技术贴、、烦请高手讨论如图,歼2
确实是挺漂亮的图,透露出的许多细节耐人寻味!
歼20的气动布局很复杂,可以说是把各种脱体涡增升的技巧玩到极致了。让我们从头到尾逐一分析下:
首先,它的机首做成了棱形的,这当然主要是为隐身的需要,但那个侧面的折线也确实能让迎面吹来的气流产生一定分离,这有点类似于边条的作用,只是这个脱体涡还不是很明显。
接着,它的发动机进气道唇口上沿很锋利,且有点半个月牙铲的形状,大迎角时,它肯定是会产生强烈的脱体涡的。我们在本图中看到的第一道涡流,就主要是进气道唇口上沿拉出来的。但如我前面提到的,也许机头侧前折线也事先已经做了些贡献。
再接着是那个引人瞩目的鸭翼,理论上说它应该能拉出强烈的脱...全部
确实是挺漂亮的图,透露出的许多细节耐人寻味!
歼20的气动布局很复杂,可以说是把各种脱体涡增升的技巧玩到极致了。让我们从头到尾逐一分析下:
首先,它的机首做成了棱形的,这当然主要是为隐身的需要,但那个侧面的折线也确实能让迎面吹来的气流产生一定分离,这有点类似于边条的作用,只是这个脱体涡还不是很明显。
接着,它的发动机进气道唇口上沿很锋利,且有点半个月牙铲的形状,大迎角时,它肯定是会产生强烈的脱体涡的。我们在本图中看到的第一道涡流,就主要是进气道唇口上沿拉出来的。但如我前面提到的,也许机头侧前折线也事先已经做了些贡献。
再接着是那个引人瞩目的鸭翼,理论上说它应该能拉出强烈的脱体涡,但在本图中却并非如此。如果大家仔细观察本图中鸭翼的偏转方向,会发现它并不如想像中的那样在帮助机头上抬来提高飞机的迎角,而恰恰相反,它是在把机头往下压。
而它后面的主翼后缘襟翼却是在做让机头上抬的动作。显然,此时飞行员既想保持较大迎角,但又通过鸭翼压住它,避免超过最大迎角而失速。这两个动作一抬一压,貌似相反,其实能形成一个非常稳定的飞行迎角持续飞行。
此时,鸭翼的作用并非增升,而是配平!
当鸭翼下压时,它本身并没有对迎面气流形成大迎角,所以我们在本图中并没有看到鸭翼拉出明显的脱体涡来。但鸭翼在瞬时拉大迎角与持续保持大迎角持续飞行时的偏转方向是不同的。
假如飞机在低空大速度平飞时猛然拉大迎角,比如做后滚翻的动作,此时鸭翼应该向与本图中相反的方向偏转,与迎面气流形成很大迎角,那样的话,我们就会看到鸭翼也拉出强烈的脱体涡了。我希望未来能看到这样的图。
再接着往后看,歼20的鸭翼与主流之间的机身侧面是有大边条的,这个也能拉出强烈的脱体涡的,我们在图中看到的第二道涡流,主要就是那个大边条拉出来的,这从涡流的发生位置就能清晰地看出来。
我们能清楚地看到,这道涡流打到了主翼上,会起很大的增升作用。
如果把主翼再算上,它的前缘机动襟翼其实也是有帮助产生脱体涡作用的。
常规布局的战斗机,主机翼本身也是能产生脱体涡的,特别是在采用大后掠角时比较明显。
所以你要能看到这种常规布局飞机拉出脱体涡,只在主翼上有一道。
但主翼后掠角太大了会损失亚音速升阻比,所以第三代战斗机为照顾亚音速机动性而广泛采用中后掠角,这样脱体涡就不明显,为了弥补这点,就故意设置了边条、小翼和鸭翼等方式作为涡流发生器,连制造出涡流打在主翼上增升。
所以,这类飞机也是一道明显的脱体涡,你能看到它产自涡流发生器,而打在主翼上。
要不说歼20有意思呢,简单像个各种涡流发生器的博物馆,能用的全用上了。为什么要这么复杂呢?我认为是因为别的飞机都是涡流发生器紧挨着主翼,一个就够用了,也就是你说的只拉一道涡流。
而歼20的机身很长,光靠一个涡流发生器管不过来。你看它的鸭翼是罕见的远距耦合,离主翼太远,它不像歼10那种近距(算中距也成)耦合式的鸭翼那样可以把产生的涡流直接打到远处的主翼上,所以必须在中间再加个大边条作为过渡。
因此,我们可以这么通俗地理解:本图中后面那道涡流才是给主翼增升用的。而前面那道涡流,主要是给机体本身增升用的,因为歼20为安置巨大的内置弹舱,它肥硕的机体本身就做成个升力体,制造点脱体增升一下挺好。
至于具体能有多少增升作用,我不知道。这个复杂因素多,估计设计师也得实飞了才知道实际的准确数字。据说,近距耦合鸭翼通过往主翼上打脱体涡,其增升效果相当于本身翼面积的三倍。
歼20这么复杂的气动布局,这么多涡流发生器,当然会给飞控带来许多不确定因素,所以除了要做大量理论设计和计算,更得做大量试飞才行。
它的飞行性能会很让人期待,但为此付出的艰苦努力也会比人家多得多。我早说过,歼20的飞控软件将是史上最复杂的。但一旦搞出来,届时我们对飞控的理解将进入国际领先水平。
至于这两道涡流的关系,其实我们在图中也能看出来,歼20的一系列涡流发生器就像搭起了一座座桥梁,不断产生的新脱体涡与前面的脱体涡产生耦合,让大部分机体和机翼都包围在脱体涡系中。
当然,设计师们会考虑排除其中不利干扰,比如鸭翼上反对应主翼下反,就是为避免不利干扰。
还有,就是你问到脱体涡是否会影响到全动垂尾效率的问题。这个是肯定的,但这是对任何垂尾都会产生的负面影响,不管你是全动的,或是V型的。
大迎角飞行时,垂尾不能充分和正常地接触迎面气流,那效率铁定受影响。所以,美国的F22把垂尾做得很大,而T50搞成全动的,都是为了弥补大迎角飞行时垂尾被机体遮蔽的效率下降。我们歼20也全动,而且从正面看,它的V型尾翼特别靠外,并未被完全遮蔽住。
还有就是大家都知道的,歼20至少目前是加装了一对腹鳍的,这个就是为大仰角飞行时接替失效的垂尾而保持垂直安定性用的。收起