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鸭式布局到底哪里好

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不打算总结鸭式布局的优点,那个太多了,只讨论几个容易让人犯迷糊的问题。
说起鸭式布局的优点,不少同志会说鸭翼能增升,所以鸭式布局机动性更好。这么说目前或许不算错,但要掰扯清楚不容易。
以前的教材常拿鸭式布局和常规布局作比较,不过作为对照组的常规布局是没有边条的,这种条件下教材才能放心地得出结论——鸭式布局机动性好。如果常规布局加装边条,那么其机动性就跟鸭式布局差不多甚至更好,对此教材只能选择性失明。
那么教材为什么不给两种布局同时添加边条,然后再做比较呢?当然,现在这个问题已然不是问题了,只有歼20同时安装鸭翼和边条了,而且取得很好的增升效果,其余鸭式布局战斗机都不行,台风也不行。也就是说给鸭式布局添加边条是个技术活,只有20团队能干,教材编写者还力有未逮。而事实是大家都装边条,貌似仍是鸭式布局更佳。
以前鸭式布局还不能采用升力体布局,这也是鸭式布局的不利因素。是歼20第一次在鸭式布局中引入了升力体,再加上边条,就是著名的升力体边条翼鸭式布局。这种布局非常复杂,不容易山寨,或者说该布局不具普世价值。所以不推荐说鸭翼能增加机动性,只能说歼20机动性很好。这好比问国人个头很高吗?答曰不见得,不过姚明很高。
也有同志认为鸭翼是正升力配平,这点比常规布局强。
个人理解是谈不上。以前的教材多讨论静稳定布局,当时电传飞控还没出来所以战斗机都是静稳定的,这才能得出鸭式布局是正升力配平,常规布局是负升力配平的结论,现在的战斗机都是亚声速静不稳定布局了,常规布局也能正升力配平。
随着飞机进一步放宽静稳定度,相当于重心大幅后移,飞机会抬头,按说鸭翼应负升力配平,这样全机升力就变小了,老谭们因此叫嚣鸭式布局不适合静不稳定布局,这个非常肉麻。事实上飞机盘旋时会放下一部分襟翼的,这样能增升,代价是阻力增加,但怎么也比增大攻角阻力来的小。对于常规布局来说,襟翼靠近重心,放下襟翼导致的配平问题并不大,但对于鸭式布局来说,放下襟翼会引发飞机强烈低头,这就正好用鸭翼的正升力配平,所以鸭式布局非常适合搞成静不稳定的,静不稳定鸭式战机便于利用襟翼增加升力、改善盘旋性能。
还有说鸭翼能“动力不足气动补”,这个属于上古说法了,应该失去讨论价值了吧?不过鸭翼布局有利于高速倒是不假,大侄子家的专家认为鸭式布局高速时焦点后移量较小,可以减小配平阻力,这是鸭式布局更适合高速飞行的主要原因。毕竟20和22还可看出,鸭式布局由于主翼靠后,所以最大翼展处靠后,容易和弹仓错开,所以鸭式布局可以减小最大横截面积,从而减少超声速波阻。
有同志认为矢量可参与配平,从而可减小常规布局战机在高速飞行时的配平阻力,这个可能是不对的。战斗机高速飞行时产生低头力矩,矢量配平力的方向应该是向下,主翼必须增加升力以维持垂直方向力的平衡,这就会增加诱阻,这个诱阻就是配平阻力的主要部分。可见,矢量配平和平尾配平都会产生配平阻力,矢量配平并无优势可言。


IP属地:广东1楼2024-01-29 21:49回复
    我一直弄不懂静不稳定布局的气动中心在重心之前为什么代表主翼升力也在重心之前,气动中心不是机身和各翼面共同产生的升力的作用点吗,歼20主翼已经很靠后了难以想象重心会更加靠后


    IP属地:广西来自Android客户端3楼2024-01-30 06:50
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      貌似台风加装气动升级套件后,也同时安装了鸭翼和边条。


      IP属地:北京4楼2024-01-30 09:16
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        会不会是因为升力体出现得比鸭翼晚?看看jsf 100号左右的方案,你就能看到一堆鸭翼+升力体/三翼面升力体。


        IP属地:广东来自Android客户端5楼2024-01-30 09:57
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          狮子,有没有空发个帖?分析下最近那个很火的歼-10CE 9:0暴打台风的事,主要是分析下气动外形对双方战机的优劣


          IP属地:重庆来自Android客户端6楼2024-01-30 10:26
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            IP属地:广东来自Android客户端7楼2024-01-30 10:59
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              IP属地:广东来自Android客户端8楼2024-01-30 11:01
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                鸭翼属于静不定系统,灵活性极强,对控制系统要求极高


                IP属地:浙江来自Android客户端9楼2024-01-30 12:26
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                  合适就好


                  IP属地:上海来自Android客户端10楼2024-01-30 15:04
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                    是为了弥补发动机短板


                    IP属地:湖南来自Android客户端11楼2024-01-30 17:42
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                      这消息未经证实



                      IP属地:重庆来自Android客户端12楼2024-01-30 18:13
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                        不是这样的,鸭翼的升力方向就是向上,下压还能减小鸭翼的诱导阻力,获得更小的零升阻力,而常规的静不稳定平尾是往后下方偏转,虽然有升力,但是带来巨大的诱导阻力和


                        IP属地:上海来自Android客户端13楼2024-01-30 18:33
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                          跨音速操控优势是压倒性的,首先是俯仰,操控面在前面流场干净就是好。其次是滚转,不存在副翼和平尾的互博,结果就是跨音速滚转速度差十倍。
                          总体来说,常规布局在跨音速段是没法打仗的,连带着超音速段也不好用了。因为你得先经过跨音速才能超音速,也就是说你得冒险做一段时间的呆鹅,加速的时候呆一会儿,从超音速减回来又呆一会儿。俯冲也得惦记着不能超速,否则到了跨音速机头拉不起来咋办?这么多顾虑你仗还怎么打?
                          总之常规布局还是老老实实坐着打吧,BVR基本就是被鸭子生吃。


                          IP属地:上海14楼2024-01-30 18:55
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                            鸭式布局在天朝叫抬式布局,最原始的鸭翼布局就是全机重心位于鸭翼压心和主翼压心之间————鸭翼和主翼一起提供正升力抬着重心,鸭翼正是偏角,升力最大化。理想是很美好,但做出来却发现一个问题,如果飞机要抬头,鸭翼增大正偏——>鸭翼升力增大——>机身抬头上仰——>机身角度与鸭翼角度叠加导致鸭翼实际更大的正偏——>鸭翼正升力再激增——>机身更上仰→……这是一个正反馈俯仰发散的机制,鸭式布局靠加大鸭翼正偏抬头,而机体抬头又会使鸭翼加大正偏,也是为什么早期理想化的抬式布局会被认为是先天静不稳定的原因。这样发散的后果就是鸭翼布局很神经质,一点动作就会急剧放大超预期甚至失控,这种飞机在早期靠人类的反射神经和手速很难驾驭的了。为了平衡鸭翼的正偏叠加升力暴增,不得不增加重心之后主翼压心的力矩,让主翼更靠后拉长主翼的力臂。这样虽然飞机终于变成静稳定的了,但会导致平飞时鸭翼需要更大的正偏角配平,鸭翼的阻力变的更大,整体升阻比就变小了。
                            平尾布局平尾在重心后,只要主翼的压心也在重心后,俯仰的升力增量大头必然在重心之后,即气动焦点在重心之后,飞机必然是静稳定。因为主翼压心在重心后,平尾必然要以下压的负升力和重心一起平衡主翼升力,因此静稳定平尾布局在天朝又被称作压式布局,它等于是主翼升力挑着重心和平尾压心,也因此又被称作挑式布局。平尾布局的动作机制是:如果飞机要抬头就需要平尾下压增大负偏角增大压力,平尾增大下压力——>撬动机体抬头——>机身上仰抵消平尾的负偏,这是一个角度负反馈增稳的过程,再加上靠后主翼压心,平尾布局很容易设计成静稳定的。
                            到了电传飞控时代,靠着计算机每秒数十道控制指令的高速微操,静不稳定态的飞机终于能被驾驭住了。抬式的鸭翼布局终于不在为俯仰发散而烦恼,不用过渡拉大主翼力臂让鸭翼不堪重负增大阻力。这之后又发现,如果进一步前移主翼压心缩小主翼力臂增大静不稳定度,鸭翼只需更小的升力更小的正偏角就足以配平,虽然总体升力减小了,但阻力的减小更多,升阻比变得更高。静不稳定度持续增大——>鸭翼所需的配平正偏角持续减小——>阻力持续减小——>升力虽然也减小但升阻比总体在持续增大。实际表明,现役静不稳定度最大的阵风战斗机(17%),依然是正升力配平的,可见抬式布局的后效非常足。鸭翼布局鸭翼0升力配平的静不稳定度是多少?参考飞机的气动设计一书通用模型的描述,对于0.8马赫的速度来说,梯形翼和三角翼的这个点应该都是20%。这个状态下主翼压心几乎是骑在重心上的,鸭翼无需配平 阻力接近0,全机阻力达到最小。过了这个点,静不稳定再增大,主翼压心超前越过重心,鸭翼就要负偏转以负升力配平,静不稳定度再持续增大——>鸭翼负偏增大——>阻力增大——>升力减小——>升阻比减小。飞机的气动设计一书中,跨音速高机动战机方案里鸭翼布局静不稳定度从20%到30%升阻比变化却很小,不敏感,说明这个过程鸭翼负偏角很小且变化也不大,这是鸭翼另一个天生优势。如果超过静不稳定度30%鸭翼布局是不是负升力配平升阻比严重下降?其实近代歼击机的静不稳定度普遍都不大,f16苏27都属于中立静稳定度有轻微的静不稳定性,装了鸭翼的老苏35静不稳定度也就5~6%。如果能到达到10%已经算很大的静不稳定度了。更不要去想象40%、50%的静不稳定度
                            而对于平尾布局来说,静不稳定的平尾布局也是抬式的,可以前移主翼压心增大静不稳定度。静不稳定度增大→平尾需要更大的正偏正升力配平→全体升力增大→平尾阻力增大。随着静不稳定的放大,升力增长速率减小,阻力增长速率在变大,整体升阻比先增大后减小,波动范围不大。
                            对于静不稳定布局来说,鸭翼机超音速段对静不稳定变化不敏感,而平尾机相反是在亚音速段对静不稳定度变化不敏感,鸭翼机亚超两速段的各自的最佳静不稳定度很接近,而平尾机则差距很大。
                            总体来说,随着静不稳定的增大,鸭翼配平负载持续减轻直至20%再缓慢增大;而平尾布局静不稳定布局时平尾正升力配平,平尾的负载会跟着持续的增大,为了减轻负载减小阻力,大静不稳定度的常规布局需要加长平尾力臂加大平尾面积,这就成了f22典型的蝶形布局,这样一来势必会带来一些重量代价。


                            IP属地:陕西来自Android客户端15楼2024-01-30 21:54
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                              在机动的时候,鸭翼除了正反馈迎角叠加俯仰更敏捷外,还拥有更大的法向力。假设巡航状态升力为a,机动抬头的时候,鸭翼是增加升力抬头,全机升力增大,机动升力为a+;平尾是减升使飞机抬头,全机升力减小,机动升力为a- 法向力更大的鸭翼布局的转圈半径更小。
                              在超音速区间,飞机气动设计一书描述鸭翼布局纵向面积率更好,且尾部没有翼面因此鸭翼机超音速阻力低普遍都有一定超巡能力,比如台风阵风鹰狮。就算单大推大涵道比的歼10都能间歇超巡。
                              ————
                              鸭翼与边条翼的比较,同样面积边条拉涡更猛,但是鸭翼通常面积更大、位置高于主翼耦合更好、通常全动可差动可以掌控左右涡的强度。
                              边条最佳适配的主翼是40-42后掠角的主翼,f16苏27分别就是40、42。f22也是42度充分配合其超长边条体系拉出的涡。
                              鸭翼最佳适配的主翼是50度以上的大后掠三角翼,超音速性能绝对优势的同时改善了三角翼小迎角下的升力特性,综合性能很好。
                              方宝瑞的书里跨音速高机动战机方案章节里鸭翼机与f16比较,鸭翼机用的是f16的翼型而非经典的三角翼。
                              静不稳定度10%亚跨音速弱于f16,但超音速段仍然强f16;静不稳定度15%时亚音速段很接近f16。依然符合前面通用模型方案章节的结论:静不稳定度选择适当亚音速接近 超音速占优,用三角翼鸭翼只需13%静不稳定即可达到综合最优。
                              《放宽纵向静稳定性对战斗机布局升阻比特性的影响》中提到,鸭翼匹配三角翼,鹰狮与f16比较,鹰狮鸭翼+副翼前后协同配平效果亚跨超音速都优于f16
                              《未来歼击机的气动布局》中说,同长同翼展,由于没有平尾鸭式布局的机翼面积可以更大,亚音速配平后鸭式布局能保证更高的升力,实验研究表明常规气动布局静不稳定度如果太大 大迎角就难以配平导致迎角使用范围极为有限——常规布局不适合在亚跨音速使用大静不稳定设计。而高静不稳定下鸭式布局能靠负升力在大迎角下配平。鸭翼也比常规布局更适合矢量喷口。有了矢量推力加入鸭式布局可以说亚音速跨音速超音速全面吊打常规布局。


                              IP属地:陕西来自Android客户端16楼2024-01-30 21:59
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