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在航空工程百年的發展歷史中,對於飛行器總體氣動佈局的研究可謂是重點方向之一,世界各國曾經研發出花樣百出的各式飛行器,在戰鬥機這一塊,從早期的活塞式三翼機、雙翼機,單翼機,到現在的噴氣式戰鬥機,沒有上百種氣動佈局形式,也得有七八十種了。
這些眾多的氣動佈局本身都是也也優點和缺點的結合體,經過戰爭實踐的檢驗,不斷的被淘汰、更新和升級,從而形成今天為數不多的幾種主流戰鬥機氣動佈局形式。下面就歸總一下當今還在服役的一些主流戰鬥機氣動佈局情況:
第一種、常規氣動佈局
這種佈局形式最為主流,對於單發噴氣式戰鬥機而言,一般採用單垂尾+雙平尾,大後掠梯形機翼或者三角翼,發動機進氣一般採用機腹進氣或兩側進氣。典型型號比如F-16戰鬥機或者梟龍戰鬥機。
對於雙發噴氣式戰鬥機而言,一般採用雙垂尾+雙平尾,大後掠梯形機翼或三角翼,部分型號還有采用可變後掠翼的,比如F-15戰鬥機或者Su-27戰鬥機、F-14戰鬥機;
少數也會採用單垂尾+雙平尾的設計,比如F-18戰鬥機;
第二種、無尾三角翼氣動佈局
這種氣動佈局形式取消了傳統的平尾,保留了垂尾,俯仰控制交由三角翼上的副翼來複合式控制。因此這種方式佈局的戰鬥機可以形成一種更為緊湊的結構設計,有利於縮短機身長度,比較適合中型戰鬥機,典型的如Phantom2000.
第三種、鴨翼+無尾三角翼氣動佈局
為了提高無尾三角翼氣動佈局在俯仰方面的控制不足,就會在機頭處額外設定了一對鴨翼。一方面可以提高升力,另一方面也可以提高俯仰操作敏捷性。根據控制耦合不同,一般分成近距耦合和遠距耦合兩類。遠距耦合氣動佈局方式典型產品就是歐洲的EF-2000;
近距耦合氣動佈局方式典型產品就是中國的殲-10.
第四種、飛翼式氣動佈局
飛翼式氣動佈局完全取消了尾翼,也沒有鴨翼,整個飛機就是一個巨大的機翼,這種氣動佈局方式的操作性非常困難,完全依靠飛控計算機的輔助操作,透過複合控制機翼上的各種舵面來實現對飛機的操控。不過這種佈局的最大優點就是減少了雷達反射面積,因此更適合隱形飛行。典型產品就是美國B-2轟炸機,在戰鬥機領域沒有使用這種佈局的。
大體上在戰鬥機領域目前就是這些主流的氣動佈局,除此之外還有很多非主流的佈局,比如S-47金雕的前掠翼、F-117非流線型佈局等,但是應用的已經非常少了。
這個問題呢就回答到這裡吧。
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客觀而言,自飛機被髮明以來就出現了氣動佈局,並隨著人類科技水平的不斷提高,氣動佈局也衍生出了許多型別。比如軍迷們經常提到的鴨式、飛翼式啟動佈局等等。那前哨今天就和大家簡單分享一下這些啟動佈局:
首先是最原始的常規佈局,它是人類使用時間最久、使用頻率最多的一種氣動佈局;主要特點就是:飛機主翼前置、水平和垂直尾翼在後。而使用這種啟動佈局的飛機十分常見,比如幾乎所有的客機、戰鬥機領域則以美國的F-22為代表。
常規氣動佈局相比其他型別最大的優點就是經驗積累豐富、技術手段成熟;無論是在研發、生產中都可以說易如反掌;但隨著氣動家族的不斷壯大,常規氣動佈局也就顯得有些中規中矩。
其次就是鴨式氣動佈局;這種佈局的特點是將常規佈局中置於飛機尾部的水平尾翼前移到機頭兩側;歐洲國家比較青睞這種氣動佈局,比如法國的“陣風”戰鬥機、瑞典JAS-39“鷹獅”戰鬥機。
很明顯的一點,這些戰鬥機都在機身前部增加了一對小飛翼,但同時也取消了機身尾部的水平翼。坦白而言,鴨翼式佈局主要的優點就體現在超強機動方面:比如短距離起降、小半徑盤旋以及抬頭等。
再次就是三翼面氣動佈局;這種設計的出現完全是基於常規佈局而來,就是比常規佈局多了一個水平前翼,屬於是常規佈局的變種;比如被北約稱之為“小木桶”的蘇-47“金雕”就是典型的三面翼佈局。
三翼面佈局的優點主要體現在能夠產生強於常規佈局的升力、增強飛機的起降穩定性、配平阻力小等;但如果在高速和小迎角的狀態下則所受到的阻力大於常規佈局。
最後介紹的就是飛翼氣動佈局;相信對於這種佈局,很多人首先想到的就是美國的B-2戰略轟炸機。確實,B-2是一款最典型的全飛翼佈局機型,機身沒有設計垂尾或者方向舵,整體看上去十分簡潔。
綜合來看,飛翼式佈局是現有各類佈局中氣動效率最高的一種,由於幾乎整個機身都是機翼,自然會產生遠高於其它佈局的升力、遠低於其它佈局的阻力,而且對於雷達波的反射也有很強的規避能力。
當然,除上述幾種氣動佈局外,還有諸如無尾佈局(X-36驗證機)、變後掠翼佈局(F-14、米格-23戰鬥機)等。