歼|歼-20再让英国人哑口无言,法兰西网球国际竞赛(French Open)友:30年获取这么产生,不能小看

歼-20再让美国人哑口无言,法网友:30年取得如此成就,不容小觑图片 1

问题:歼10战斗机的进气口为什么不与机身融为一体?

问题:既然歼31没有腹鳍,这样的技术为啥不能用在歼20上呢?

“维克兰特”号最新照片

回答:

回答:

2018年11月25日,印度国产航母在沉寂一段时间后终于传来了最新的信息,据印度军网发布照片显示,印度号称代表印度制造的“维克兰特”号航母仍然停留在栖装阶段,而该阶段离印度航母2020年服役相距甚远,显而易见的是,该航母上的通信设备和探测装置都无安装迹象。

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图片 3从两种飞机的气动外形设计就可以看出,歼-31采用的是国外五代机普遍的常规式布局,而歼-20则独辟蹊径,采用了鸭式布局,成为国内外唯一采用鸭翼的五代机。

一般而言,航母的建造周期为5年左右,而印度这艘航母自2009年开工至今仍未有什么重要进展,反倒是在水里泡了5年之久,印度首艘国产航母悲惨的现状对印度人而言无疑是一个巨大的打击,甚至连印度的盟友美国都表示维克兰特号对印度海军来说是个大问题。

题目说的歼-10,应该是指歼-10A,进气口在机身下侧,两者之间还有一条不算宽的沟槽,看起来,似乎会增加阻力,但到后来的歼-10B、歼-10C就变得平滑了很多,几乎和机身融为一体了。

为什么歼-20要坚持使用鸭式布局呢,最主要就是为了提升飞机的机动性,尤其是大迎角机动能力,尤其是小展弦比+鸭翼+边条翼的设计,可见歼-20在追求大迎角机动性方面走向了极端,毫不夸张的说,歼-20的大迎角机动能力绝对是五代机中最强的。歼-20作为中国空军主力五代机,研制时间要晚于美国和俄罗斯五代机,在发动机暂时落后的情况下,要想后来居上,在4S能力方面完全凌驾于F-22和T-50,无疑是不现实的,因此,设计者剑走偏锋,追求不对称压制能力,即我虽然不能全面超越你,但在某项关键能力,即机动性方面,要做到最强,当然,其他方面也不会差距很大,这样,在未来的较量中,就有了在某些领域凌驾于对手的能力。

更何况该航母的舰载设备,例如印度想要寻求自己的双引擎舰载机,这对航母建造太过沉重,以印度的军工研发和工业制造体系,如果一直纠结于航母这样的烧钱利器,最终将会落得一个得不偿失的后果,所以美国认为印度更需要的是,造价便宜且装备远程反舰导弹的军舰。

歼-10A进气口与机身之间的缝隙,叫“附面层隔道”,作用十分关键。

返回话题说腹鳍,为什么要采用腹鳍呢?其实就是歼-20的大迎角机动能力太强了,我们知道,机动性和稳定性是一对互相矛盾的存在,机动性太强,必然就要求与之相匹配的稳定操控能力。而腹鳍的作用其实和垂尾差不多,主要是为了增加飞机的航向稳定性。

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战斗机在大气中飞行,速度很快,迎面而来的气流也很快,正好给发动机进气、提供燃烧需要的氧,但是空气动力学上有一个效应,飞行中的战机,表面附近的一层空气会被“带跑”,速度与战机相近,看上去就好像黏附在了战斗机的表面,这就是所谓的“附面层”。

虽然,歼-20采用了全动垂尾的设计,已经将垂尾的气动效率提升到最高,但由于对大迎角机动的要求太高,效率还是不足,由于隐身的需要,又无法继续增大垂尾面积,所以就采用了腹鳍,由于位置特殊,腹鳍对隐身的破坏要比垂尾小得多,所以,歼-20采用腹鳍,也是一种较好的折中方案。

印度计划引进F/A-18双引擎大黄蜂舰载机

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回答:

一直以来,印度人的存在感从未遭受过如此严重的打击,以印度人不服输的勇气,不管怎么说也要找回属于印度人的自信,那么最简单的方法就是,从和印度人口相近的中国这找回存在感,即便得不到中国人的回应。不过有一点可以肯定的是,这个方法屡试不爽。

从战斗机的角度看,附面层的空气,虽然也在向后流动、速度却很低,而附面层以外的空气流速则很高(理论上应该和飞机前进的速度一样),速度截然不同的空气,如果一起被进气口吸入,发动机轻则熄火,重则损坏叶片而发生事故。

有没有腹鳍是战斗机总体气动布局设计决定的,并不能简单挪用。

据印度军方高层表示,此前,印度以50亿美元的价格从俄罗斯处采购了5套S-400防空导弹系统,并且和俄方签署了防务协议,除S-400防空导弹系统外,印度将从俄罗斯除引进相关技术建立自己的防空导弹系统。

正因如此,战斗机的进气口,都要考虑如何避免吸入附面层,简单的做法就是设置一条狭窄的“附面层隔道”,让附面层沿隔道向后流动,探出在外的进气口只吸入正常速度的空气。

从设计上看,歼-20和歼-31在垂尾设计上的最大不同在于:前者采用了面积较小的全动式外倾双垂尾,后者则采用了传统带方向舵的大尺寸外倾双垂尾。

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这种设计在三代机上很常见,如F-16、苏-27、歼-10A、EF2000等都有:

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歼–20

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那么,全动垂尾到底有哪些优点呢?·

更重要的是,该空军高层还声称,和中国空军的第四代战机及歼–20第五代多用途战机相比,印度阵风战斗机在性能上要优秀得多,印度阵风战机已经进行过一系列飞行测试,并且符合印度空军的需求。

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与传统垂尾相比,全动垂尾把垂直安定面和方向舵合二为一,整个翼面都能偏转,拥有巨大的舵面等效面积,能大幅提高飞机的纵向操纵效能,尤其是在超音速飞行状态下。

有意思的是,有印度网友补充道:“除了阵风战机,印度在国际军火市场还有更多的选择,早在2014年10月18日,俄高层对印度表示,俄方对印度购买法国126架阵风战机的计划感到非常金惊讶,如果阵风是为了应对巴基斯坦空军或者中国战机,那么俄罗斯想说的是,如果发生冲突的是,法国达索的阵风战机会像中国苏霍伊战机一样被击落。”

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同时由于舵面等效面积的增加,全动垂尾的面积可以适当缩小,对歼-20这样的隐身战斗机来说,就等于降低了尾部重量并缩小了侧向雷达截面积。

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但是附面层隔道的设计,会形成一个反射腔,不利于隐身,四代机上就很少见到类似的结构,美国F-22设计年代较早,采用复杂的隔道设计来避免破坏隐身,到F-35就采用了DSI进气道。

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印度重金采购的法国阵风战机

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所以,歼-20的全动平尾具有在重量、操纵效率和隐身上的三重优势,是一种比歼-31传统垂尾更先进的设计。

讽刺的是,在本届航展上,中国向外界展示了歼-10B战斗机推力矢量发动机逆天的机动性,这向来是西方唱衰中国的重要筹码,此外中国歼-20隐身战机也在航展上展示了高空高速的机动能力和开仓飞行的实战能力,这不仅再次让美国人哑口无言,直呼推力矢量发动机被中国人玩得淋漓尽致。

我国则从歼-20开始使用DSI进气道,逐渐推广到歼-10B、“鹘鹰”和FC-1上。

歼-20为了增加全动垂尾的操纵力臂,把垂尾布置在了机身最尾部,这能进一步缩小垂尾面积。但这么设计也出现了垂尾在大迎角状态下被机身遮挡的问题,为了提高大迎角飞行稳定性,设计师为该机增加了外倾双腹鳍进行补偿。这个腹鳍同时也能遮挡尾喷管侧面,一举两得。

但法国网友的回复让人意外:直言中国的发动机技术在30年内能取得如此成就,确实不容小觑,相比中国,法国还在原地踏步状态,歼-20隐身战机就是最明显的例子。(疆封)

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再来看歼-31。该机的气动布局中规中矩,V1版本气动基本上是F-22的翻版,尺寸巨大的梯形垂尾能够提供足够的超音速纵向稳定性和大迎角性能。V2版本则改用后掠垂尾,高度似乎进一步增高并整体前移,进一步提高大迎角性能。于是在拥有了足够大迎角操控性的前提下,歼-31自然无需腹鳍补强了。

歼-20令中国一夜间跻身世界第一梯队了.歼-20是为对付F-22设计的一款高速截击机,歼-20机身长度达到
21.30 米,翼展超过45英尺(13.72米).比 F-22 的 18.92 米和 T-50 的 20.40
米都要长,和米格 1.44 的 21.60
米差不多比F-22机身更长,它具备更强大的远途飞行和载荷能力,可携带15吨燃料.更有利于高空高速.歼-20飞机头部明显在模仿美国F-22“猛禽”战斗机,而尾部则拷贝了俄第五代机Т-50.是中国的第四代战斗机(俄第五代战机).对美国构成威胁(令美国海军担忧的“航母杀手”,一旦中美开战,航母将是赢得战争的关键),对美国在太平洋的舰队能给予惊人的还击能力.政治意义要远远大于军事意义.比俄罗斯的新一代战机T-50还要重.歼-20的发动机可能是俄罗斯的117S,或者是中国自己制造的WS-10或者WS-15发动机.与F-22比起来,歼-20引擎排气装置和后机身下翼等地方隐身能力要差一些,歼_20战机具备与F-22比高下的潜力,并将是有效的F-35杀手.歼_20采用了
DSI(无附面层隔板超音速进气
),用三维复杂曲面的凸曲面(鼓包状,用于压缩气流)把进气中的附面层迎面剖开,然后用压力梯度顶到进气口的两角泄放.不过歼_20的
DSI 有三个特别的地方,一是不对称,凸曲面的位置偏上,而不像常规 DSI
的对称设计,二是进气口侧唇口带有后掠,这是世界上已知 DSI
中绝无仅有的;三是它的进气口是可调的,这也是第四代战斗机中唯一采用可调进气口的.
成飞一定是世界上 DSI 经验最丰富的飞机公司了,一口气设计了三架 DSI
战斗机:枭龙 04、歼-10B、四代.相比之下,洛克希德-马丁只有
F-35,研究机不能算.成飞在歼_20(四代)上采用这样特别的
DSI,是有道理的.进气口设计需要做 3 件事情: 1、
分离附面层,保证干净气流进入进气道 2、 在大迎角下也保证正常进气 3、
在超音速飞行时把进气气流减速到亚音速,并增加压力,也就是所谓的总压恢复
四代 DSI 恰好在这三个方面都用最小的折衷做到了.DSI
本来就是用来分离附面层的,DSI 的附面层分离效果好,阻力小,总压恢复好,但 DSI
只能对一个有限的速度范围优化,很难做到对很大的速度范围都高度有效.另外,DSI
的凸曲面设计本来就相当复杂,需要考虑三维流场和压力分布.为了隐身,歼_20四代的机头是菱形截面,进气口是像
V
形一样向两侧倾斜,在大迎角下流场更加复杂.为了改善大迎角下进气口对空气的“捕捉”效果,进气口像
F-15 一样带一点后掠.为了不给 DSI 设计带来太大的困扰,后掠没有 F-15
那么大.但 V
形机头下半部的前机身预压缩能力不足了进气口后掠不足的缺憾.另外,正因为进气口后掠,下唇位置靠后,所以凸曲面位置偏上,和凸曲面剖开造成两撇“胡须”的下一半的位置正好对上.
歼_20
四代之前,所有隐身战斗机都采用固定进气口.固定进气口结构简单,没有可动部件,雷达反射特征小.从
F-22 开始,固定进气口几乎成为隐身战斗机的固有特征,F-35、T-50
都是固定进气口.但固定进气口只能对较小的马赫数范围优化,F-16
采用固定进气口之后,尽管推重比 F-104 增加了
40%,但最大速度相当,部分原因就是因为 F-16
的固定进气口是为跨音速格斗而不是最高速度而优化的,而 F-104
的进气口是可以通过半锥可调,所以在更大速度范围内保持最优.在超音速飞行时,进气口的唇口也造成激波,激波的锋面好比气帘,气流通过激波锋面的时候得到减速.可调进气口可以在不同速度下有效地控制激波的形状和位置,使气流达到发动机正面的时候为最优速度、最高压力.不可调进气口只能在设计速度做到这一点,在其他速度下,要么气流速度依然过高,发动机前面几级压缩机非但起不到压缩机的作用,反而变成风车,使气流减速到亚音速;或者速度过低,大大增加压缩机的负担.
歼_20采用了全动垂尾.全动垂尾变被动的自然稳定为用主动控制达到方向稳定,好处是可以用较小的垂尾,重量和阻力都较小,雷达反射面积也小,坏处是对飞控要求进一步提高.四代采用这样极端的技术,说明了成飞对先进飞控的信心.歼_20在无外部挂载的情况下起飞重量约为75000磅到80000磅(34吨到36.3吨),歼-20采用于歼-10类似的鸭翼加三角翼布局,歼_20机身与地面的距离比F-22高,这意味着在机腹下可以挂载更大型的空对地弹药.
但歼_20三角翼的设计一定程度上牺牲了隐身性,隐身材料技术达不到F-22,目前的歼-20要达到超音速巡航能力是不可能的.歼-20大批量服役可能需要花费七年甚至更长的时间.
以上是歼_20最新国产第五代隐形战斗机的部分信息.

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有没有腹鳍,其实背后反映出的是这两种隐身战斗机截然不同的气动设计思想。

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