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  • 1 # 知識就是力量啊

    近距耦合,渦升力明顯,對輕型戰機載重量和翼面積小起到增益作用大。但是由於近距耦合鴨翼控制面對抬頭力矩增益小,機動性差一點,但是翼面積可以小一點,載重量卻可以大一點!因此法華人摳門的特性發揮到了極致,一機多用,注重對地攻擊。

    遠距耦合,鴨翼產生的渦升力對主翼增益“變化大”,渦流一旦離開主翼損失升力嚴重,像颱風戰機,還需要安排另外的渦流發生器,所以颱風主翼面積大,載重量還要大,超音速阻力大,沒有好發動機對主翼面積大帶來的超音速阻力可就難辦嘍!好在臺風發動機實在牛逼!面多加水水多加面嘛!純種德式直線思維!帶來的最大問題就是“貴”

    因此遠距耦合鴨翼的力矩作用明顯,鴨翼面積可以做小就可以達到很高的控制力矩,機動性非常好,德國很滿意

    飛機好不好,看戰績!

    華人最熟悉的殲10屬於中距耦合,結合兩者之間的中庸效能,在中泰比武中把近距耦合的鷹獅虐了一遍,可見鴨翼耦合距離對機動性影響之大。

    早期殲10a也有附加的渦流發生器(作用為“支撐棍子+負面層匯出+渦流發生器”),但是後來的殲10c改進進氣道取消了,看來這個多功能的棍子真是被網友黑下馬了

    鴨翼屬於“前驅”能改善飛機的靈敏性,尤其是靜不穩定設計下。再加上向量發動機配合就變成了“4驅”,機動性更加逆天!

    當然機動性好壞還要看整機設計和飛控設計能力。鴨翼的問題就是渦升力能對主翼增加升力,但是一旦大仰角,渦流就脫離了主翼,那增升作用就變化了!戰鬥機機動是很頻繁的,帶這麼多彈藥滿載的時候,不斷變化的升力是什麼鬼!!!搞不好就要翻車了!

    比如鷹獅瑞典自己就搞不定鴨翼飛控,最後找的美華人解決的。天朝殲10b能把向量和鴨翼結合在一起,飛控水平可見有多高超!

    因此出現了邊條翼,這也是美華人推崇的,認為有了它,產生的渦流問題,比鴨翼來的穩定實在!

    但是美華人還是沒趕上鴨翼對抬頭力矩控制的優勢時期,數控當時沒跟上就搞出了f22和f35。

    當殲20的鴨翼設計出來以後,美華人好尷尬!它是目前世界上最複雜,最精妙的設計!沒有之一!他是遠距耦合鴨翼+邊條翼+主翼哥特邊條的設計,完美解決了鴨翼對機頭指向力矩的增益作用及邊條大仰角渦流升力的問題(當然不僅如此,小編能力所限,具體技術還要其他大神詳解)

    看殲20優秀氣動加持下的渦流狀態!

    因此,說發動機不行飛控來湊的理論是錯誤的。

    數風流人物還看今朝,努力吧騷年們!

    我們的目標是星辰大海

    (以下結論來自於本人結論,不代表絕對科學性,希望理論大神指導。)

  • 2 # 英雄光

    我的回答不知道為什麼不顯示出來,我一共回答了三次,有點無奈。

    鴨翼一般分為近距耦合和遠距耦合兩種,教科書上沒有中距耦合這一說法。

    首先來說一下,鴨翼總體上的優點,鴨翼一般來說都是搭配三角翼,這樣設計可以減小超音速波阻,這樣設計對飛機的超音速效能是有利的。

    對於近距鴨翼來說,增升是主要的,對於許多鴨翼機來說,升力曲線斜率很低,這也就意味著,必須要達到較大的攻角才能有較高的升力係數(升力,阻力系數是隨攻角和速度變化的函式)

    J10就是典型的近距耦合鴨翼。

    所以新增近距耦合鴨翼,增加升力系數的話,就可以實現短距起降。

    遠距鴨翼一般都與主翼在同一平面上,比如颱風,這個主要是為了超音速配平。

    也就是說遠距鴨翼機在氣動佈局上來說,是很注重超音速效能的飛機。

    其次是缺點,鴨翼的缺點很明顯,第一,俯仰配平效率較低,因為到達重心的距離相比於平尾更近,所以要想達到與平尾相同的俯仰配平效率,鴨翼往往要偏轉更大角度,或者加大面積。而這兩種無論哪一種都會增加配平阻力。這對升阻比是不利的。

    由於這一點,你可以發現,任何無TVC的鴨翼機都是沒有過失速機動能力的。主要就是因為俯仰配平效率,鴨翼機可控攻角很低。

    珠海航展上的帶TVC的J10b是唯一表演過過失速機動能力的鴨翼機。

    第二,由於搭配三角翼,三角翼翼形的特點就是大後掠角,小展弦比,而這樣的翼形在亞音速狀態下往往有更高的誘導阻力,這是很不利於亞音速升阻比的。

    所以大部分的鴨翼機能量機動性可能較差,這就意味著,鴨翼機在穩盤,加速性,爬升可能都全方位的較差。

    除非是像颱風一樣,有很高的推重比,否則除了瞬盤以外,大部分的鴨翼機在亞音速狀態下的機動能力都較差。

    瞬盤是因為,基本所有的鴨翼機都是三角翼設計,三角翼的一個好處就是翼載較低(當然並不絕對,需要看載荷)最大升力係數較高,鴨翼機比較擅長瞬盤。

    上圖是定常平飛狀態下,SEP得推導公式,SEP大小與推重比和升阻比直接掛鉤。

    第三,雖然近距鴨翼主要是為了增加部分升力係數,但是增加幅度不如常規佈局加大邊條,而且配合三角翼往往有更大阻力系數,這對發動機帶來的挑戰更大一些。

    第四,雖然遠距耦合的鴨翼波阻較少,更適合超音速,但是決定飛機效能的不止氣動設計,材料強度結構設計等也很關鍵。

    雖然超音速波阻較大,常規佈局相比於遠距鴨翼不適合超音速,但這是非常學院化的結論。

    例如F-22,F-22雖然不是遠距鴨翼+三角翼的佈局,但由於TVC參與俯仰配平,在超音速下升阻比反而超過了鴨翼+三角翼。

    第五,鴨翼對前向RCS有影響,上世紀90年代NASA委託波音做研究,只要是有鴨翼的飛機,就有RCS poor的評價結果。

    最後一行。

    這是因為相對於常規佈局,巨大的主翼佔據前方位置時,會對後方的平尾產生遮蔽效果,我們稱之為佔位效應。

    國內西工大的論文。

    鴨翼有它的好處,也有它的不利影響,後掠翼機型中,不可能有既擅長超音速,也擅長亞音速的結果。只能提出其中一個,或者均衡兩種效能。

    但是在這裡要提到的還是,氣動佈局不止侷限於機翼的設計,而且氣動佈局並不直接決定一架飛機的效能,這個之前的F-22就是明顯的例子。

  • 3 # 風雪二頭

    隨著世界各國軍事力量的迅速發展,其中出現不少專業名詞,例如;‘鴨翼’,是戰鬥機的配置稱呼,這種配置將水平穩定面放在主翼前面,所以又稱前置翼。而將水平穩定面裝在後面,被稱為尾翼!此配置都佈局在戰鬥機座艙兩側,後面是一個大的三角翼。

    這裡‘引用’北京航空航天大學流體力學研究所的論文《近距耦合鴨式佈局氣動研究進展》的說法,鴨式佈局只分為近距耦合鴨翼和遠距鴨翼。沒有所謂的“中距耦合與遠距耦合”,’通常鴨翼縱向位置矩主翼較遠,(矩質心的力臂較長),稱遠距鴨翼或控制鴨翼,若鴨翼矩主翼較勁以致鴨翼流場與主翼流場產生的干擾耦合,則稱之為氣動鴨翼或者近距耦合鴨翼,該佈局亦稱為近距耦合鴨式佈局,近距耦合鴨翼也兼具控制功能。鴨翼矩主翼較勁以致鴨翼流場與主翼流場產生的干擾耦合。

    戰機的鴨翼一般分為兩種,第一種是不能操控的,其功能是飛機處在大迎角狀態時加強機翼的前緣渦流,改善飛機大迎角狀態,有利於飛機的短距起降。例如,‘中國殲-10’.這些鴨翼同時還可以減少配平阻力,有利於超音速空戰,降落時,鴨翼還可偏轉一個很大的負角,起到減速板作用。

    鴨翼式飛機主要優點可使主翼上方產生渦流,可提高失速攻角,配平阻力比較小,具有較大的升阻比。可以用較小的機翼升力獲得較大的全機升力,利於減輕戰機結構重量,鴨翼矩戰機重心距離較短大迎角飛行時,鴨翼的迎角一般大於機翼的迎角,鴨翼首先氣流分離,導致戰機低頭,使之不易失速,有利於飛行安全。

    根據資料顯示,缺點認為是在於戰機主升力面的承載能力得不到充分使用,戰機機最大升力不及正常飛機大,由於機翼後緣離重心較遠,後緣襟翼放下較大角度產生較大的低頭力矩時就會使鴨翼負重,著陸效能較差。

  • 4 # 卡裂車奘

    軍迷大院,軍迷的後花園。

    回答這個問題前,要先知道鴨式佈局和鴨翼的一個發展。

    實際上 ,鴨式佈局和鴨翼並不是一種新型概念,世 界上第一 架飛機即1903年美國萊特兄弟試飛成功 的“飛行者一號 ”便採用鴨式佈局 ,前置水平翼設計。由於當時人們對空氣動力學還缺乏基本的認識,也不瞭解操縱和穩定性的要求,所以在其後一段較長時間裡。鴨翼沒有得到廣泛應用。

    上世紀50年代,高空高速成為當時各國空中力量共 同追求的指標,各種非常規佈局紛紛出現無尾飛機便是其中一種,無尾飛機雖然誘導阻力小、結構重量輕 ,但是兇缺少平尾而帶來的縱向阻尼小,配平效果差、抗突風能力弱等缺點無法很好克服。為此 ,一部分人將冷寂幾十年的鴨翼裝到無尾飛機上,結果較好地解決了這些問題 。

    與此同時,歐洲在研製超音速客機時建立了渦動力學,利用這種脫體渦產生極大渦升力的理論設計協和式客機細長的S形機翼,該幾何形狀有效地利用了脫體渦升力,從而滿足客機起飛 、 巡航 、 降落等不同階段的要求。

    上世紀 60年代,隨著工程上對鴨翼和渦升力的不斷實踐應用,理論上被瑞典貝爾伯姆 (Behr hohm)教授突破,發現近耦合鴨式佈局在氣動增升方面的優勢後,新一波“鴨翼 ” 研究熱潮拉開70年代瑞典人研製的Saab一37戰機,引入固定式鴨翼,利用脫體渦升力,結合近距耦合機理,成為第一架真正意義的鴨式佈局飛機。同一時期在中國。由西北工業大學主持的國家航空重點專案“ 751工程”也已經展開研究,重點正是 “鴨”式佈局(當時稱為 “ 抬”式佈局)。帶鴨翼飛機的發展在世界航空領域進入全新階段。

    在各國的大力研究下,結合自身的需求,推出來針對不同物件的鴨式佈局,這就回到了題主所提到的問題,我們直接進入主題。

    1、遠距耦合鴨式佈局,鴨翼距主翼較遠,距質心的力臂較長的佈局稱為遠距耦合鴨式佈局,此佈局下,鴨翼的設計要考慮全機操縱性和升阻比方面 。為了保證飛機的縱向穩定性,鴨翼面積通常比較小,早期的帶鴨翼飛機多為此佈局,

    美國研發的3倍音速高超空戰略轟炸機XB-70,它採用鴨式前翼加三角翼的外形設計,在其很尖的機頭兩側裝有鴨前翼。XB一70全動鴨式偏轉時,在飛機焦點和重心之前提供一個正升力,在縱向配平調整幾乎不產生配平力。

    “颱風”戰機脫胎於北約九十年代對抗 華約的E— FA計劃,為解決機腹進氣結構在跨音速時耦合鴨翼產生巨大波阻的問題,“颱風”最終將鴨翼佈置在距主翼較遠的位置,從而突破阻力瓶頸 ,提高了飛機最大馬赫數和動升限

    2、近距耦合鴨式佈局

    Saab一37是第一架利用鴨翼渦和主翼渦有利干擾 設計的近距耦合鴨式 飛機 。

    九十年代瑞典 SAAB公司又研製造了有著 “北歐守護神”之稱的JAS一39鷹獅戰機,它繼承了前輩Saab一37良好的近耦鴨翼氣動形式,在兩側楔形進氣道上裝有大後掠角切尖可動鴨翼 。起飛時鴨翼下偏提供正升力和抬頭力矩提升其低速尤其是短距起飛效能 ;降落時,大角度下偏,和尾部阻力板一起起到減速制動效果 。鴨翼的使用很好地滿足了瑞典 “ 前線空軍”的戰略要求 。

    與 JAS一39和EF一2000J並稱“歐洲三雄 ”的法國陣風先進飛機也採用近耦鴨翼設計。它利用鴨翼前 緣產生較大強度的穩定脫體渦,增加主翼升力 。延緩主翼前緣渦的分離,同時結合兩翼間渦的有利干擾實現飛機總體升力大於單獨翼面升力的效果。

    最後,其實這兩種鴨式佈局的出現都是為了解決戰機在研發中遇到的問題,根據戰機的需求,才知道採用何種佈局。

    鴨式佈局是一個整體的空氣動力學整合,至於題主說的優缺點,仁者見仁。

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