鸭翼布局升力明显,操控灵活,为何美国战机都不用
鸭翼布局升力明显,操控灵活,为何美国战机都不用
所谓鸭翼,是指在飞机的主翼前增加一对小翼,也就是将飞机的水平穩定面安置在主翼前,故又称为前置翼。通常情况下,传统飞机的水平稳定翼一般都安装在后面,称为尾翼。使用尾翼布局的优点是稳定性高,如大型飞机鲜有使用鸭翼布局的,特别是对飞行稳定性要求很高的商用客机,均无一例外地采用了更加稳定的尾翼布局。
▲采用鸭翼的苏-30MKI战机
虽然采用尾翼稳定性好,但鸭翼布局也有明显的优势。
1.提升飞机升力。
飞机飞行时,鸭翼会在主翼上方形成涡流,以正升力方式使飞机机头上扬,从而达到缩短起飞距离,同时还可让战机迅速进入爬升状态。而使用传统尾翼的战机,通常使用水平尾翼来完成飞机抬头上扬进行起飞,即使用水平尾翼以负升力的方式让飞机产生抬头力矩。
因此,鸭翼在提高升力方面尤为突出。如在苏-27基础上进行设计的苏-33舰载机,为满足在滑跃甲板上进行短距起飞,为此专门设计了前置翼——鸭翼,来提高飞机的升力。
▲采用鸭翼的苏-33舰载机
2.使飞机操控更灵敏。
采用鸭翼的战机,更容易提高失速攻角。即让战机机翼上的升力突然减少,以便使飞机的飞行高度快速降低。在作战时,这样能使战机更好的进行调整,快速占据攻角方位或者躲避攻击。需要指出的是,失速并不意外着发动机停止工作或失去了前进的动力,而是通过鸭翼的调整使得战机更加敏捷。
正因如此,近年来一些先进战机常常采用鸭翼式布局设计,如苏-30MKI、阵风、台风、鹰狮战机等。而对发动机推力不足的战机,鸭翼式布局还能很好的弥补这一缺陷。
▲采用鸭翼的阵风战机
▲采用鸭翼的台风战机
采用鸭翼式布局所带来的好处不止于此,它还能提高战机的最大起飞重量。这一点,NF-15B“敏捷鹰”就是很好的例证。美国早在1984年,就曾用一架F-15B双座战机改装成NF-15B试验机进行实验。实验证明该机最大起飞重量达到了32吨,相比F-15B有所提升,同时起飞距离也大幅度缩短。相比没有安装鸭翼的F-15战机,NF-15B战机的敏捷性与灵活性也有所提升,因此该型机也被称为敏捷鹰。
▲采用鸭翼的NF-15B“敏捷鹰”
▲采用鸭翼的3-1NF-15B“敏捷鹰”
尝到甜头后的美国人一度对鸭翼布局非常感兴趣,不过鸭翼式布局始终没有出现在美国的战机上。既然鸭翼布局有诸多好处,为何美国战机都不用,主要有以下三点:
第一,美国拥有先进的大推力航空发动机。
俗话说得好“只要推力大,板砖也能飞上天。”顾名思义,就是航空发动机推力够劲,很多困扰飞行的问题都能迎刃而解。如F-15战机配备有两台F110加力涡扇发动机,使得战机最大起飞重量达到30吨;又如F-35战机,虽然只配备了一台普惠F119-PW-100发动机,但F-35战机却拥有接近32吨的最大起飞重量;特别是F-22战机,配备两台普惠F119-PW-100涡扇发动机,使其最大起飞重量达到了惊人的38吨。
▲F-22A
美国在航空发动机上的优势,使得其战机具有极为彭拜的动力输出,在没有加装鸭翼的同时,仍然具备很强的爬升能力与机动性能。特别是以制空作战为主的F-22“猛禽”战机,在机动性与爬升率方面尤为突出。经常可以看见F-22战机进行短距起飞,且起飞后可以迅速进行急剧拉升,机动性也非常灵活,性能不输配备鸭翼的战机。
▲急速爬升的F-22A战机
第二,美国拥有先进的飞控系统。
提到飞控系统,B-2A“幽灵”隐身轰炸机无疑是其典型代表。该机首次开创了翼身融合一体式创新设计,将尾翼与机翼同飞机结为一体。而这样的设计对飞机的飞控系统要求极为严苛,能将如此庞大的翼身融合飞行器进行正常起降飞行,足以证明其飞控系统的先进与所发挥的强大优势。
▲B-2A隐身轰炸机
在飞控系统方面,美军在F-117A“夜鹰”战机上也进行了应用,并不断加以改进。通过不断革新,美国的战机飞控系统也更趋完美,各类先进战机都拥有优秀的飞控系统,即使不加装鸭翼,借助飞行控制系统,也能做出各种复杂的机动动作。
▲F-117隐身战机
第三,鸭翼式布局影响飞机整体隐身性。
采用前置鸭翼式布局的隐身战机,对于其隐身能力也会造成一定的影响,会降低战机的整体隐身性能。通常情况下,隐身战机会尽可能的降低向前的雷达散射截面积来降低可探测性,而随着鸭翼的增加雷达散射截面积也会增加,这对战机的整体隐身性能会造成一定的影响。
由此可见,美国不仅拥有先进的飞控系统,还拥有性能与动力强劲的航空发动机。在这些科技与动力的加持下,使得鸭翼战机能做的机动动作,美国战机几乎都能做到,甚至能做得更好。正因如此,美国才看不上鸭翼式设计,没有在现役的飞机上应用。
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