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全球五代战机都放弃了鸭翼设计,Why唯独中国歼-20要使用?

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发表于 2021-4-8 22:15:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
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国产第五代战机歼-20在设计之初就引发了大量争议,因为作为五代战机,歼-20是全球唯一使用鸭翼设计的第五代战机。

鸭翼,也叫作前置翼,因为安装在飞行器前面,与鸭子的脚蹼相似,所以得到这个称呼。鸭翼是1903年莱特兄弟发明的,可以说这种布局才是所有飞行器的老祖宗,后掠翼、三角翼这些现在用得最多的设计才是后生晚辈。

后来为了规避莱特兄弟的设计专利,以及克服前翼设计导致的飞行器不稳定这一问题。大部分飞行器都改变了策略,不再使用前翼了。一般来讲现在的战斗机都会把水平稳定装置在后面,称之为尾翼。

美国人因为他们自己已经淘汰了鸭翼,他们认为鸭翼布局十分影响飞机的隐身性能,所以十分看不起战斗机的鸭翼设计。隐身时代的到来使得战斗机的隐身能力成为评价一架战斗机优秀与否的重要标准,美国人甚至说过这样一句话:“鸭翼最好装在敌人的飞机上”

虽然鸭翼布局虽然现在一直是战斗机当中的“非主流”,但是它也有它的优点。历史上用过鸭翼布局的战斗机有很多,1964年,美军曾经公开展示了XB-70A轰炸机,这款轰炸机的性能在当时创造了世界纪录,它飞行高度达到了2.1万米,连续以3马赫速度飞行了30分钟。

除了美国,二战期间还有日本的J7W1——震電战斗机、意大利的Ambrosini SS.4和英国的Miles M.39B Libellula“蜻蜓”。采用了鸭翼布局。1981年,瑞典萨博-37“雷”式战斗机正式服役,这款战斗机是最早采用鸭翼的量产战斗机,瑞典萨博-37“雷”式战斗机用事实证明了鸭翼设计能够提升升力和战斗机的操控性,还能够平衡短距起降、超音速、亚音速和低速段飞行时不同气动的需求矛盾。这么多国家在鸭翼方面的尝试证明了鸭翼设计其实还是有很大潜力的。


采用鸭翼布局虽然有大迎角情况下容易失速的缺点,但它的优点也十分明显,战斗机在滑翔的时候可以缩短滑跑距离,这样,飞机在短距离起降时就会很方便。鸭翼还可以增加战斗机的升力和敏捷性,这大大提升了战斗机的机动性能。此外,鸭翼飞机可以利用较小的机翼面积获得较大的全机升力,这一优势有效减轻了飞机的结构重量。

然而,鸭翼设计在现在为什么被抛弃了呢?

这主要是因为美国、俄国发动机技术非常先进,他们拥有顶尖的发动机工业,推力一流,为了规避鸭翼的缺点,他们当然选择了舍弃鸭翼设计。

此外,采用鸭翼布局,会增加机体正面的面积,雷达搜索时,战斗机的隐身性能被大大降低,所以美国人认为完全没必要为他们的战机加装鸭翼。

所以中国目前的发动机技术仍然不是很先进,目前采用的大多是俄式发动机,虽然我们已经自主研制出了矢量WS-10型发动机,但距离大规模配备还有很长的路要走,因此使用鸭翼的目的还是为了弥补发动机的不足。

说到这里,大家可能会泄气,我们使用鸭翼的确有发动机弱这方面的原因,不过,发动机的缺憾不能够阻止我们提升歼-20性能的脚步,成都飞机工业集团在研制歼-20的过程中煞费苦心,在歼-20的气动系统中设计了菱形的雷达整流罩、鸭翼、大边条和主翼前缘,这四个涡流发生器在大幅提升歼-20涡流增升效果的同时,还让歼-20发挥出了鸭翼长力臂的操控性优势。

此外,成飞设计团队,为了不让鸭翼影响歼-20的隐身性能,设计时机翼时,让鸭翼和主翼几乎处在同一平面上,鸭翼上翘,主翼下翻,角度不同。这样的设计既不耽误歼-20的涡流耦合还能降低反射率。

成飞经过一番巧妙布置,将歼-20的鸭翼的性能挖掘到到了极致,这些独创性的设计完美解决了隐身性、不稳定性的问题,还提升了歼-20的升力和操控性优势。而当未来全面换上国产矢量发动机后,歼20的性能也将大大提升。

中国设计师的努力换来了歼-20不输别国战斗机的性能,但是美国人那句“鸭翼最好装在敌人飞机上”这句话还是非常刺痛我们的心。他们的言外之意就是:“希望敌人永远造不出先进的发动机,只能一直依靠鸭翼弥补战斗机性能。”

总之,国人当自强,自主研发出推力巨大、寿命又长的发动机。那时,优秀的设计再加上大推力的发动机,我们会生产出让全世界都颤栗的杀手锏,叫美国人亲眼见证他们的期待落空!

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