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1 # 筆不意馳
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2 # 老鷹航空
百年航空,從最初的簡易有動力飛行器發展到如今的噴氣式隱形戰鬥機,各國航空工程界曾經設計出成千上萬種各種總體佈局方案的飛行器,其中絕大多數總體氣動佈局方案都是停留在方案草圖,或者風洞模型階段,只有一小部分最終變成了工程樣機,投入到實際飛行中。
二戰結束之後,戰鬥機從活塞式動力時代過渡到噴氣式動力時代,並且在過去的五十年時間裡分化出四個代級(美國標準,蘇聯/俄羅斯標準為五代)。當今世界上在役的主流戰鬥機主要集中在三代機和四代機,這兩類戰鬥機的總體氣動佈局型別大體上有下面三大類別:
1、大後掠梯形機翼+(邊條翼)+雙垂尾(雙V尾)+兩側進氣;
這一類別也即是俗稱的常規佈局,主要集中在中型或者重型戰鬥機,三代機中以蘇-27系列、F-15、F-18最為典型,大後掠梯形機翼可以配合電傳作業系統提供跨音速狀態下的機動性,部分機型使用邊條翼可以最佳化氣動特性,尤其是大攻角狀態下的氣動特性,推遲失速發生,並提高升力。兩側進氣最大的優點就是在大仰角下具有良好的適應性。
常規佈局也應用到四代機中,比如美國F22/35,不過為了隱身性的要求,細節之處都進行了修型,兼顧雷達反射和流線型兩方面的要求。
2、鴨式佈局
鴨式佈局一般分成近距耦合和遠距耦合兩大類,共同點在於一般不配置平尾,主要區別在於鴨翼提供的額外升力還是輔助操作力矩的方面。前者典型應用案例比如中國的殲-10戰鬥機,鴨翼比較靠近機翼,並且高過機翼,在飛行過程中不僅能夠提供俯仰力矩控制,還可以透過控制機翼上表面氣流來提供額外升力。
遠距耦合經典應用案例比如颱風式戰鬥機,這種戰鬥機的鴨翼一般距離機翼較遠,小翼的面積也比較小,主要目的是為了提供俯仰力矩控制的,並不控制額外升力。
3、無尾三角翼佈局
無尾三角翼佈局是法華人的最愛,二戰結束之後法國達索公司研發的一系列戰鬥機基本上都是應用這種總體氣動佈局,比如Phantom系列戰鬥機。這種佈局一般不配置平尾,機翼採用大後掠三角翼風格,飛機的俯仰和橫滾控制全部依靠飛機機翼上的副翼來完成,整體效能更有利於高速飛行。屬於典型的二代機和三代機,在四代機方面就不太適用了。
4、飛翼式佈局
飛翼式佈局是一種非常規的佈局方式,取消了常規的垂尾和平尾,整個飛機機體猶如一個巨大的機翼結構。飛機控制方面全部依靠機翼上設定的襟翼、阻力舵、副翼和方向舵的複合操作來完成,控制難度非常高,只能依靠飛控計算機和演算法的介入才可以,純人工方式並不可行。
這種佈局最典型的應用主要在B-2轟炸機和X47無人機上應用,由於取消了垂尾,並保持相當好的流線型,使得這種機型擁有優秀的隱形效果,但是機動性方面就比較差,並不適用於戰鬥機。
——問題就回答到這裡了——
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3 # 英雄光
當今主流的戰鬥機佈局,如果硬要說說的話,邊條,翼身融合都屬於氣動佈局。
但是在這裡我們就翼形來回答問題 當今世界上主流戰機全部都是後掠翼機型。
而後掠翼機型整體來看的話有兩種,有尾和無尾兩種。有尾的一種是常規佈局,也就是主翼+尾翼。一種是三翼面,也就是主翼+尾翼+鴨翼。
無尾的話分成兩種,一種是無尾三角翼,一種鴨翼機,也就是鴨翼+三角翼。
對於後掠翼機型來說,無論是是什麼佈局。根據機翼展弦比和後掠角,飛機會擅長不同的飛行速度區間。
也就是說,上述的氣動佈局都可以透過改變機翼的引數從而適合超音速或亞音速。
舉個例子,後掠角大,展弦比較小的機翼,就比較擅長超音速。
J20就是典型的小展弦比,大後掠角的飛機。
後掠角較小,展弦比較大的機翼就比較擅長亞音速。
常規佈局的話,是目前最常見的佈局。個人認為,常規佈局的最大優勢就是,俯仰配平能力強。
由於平尾到重心的距離最長,所以從配平效率上來講,平尾是最好的。
俯仰配平能力較高的好處就是,可控攻角較大。
F-22就是典型的的常規佈局。三翼面的佈局,就是鴨翼+主翼+尾翼。優勢就是在有平尾的基礎增加鴨翼,鴨翼可以增高升力系數,以及參與俯仰配平。
但是三翼面的鴨翼往往都很小,實際增加的升力係數很有限,參與俯仰配平的力度也較低。而且會帶來結構上的增重,有時候會得不償失。
蘇33就是典型的三翼面結構。
鴨翼機的話,一般來說都是配合三角翼,鴨翼+三角翼最佳化超音速波阻,是很擅長超音速的機型。三角翼的翼載一般也較低,所以使用三角翼的飛機往往擅長瞬盤。
當然鴨翼佈局分為近距耦合和遠距耦合兩種,而根據鴨翼與主翼的水平放置位置有可以分為很多種。這些佈局各有優劣。
第一個缺點就是,由於省略了平尾,鴨翼到重心的力臂又較短,所以俯仰配平效率較差。
所以一般鴨翼機的可控攻角都較低,無TVC的鴨翼機沒有一架展示過過失速機動能力。這就很說明問題。
第二個就是,三角翼誘導阻力較大,所以鴨翼機亞音速升阻比較低,鴨翼機亞音速機動能力較差。
J10就是典型的近距耦合鴨翼佈局。三角翼的優勢和近距耦合鴨翼相似。三角翼後掠角較大,擅長超音速。由於翼載,也擅長瞬盤。
缺點還是俯仰配平能力,和亞音速機動。
Phantom2000就是典型的無尾三角翼。
在這裡要說的就是,對於飛機的效能,不僅僅是氣動佈局決定的,材料強度結構設計等也很重要。就算是氣動佈局的又不僅僅是翼形決定的。
所以糾結於主流氣動佈局的話,上述的描述就已經可以作為合格的答案。
當然,作為一個大綱性的答案,裡面省略了很多內容。
回覆列表
沒有什麼主流不主流的,設計理念不一樣,取捨不一樣罷了。
不過梯形翼或者切尖三角翼成為主流。鴨翼也好,邊條翼也好,都是在起飛階段輔助主翼提高升力的手段,後掠翼在某些迎角情況下會產生抬頭力矩,而這個抬頭力矩的產生環境並不規律,蘇27/殲15的幾次事故,獅式戰鬥機的下馬,都和後掠翼有關,所以後掠翼將被淘汰。
三角翼切尖,與梯形翼沒有什麼本質區別,都有面積大,內部空間大的優點,又沒有後掠翼的抬頭問題。