偶看新闻万代手机游戏:【中华军备】隐龙天书-----歼20与它的伙伴是如何炼成的(11)
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/07/04 02:54:00
【中华军备】隐龙天书-----歼20与它的伙伴是如何炼成的(11)
发表于：2012-01-14 19:16:38 作者:北方之枫更多作品博客
勋章：
级别：少校
积分：14779
战争之路！中华紧急备战！
安溪铁观音-秋茶优惠中
中国人就来支持国产战机！
十一 兔子的奋斗（三）
首先抱歉，本人最近写东西太多，眼睛很疼，工作后被家人严禁上机，所以也遍的少了点，一过30，岁月不饶人，视力有下降趋势。
在第四代战斗机，开始采用了菱形机头，机头刨面采用了楔形或扁状的尖锐侧缘，在隐身上，它具有较小的投影面积，同时还可将雷达波引导在固定侧面。F22,歼20，T50互相山寨对方？扯淡！
在气动方面，菱形机头可以“切”开气流，产生脱体涡，这种构型在三代鸭式机甚少出现，阵风战机的机头有一定的斜切。原因在于，前鸭翼脱体涡的控制具有主要的线性----数学意义上是可控制性，当然也有非线性---不可控方面，即使如此，三代机的鸭布局也是要经过大量运算的。
菱形机头的脱体涡，主要是以一种固定位置的稳定，简单的说，它不是控制面，没有翻折带来的涡流控制变化，相对于各种姿态速度都是固定的。（注意这个相对于）对于飞行来说，它可以大大增加偏航稳定性，尤其是垂尾在大迎角飞行时，偏航稳定性的控制效率下降----对于F22就很典型，但是机头涡依然会产生不可预期的升力作用，非线性的升力在飞机前部会产生不可预期的“抬”作用，即非线性的抬头力矩。同时，机头涡也会干扰前翼涡的效率，产生相互干扰，影响增升效果。
没有金刚钻，谁敢揽瓷器活？如果想避免矛盾,那就去掉菱形机头吧，但是从机头开始就对隐身让步，让人怎么接受？这也是鸭式机四代艰难的原因之一。
歼20的机头刨面与位置经过大量运算，将影响降低到了最小，仅仅此一项，成飞与沈飞的需要多少运算和努力，我们不得而知。歼20的头部与F22同样服从了反射雷达波至有限方向的特性。T50也是如此。
接下来则进气道选择。
进气道
在1980年代，中国为歼10选择了下部进气道，在2003年，FC1选择了两侧进气道。
下部进气道的好处在于：体积及重量相对较小。在1990年代，歼10的成功应使成飞开始时偏向于下腹进气。成飞的考虑应是：下腹S形进气道，并在进气道中加入吸波导流板。歼10的进气道内部有一个大的偏转角，虽然不是为隐身准备，但是无疑对于新四代进气处理有很好的经验和工程借鉴作用。
歼10进气道有大的弯曲，但决不是为隐身准备的，机身有许多缝隙开孔，整体布局更没有做四代安排，不值的对进气道有什么隐身处理，当然如果像F15沉默鹰改进，还是可以的，但是体积不太理想。
不过下部进气道挤占了下部宝贵的内武器舱空间，同时，置于进气道下方的起落架支撑强度相对不太理想----对于当年竞争上航母来的F17（后来的F18）以及F16说如此，歼10上舰最后没有被军方接受，倒非因为单发，世界单发舰载优秀战机数不胜数。于进气道下方的起落架支撑强度是一个很大原因。
新四代是隐形重型机，无论空间与起落架支撑强度运用下腹进气都不是太理想。
运用两侧进气是一个好的选择，当然隐身机还可有机身上部进气道的选择，不过，下腹进气道布置在战机大迎角爬升时有一定的效率影响，而机身上部进气道在战机大迎角爬升更是灾难，因为机身挡住了进气道，所以到目前，机身上部进气道只有对机动不甚怎么要求的型号上采用，现在无人机使用的较多。至于头部进气，还是不用说了。
两侧进气对比下腹进气的优势在于1 隐身不太挤占下部的空间，2 对于爬升相对无甚影响，3 能适应更广范围的机场跑道标准---因为下腹进气容易吸进沙石。但是缺点在于：1 重量体积相对大，阻力相对大，2 在横向运动时，左右进气道因吸气效率不对等，需要对发动机提供控制干涉，否则很可能发生左右发喷力不对等，战机后半段发生横向扭矩事故。
对于鸭式机来说，前鸭翼涡流不能对进气道产生干涉作用---除了T50,用小边条来调节进气效率，老毛子毕竟有很大的气动功底，这样对进气道的布置重量也可适当简化。这样，鸭式四代的鸭翼必然必然在两侧进气道后方。
关于DSI设计和隐身，网上有非常详细的分析，比如空军之翼上就有，这里不再赘述。
进气道内切。 DSI设计，从下腹看，翼身融合的升力体结构，缝隙开孔几乎难以见到，内弹仓几乎看不见。
鸭翼的布置：
歼20的鸭翼属于远距耦合，为了配平与涡升的需要，依然采用歼10的思路，采用相对大面积的鸭翼，对于涡升力可以增加，同时在前部提供更大的力矩，不过必须考虑到材料受力，材料加工，响应控制与隐身的影响。
鸭翼的转动轴控制系统有强烈的金属特性，瑞典JAS—纸面阶段与歼20都采用了用边条遮挡，不过对于前向涡流来说，对飞控造成进一步影响。这一点，恐怕最有体会的是， 歼20的鸭翼前缘与主翼前缘同一方向，符合了隐身特性，但是鸭翼后缘却没有与主翼后缘保持同一方向，不太符合后向隐身的波束固定偏转方向。但是我们也要看到，对于后向隐身，本来就有前述的隐身处理的相对简便，因为后向本来就探测强度小等（参考3-4章）。
仅仅以歼20的鸭翼后缘方向来证明鸭翼隐身不好也不成立---且不说后向隐身的跟踪，歼20的鸭翼是气动与隐身，及空间的综合考虑。在YF22转变到F22上，我们同样可以看到这样的思路，F22为了亚音速性能，将主翼的后掠角减少，同时平尾的后掠角也减少---这有弱化超巡能力的趋势，同时F22在YF22基础上改进，为了气动控制，对主翼进行了修改，在主翼后缘翼尖处增加了一个切角，同时在平尾后缘也增加了一个缺角，这样，也增加了后向雷达波反射角度的复杂性。不过经过计算，对于气动大有助益，同时隐身也没有大的影响，----这样无疑挠到军方痒处，超巡和隐身能力比YF23略有不足，但是符合指标，同时在气动上更符合形前线战斗机的标准，从技术与理念更可靠。歼20也是同样此思路。
歼20由于采用了升力体边条鸭布局，鸭翼与主翼边条处于一个水平面，从而进一步加大隐身的优势，在初期西方的隐身鸭方案中，采用的是传统上下近耦布局，对隐身影响依然不理想。近期方案也采用了这种思路。
不过，成飞的机翼和鸭翼在一个位置，鸭翼却又一个上反，主翼却有一个轻微的下反角，明显有一个夹角。这一点很令人迷惑。不管如何，这是大量计算的结果。
平直机翼为了增加横向稳定性，主翼通常上反---在客机上很常见，二战战机很多，在A10和su25亚音速强击机上也很典型。
较大后掠角机翼本身具有自行恢复稳定性的特性，尤其是大后掠角会造成过于稳定而机动性下降，所以许多战机甚至超音速轰炸机设下反角加以抵消。歼20也是如此，不过下反的幅度较小。
歼20的主翼设计具有中等展弦比与中等后掠角特性小面积机翼，但是具有适当减少展弦比，以加强超音速特性，如此下反除上述原因外，还应具有涡流控制与整理的设计，不过主翼的下反幅度不大。而前鸭翼的水平位置与主翼边条平行布置，显然是隐身与升力体的考虑，但是前翼有一个上反，与主翼在平面上有一个明显的夹角。一般认为鸭翼上反是减少与主翼涡流增升的需要。有人认为：歼20的鸭翼，主翼，边条在大迎角阶段才能达到涡升最大化，而相互之间的耦合有一定的干扰性，歼20的前鸭翼在滑跑和爬升阶断上反以在涡流增升最大化阶段来减少机头涡对前鸭翼涡流，以及前鸭翼涡流对边条涡，主翼的干扰；而在巡航隐身阶段，鸭翼，主翼，边条增升效果小，鸭翼可以固定同边条，主翼处于一个平面位置来达到最佳隐身效果---F22一样在全隐身巡航阶段对控制面有相应的约束。本人对这种思路表示有一定道理，当然具体不知。不管如何，光听起来，歼20电传程序编写就是一场噩梦。威龙设计人员中最累的，无疑是成飞的电传控制编写人员。
老美的隐身鸭方案，唇口外翻，很漂亮的升力体布局，鸭翼与主翼一个空间高度，类歼10思路，中耦加大面积鸭翼，说互相抄是扯淡，技术总是不谋而合，条条大路通罗马，但罗马当然不会到处都是，关键是你有没有强健的体力和盘缠在迷途中探索。
前述篇幅说到，鸭式布局可在爬升中利用前部鸭翼产生的负升力，直接“压”前部下沉，具有更完美的低头性能。一般认为鸭式布局在爬升中，鸭翼与主翼脱体涡耦合作用达到最大，但是产生的涡流带来了负作用，使非线性的抬头扭矩也达到最大---难以控制，因此一般认为鸭式战机有着巨大的爬升潜力，但世界各国对爬升能力予以飞控限制，难以超越常规布局。当然能最大限度放宽纵向稳定度可以解决。
不过在实际测试中，无论歼10，台风，阵风，鸭布局总是能对比常规布局F15,F16,苏27等在大迎角出现更好的敏捷与转换机动能力。原因不仅在于以上提到的大迎角低头能力外，还在于可动鸭翼对涡流体系能够施加一定程度的主动控制，----鸭翼涡对机头、机身可以造成强烈的侧洗，在差动时，这种不对称涡流强弱可以在飞机重心前产生强烈的偏航力矩，结合重心后的垂直尾翼---控制横向同步偏转----在歼20上是双侧全动垂尾（当然还有其他次要控制面），实现直接侧力控制，对航向轴实施直接控制。
同时：鸭翼产生的差动，在两侧涡流体系中产生干涉，经过大量的气动计算，差动鸭翼形成了左右涡流体系的强弱。这样，在大迎角时，差动鸭翼就能在横向中保持良好的横向偏航稳定性，以及横向能力。
任何战机迎角超过一定程度，左右漩涡体系就开始不对称或者不对称破裂，横航向上各状态参量都属于震荡发散状态，表现出严重的不稳定，战斗机将出现很大的侧滑，甚至导致失控和尾旋，直接制约战斗机实现过失速机动。F22战机运用大面积垂尾，同时通过推矢减轻大面积平尾的纵向负担---平尾更能发挥差动以保持良好的横向偏航能力，产生优于三代机的滚转能力，而歼20鸭布局战机不必采用如此思路
发表于：2012-01-14 19:16:38 作者:北方之枫更多作品博客
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中国人就来支持国产战机！
十一 兔子的奋斗（三）
首先抱歉，本人最近写东西太多，眼睛很疼，工作后被家人严禁上机，所以也遍的少了点，一过30，岁月不饶人，视力有下降趋势。
在第四代战斗机，开始采用了菱形机头，机头刨面采用了楔形或扁状的尖锐侧缘，在隐身上，它具有较小的投影面积，同时还可将雷达波引导在固定侧面。F22,歼20，T50互相山寨对方？扯淡！
在气动方面，菱形机头可以“切”开气流，产生脱体涡，这种构型在三代鸭式机甚少出现，阵风战机的机头有一定的斜切。原因在于，前鸭翼脱体涡的控制具有主要的线性----数学意义上是可控制性，当然也有非线性---不可控方面，即使如此，三代机的鸭布局也是要经过大量运算的。
菱形机头的脱体涡，主要是以一种固定位置的稳定，简单的说，它不是控制面，没有翻折带来的涡流控制变化，相对于各种姿态速度都是固定的。（注意这个相对于）对于飞行来说，它可以大大增加偏航稳定性，尤其是垂尾在大迎角飞行时，偏航稳定性的控制效率下降----对于F22就很典型，但是机头涡依然会产生不可预期的升力作用，非线性的升力在飞机前部会产生不可预期的“抬”作用，即非线性的抬头力矩。同时，机头涡也会干扰前翼涡的效率，产生相互干扰，影响增升效果。
没有金刚钻，谁敢揽瓷器活？如果想避免矛盾,那就去掉菱形机头吧，但是从机头开始就对隐身让步，让人怎么接受？这也是鸭式机四代艰难的原因之一。
歼20的机头刨面与位置经过大量运算，将影响降低到了最小，仅仅此一项，成飞与沈飞的需要多少运算和努力，我们不得而知。歼20的头部与F22同样服从了反射雷达波至有限方向的特性。T50也是如此。
接下来则进气道选择。
进气道
在1980年代，中国为歼10选择了下部进气道，在2003年，FC1选择了两侧进气道。
下部进气道的好处在于：体积及重量相对较小。在1990年代，歼10的成功应使成飞开始时偏向于下腹进气。成飞的考虑应是：下腹S形进气道，并在进气道中加入吸波导流板。歼10的进气道内部有一个大的偏转角，虽然不是为隐身准备，但是无疑对于新四代进气处理有很好的经验和工程借鉴作用。
歼10进气道有大的弯曲，但决不是为隐身准备的，机身有许多缝隙开孔，整体布局更没有做四代安排，不值的对进气道有什么隐身处理，当然如果像F15沉默鹰改进，还是可以的，但是体积不太理想。
不过下部进气道挤占了下部宝贵的内武器舱空间，同时，置于进气道下方的起落架支撑强度相对不太理想----对于当年竞争上航母来的F17（后来的F18）以及F16说如此，歼10上舰最后没有被军方接受，倒非因为单发，世界单发舰载优秀战机数不胜数。于进气道下方的起落架支撑强度是一个很大原因。
新四代是隐形重型机，无论空间与起落架支撑强度运用下腹进气都不是太理想。
运用两侧进气是一个好的选择，当然隐身机还可有机身上部进气道的选择，不过，下腹进气道布置在战机大迎角爬升时有一定的效率影响，而机身上部进气道在战机大迎角爬升更是灾难，因为机身挡住了进气道，所以到目前，机身上部进气道只有对机动不甚怎么要求的型号上采用，现在无人机使用的较多。至于头部进气，还是不用说了。
两侧进气对比下腹进气的优势在于1 隐身不太挤占下部的空间，2 对于爬升相对无甚影响，3 能适应更广范围的机场跑道标准---因为下腹进气容易吸进沙石。但是缺点在于：1 重量体积相对大，阻力相对大，2 在横向运动时，左右进气道因吸气效率不对等，需要对发动机提供控制干涉，否则很可能发生左右发喷力不对等，战机后半段发生横向扭矩事故。
对于鸭式机来说，前鸭翼涡流不能对进气道产生干涉作用---除了T50,用小边条来调节进气效率，老毛子毕竟有很大的气动功底，这样对进气道的布置重量也可适当简化。这样，鸭式四代的鸭翼必然必然在两侧进气道后方。
关于DSI设计和隐身，网上有非常详细的分析，比如空军之翼上就有，这里不再赘述。
进气道内切。 DSI设计，从下腹看，翼身融合的升力体结构，缝隙开孔几乎难以见到，内弹仓几乎看不见。
鸭翼的布置：
歼20的鸭翼属于远距耦合，为了配平与涡升的需要，依然采用歼10的思路，采用相对大面积的鸭翼，对于涡升力可以增加，同时在前部提供更大的力矩，不过必须考虑到材料受力，材料加工，响应控制与隐身的影响。
鸭翼的转动轴控制系统有强烈的金属特性，瑞典JAS—纸面阶段与歼20都采用了用边条遮挡，不过对于前向涡流来说，对飞控造成进一步影响。这一点，恐怕最有体会的是， 歼20的鸭翼前缘与主翼前缘同一方向，符合了隐身特性，但是鸭翼后缘却没有与主翼后缘保持同一方向，不太符合后向隐身的波束固定偏转方向。但是我们也要看到，对于后向隐身，本来就有前述的隐身处理的相对简便，因为后向本来就探测强度小等（参考3-4章）。
仅仅以歼20的鸭翼后缘方向来证明鸭翼隐身不好也不成立---且不说后向隐身的跟踪，歼20的鸭翼是气动与隐身，及空间的综合考虑。在YF22转变到F22上，我们同样可以看到这样的思路，F22为了亚音速性能，将主翼的后掠角减少，同时平尾的后掠角也减少---这有弱化超巡能力的趋势，同时F22在YF22基础上改进，为了气动控制，对主翼进行了修改，在主翼后缘翼尖处增加了一个切角，同时在平尾后缘也增加了一个缺角，这样，也增加了后向雷达波反射角度的复杂性。不过经过计算，对于气动大有助益，同时隐身也没有大的影响，----这样无疑挠到军方痒处，超巡和隐身能力比YF23略有不足，但是符合指标，同时在气动上更符合形前线战斗机的标准，从技术与理念更可靠。歼20也是同样此思路。
歼20由于采用了升力体边条鸭布局，鸭翼与主翼边条处于一个水平面，从而进一步加大隐身的优势，在初期西方的隐身鸭方案中，采用的是传统上下近耦布局，对隐身影响依然不理想。近期方案也采用了这种思路。
不过，成飞的机翼和鸭翼在一个位置，鸭翼却又一个上反，主翼却有一个轻微的下反角，明显有一个夹角。这一点很令人迷惑。不管如何，这是大量计算的结果。
平直机翼为了增加横向稳定性，主翼通常上反---在客机上很常见，二战战机很多，在A10和su25亚音速强击机上也很典型。
较大后掠角机翼本身具有自行恢复稳定性的特性，尤其是大后掠角会造成过于稳定而机动性下降，所以许多战机甚至超音速轰炸机设下反角加以抵消。歼20也是如此，不过下反的幅度较小。
歼20的主翼设计具有中等展弦比与中等后掠角特性小面积机翼，但是具有适当减少展弦比，以加强超音速特性，如此下反除上述原因外，还应具有涡流控制与整理的设计，不过主翼的下反幅度不大。而前鸭翼的水平位置与主翼边条平行布置，显然是隐身与升力体的考虑，但是前翼有一个上反，与主翼在平面上有一个明显的夹角。一般认为鸭翼上反是减少与主翼涡流增升的需要。有人认为：歼20的鸭翼，主翼，边条在大迎角阶段才能达到涡升最大化，而相互之间的耦合有一定的干扰性，歼20的前鸭翼在滑跑和爬升阶断上反以在涡流增升最大化阶段来减少机头涡对前鸭翼涡流，以及前鸭翼涡流对边条涡，主翼的干扰；而在巡航隐身阶段，鸭翼，主翼，边条增升效果小，鸭翼可以固定同边条，主翼处于一个平面位置来达到最佳隐身效果---F22一样在全隐身巡航阶段对控制面有相应的约束。本人对这种思路表示有一定道理，当然具体不知。不管如何，光听起来，歼20电传程序编写就是一场噩梦。威龙设计人员中最累的，无疑是成飞的电传控制编写人员。
老美的隐身鸭方案，唇口外翻，很漂亮的升力体布局，鸭翼与主翼一个空间高度，类歼10思路，中耦加大面积鸭翼，说互相抄是扯淡，技术总是不谋而合，条条大路通罗马，但罗马当然不会到处都是，关键是你有没有强健的体力和盘缠在迷途中探索。
前述篇幅说到，鸭式布局可在爬升中利用前部鸭翼产生的负升力，直接“压”前部下沉，具有更完美的低头性能。一般认为鸭式布局在爬升中，鸭翼与主翼脱体涡耦合作用达到最大，但是产生的涡流带来了负作用，使非线性的抬头扭矩也达到最大---难以控制，因此一般认为鸭式战机有着巨大的爬升潜力，但世界各国对爬升能力予以飞控限制，难以超越常规布局。当然能最大限度放宽纵向稳定度可以解决。
不过在实际测试中，无论歼10，台风，阵风，鸭布局总是能对比常规布局F15,F16,苏27等在大迎角出现更好的敏捷与转换机动能力。原因不仅在于以上提到的大迎角低头能力外，还在于可动鸭翼对涡流体系能够施加一定程度的主动控制，----鸭翼涡对机头、机身可以造成强烈的侧洗，在差动时，这种不对称涡流强弱可以在飞机重心前产生强烈的偏航力矩，结合重心后的垂直尾翼---控制横向同步偏转----在歼20上是双侧全动垂尾（当然还有其他次要控制面），实现直接侧力控制，对航向轴实施直接控制。
同时：鸭翼产生的差动，在两侧涡流体系中产生干涉，经过大量的气动计算，差动鸭翼形成了左右涡流体系的强弱。这样，在大迎角时，差动鸭翼就能在横向中保持良好的横向偏航稳定性，以及横向能力。
任何战机迎角超过一定程度，左右漩涡体系就开始不对称或者不对称破裂，横航向上各状态参量都属于震荡发散状态，表现出严重的不稳定，战斗机将出现很大的侧滑，甚至导致失控和尾旋，直接制约战斗机实现过失速机动。F22战机运用大面积垂尾，同时通过推矢减轻大面积平尾的纵向负担---平尾更能发挥差动以保持良好的横向偏航能力，产生优于三代机的滚转能力，而歼20鸭布局战机不必采用如此思路