡升力在带来巨大升力收益的同时,也对战斗机的控制技术提出了同样巨大的挑战。所以某种程度说 鸭翼还加强了近距格斗的能力 使其拥有了超强的机动性能
不过要指出的是 鸭翼布局的战斗机良好机动性能主要体现在超音速段 跨超音速段!!
但鸭翼设计也有缺点 鸭式布局的缺点是 纵向操纵性能差 大攻角时的俯仰稳定性差,侧风对垂直尾翼的影响大,前翼的洗流对发动机进气道产生干扰 还有就是荷载小 还有一个重要的缺点因为鸭翼的失速迎角限制了鸭翼的大迎角性能所以航空界一般以为在大迎角性能方面,鸭翼不如常规布局(法国的阵风就将最大迎角限制在28度,中国的歼-10则限制在26度 不过这种理论还值得商榷)稳定性较差以及技术不如常规布局成熟等缺点
不过中国选择使用鸭翼布局也可以说是迫不得已 因为发动机不行
那为什么美国不使用鸭翼设计呢 因为美国航空工业发达 航空发动机技术成熟 所以无需用气动布局弥补推力的不足 而且其的荷载也不会让美国满意
美国拒绝鸭式布局的原因之一还有配平问题。如果按照能够进行有效的俯仰控制原则水设计鸭翼,那么鸭翼就无法配平机翼增升装置产生的巨大低头力矩。如果需要配平增升装置,那么鸭翼必须增大,对机翼的下洗也随之增大,反过来削弱了增升效果。而且为了防止深失速,可能还需要增加平尾。另一方面,从跨音速面积律来说,大鸭翼很难满足跨音速面积律的要求,增大了机身设计难度和超音速阻力——这对于强调超巡的ATF来说,尤其难以接受。
但将来气动布局的不足完全可以由飞控系统作补充 !!
望采纳!!
2023-06-12 广告
美国的三代机典型的如F15\F16\F18都没有采用鸭翼布局,而是采用了常规布局。有这么几个原因:
1、美国人采用了大边条翼、翼身融合的设计,同样能提供飞机在大迎角状态下的升力,提高飞机机动性。就像苏联的苏27一样,有了大边条和翼身融合,也不愁机动性。
2、美国人奉行的是“能量机动”理论,战斗机的机动主要来源于发动机充沛的动力,没有动力,飞机布局设计的再花哨也没用。美国人是很实际,认为给战斗机配上有劲的发动机是最实惠的,无需搞过多的花样。相反,欧洲在战斗机的发展上最喜欢玩各种新概念新花样,又是可变后掠翼,又是三角翼,又是鸭翼的,经过美国人的实践,这些花样概念都没什么真正的意义,都是发动机不过硬所以才在飞机布局上玩的概念,还不如把发动机玩好了,常规布局也一样能提高机动性。
所以美国在F111、F14后就不再搞可变后掠翼了,苏联也一样,在米格23以后也不搞后掠翼,美苏同时不再像欧洲学习概念了。只有欧洲,一下子搞了好几个鸭翼布局的飞机,还互相埋汰对手是抄袭自己的。
3、鸭翼布局对飞控系统要求比较难。现代的战斗机都是静不稳定设计,飞机本身依靠自动飞行控制系统来保证飞机的平稳,飞行员可以随便飞,采取各种机动动作,如果飞机机身发生问题,自动飞行控制系统会迅速恢复到正常飞行状态。但是鸭翼布局对飞控系统要求太高。设计起来很难,飞控系统的核心是飞控软件。当年瑞典设计JAS39的时候,也玩概念设计鸭翼布局,结果在设计飞控系统软件的时候就是设计不好,后来不得不进行外包,结果一个美国人去揽了活,为瑞典设计了飞控软件。把瑞典人磕碜屁了。中国的歼十也是如此,歼十是成都开发设计的,当时设计鸭翼布局的时候,很多飞机厂同行都看笑话,说鸭翼最怕飞控软件设计不好,成都厂是个小厂,能设计出这种在外国都是高难度的软件吗。
结果还是英雄出少年,歼十总设计师把飞控系统项目让一个别人都看不上的20多岁的小青年,此人平时在别人眼里啥也不是,都瞧不起他,可是新时代就有新青年,自己带着一帮哥们就把飞控软件给设计了。这样歼十才得以成功装备部队。
4、鸭翼布局不利于隐身。
同样尺寸的飞机,采用鸭翼布局在雷达上反射的面积要大的多。所以美国的四代机更是不走鸭翼布局了,美国人认为四代机的主要标准之一就是隐身必须好。
鸭翼布局的确具有很好的升力,而且更加灵敏,但它的操控也更难。
美国对于战斗机的设计理念与俄罗斯中国有所区别。美国拥有众多的全球基地而且配备了很多高水平的预警机,所以美国的四代机可以在预警机的协助下,在敌战斗机机载雷达未发现目标的情况下率先发现目标,而后可以使用机载空空导弹在预警机或基地雷达的指引下进行超超视距攻击。在这样的攻击方式下,飞机的空中格斗能力实际上并不是首要的。所以美国不采用鸭翼布局,从而降低飞机的操控难度。而且,F22这样的飞机,在追求载弹量的情况下,鸭翼布局会产生一定影响,使得载弹量变小或者鸭翼的位置难以选择。
另外,虽然美国并不把战斗机的空中缠斗能力放在首要考虑项,但也并不忽略空中缠斗能力。而美国由于自己强大的科技实力和国防工业体系,即使在不采用鸭翼的情况下也能令飞机拥有很好的空中缠斗能力,甚至某些方面可以超越鸭翼布局的飞机。这就是目前美国正在使用的矢力推动发动机。由于安装了矢力推动发动机,美国飞机同样可以获得很大升力和灵敏性,因此并不需要一定采用鸭翼布局。像欧洲的台风阵风中国歼20等,由于其发动机技术与美国相差较大,所以会考虑使用鸭翼布局来增加飞机的空中缠斗能力。
其实说白了,并没有绝对好与坏。鸭翼布局有优点不假,但也存在难以克服的缺点。是否采用鸭翼布局,这和自己的设计定位和国防科技水平是密切相关的。
不过要指出的是 鸭翼布局的战斗机良好机动性能主要体现在超音速段 跨超音速段!!
但鸭翼设计也有缺点 鸭式布局的缺点是 纵向操纵性能差 大攻角时的俯仰稳定性差,侧风对垂直尾翼的影响大,前翼的洗流对发动机进气道产生干扰 还有就是荷载小 还有一个重要的缺点因为鸭翼的失速迎角限制了鸭翼的大迎角性能所以航空界一般以为在大迎角性能方面,鸭翼不如常规布局(法国的阵风就将最大迎角限制在28度,中国的歼-10则限制在26度 不过这种理论还值得商榷)稳定性较差以及技术不如常规布局成熟等缺点