对气动布局必须作出大改F-35C 舰载飞机和陆基飞机的使用环境有很大的不同,在技术上有一些特别的要求,特别是强调航母起降、海上环境作业维护要求两点,这些要求促使歼-20必须作出以下改动才能达到上舰的要求。由于隐身飞机的气动特性和非隐身飞机相差较大,不适合作为参照物,下面以F35C为标准参照系,探索歼-20舰载型该如何改动才能满足上舰要求。 F-35A/B/C/型号纸面数据 歼-20纸面数据 舰载机的起码要求是必须能在航母上安全起降,而航母甲板的长度仅有陆基机场的1/10。虽然航母上也有拦阻器和弹射器,但也要尽量的要求飞机必须具备足够好的低速操纵性和稳定性,以降低飞机起飞飞离速度和着舰速度。这样的要求之下,舰载机的机型展弦比必须较大,以提高飞机的诱导阻力,此外在翼面上增加吹气襟翼边界层控制也是主要手段之一。歼-20翼展为13.5米,机翼面积为78平方米。而同样情况下,F-35C的翼展为13.1米,翼面积为62.1平方米。根据这样的数据计算,歼20的展弦比小了0.43。这样的差距带来的直接效应就是歼20的零升力系数不如F-35,进而导致无论在小仰角还是大仰角情况下,在速度相同时,歼-20的机翼升力与F-35有差距。 在和其他舰载机的对比中,这种问题也同样存在。歼-15舰载机展弦比为3.48,F/A18EF的展弦比为3.98,均远大于歼-20,甚至远大于F-35,这就提供了足够的升力,一般不用滑跑多远就可以完成起飞。对于歼20而言,普遍认为其起飞距离为427米,而即便是“尼米兹”级航母的全长也不过332米,显然不可能满足歼20上舰使用要求。固然,升力与飞机的速度平方成正比,就意味着搭载歼-20的国产航母在弹射性能方面必须超过美军“尼米兹”级。因此,可以得出歼20上舰改造气动布局的第一个方案必然是增加翼展。 歼-20主翼采取了三角翼布局这样的设计对于超音速飞行、大仰角飞行特别有好处,但对着陆来说恰恰非常不利。 此外,歼-20的降落距离为670米,即便是有拦阻索等装置,歼-20如此远的降落距离也意味着过大的着舰速度,减少速度势成必然,这意味着歼-20必须设法增加飞机在降落时的整机阻力。歼-20主翼采取了三角翼布局这样的设计对于超音速飞行、大仰角飞行特别有好处,但对着陆来说恰恰非常不利。 阵风-M舰载战斗机 阵风”-M也采取了前鸭翼+三角翼的布局,仍然还作为航母舰载机。问题在于,“阵风”M要小很多,本身就可以允许更小失速速度。而歼-20属于重型机,无法将速度降低到如“阵风”-M那样的程度。歼20欲上舰,恐怕除了加长机翼外,还要更改主机翼的选型才能满足降落要求。这样的翼型相对现在的歼-20三角翼主翼而言,一定是减少了主翼的后掠角,这样也可以在不增加机翼总长度的情况下,增加机翼翼展。 此外,由于主翼的改变,歼20的鸭翼和尾翼都要做出相应的改变。最主要的变化是,在目前歼-20的气动布局下,鸭翼设计得非常大,从照片里看几乎超过了主翼翼展的1/2。在高速气流状态下,这将在鸭翼后方产生一个较大的紊流区域,越靠近翼尖,紊流越严重。这个紊流区域不能影响主翼的空气流场,因而主翼的后掠角做的较大,且主翼和鸭翼之间的距离相对较远。 随着主翼翼展和延长和后掠角的减小,这种风洞吹出来的良好状态将被破坏,鸭翼后方紊流将会有一部分直接打到延长后的主翼翼尖,导致飞机变得不可控。在这样的情况下,就只能设法缩小鸭翼,缩小鸭翼形成的空气流场面积,使其仅成为大仰角状态下的增升面,而不是正常飞行状态下的较大比例的升力来源,这样的设计在大迎角状态下也有好处。大迎角状态下,鸭翼将在翼尖的正后方,与机体平行的产生两股涡流为整机增升。同时,主翼的翼尖也会产生涡流,鸭翼的涡流最好处于主机翼上方里侧,不与主翼涡流发生联系,否则会导致气流进入复杂状态飞机不可控。因而,减少鸭翼面积可能是主翼翼展增大之后的必然选择。 第三个需要修改的气动布局是机体长度,歼-20为了保持超音速装下的作战能力、实现超音速巡航,机体设置的稍显细长,无论是处于舰载机布设甲板还是机库的考虑,都应该考虑缩短的可能性。此外,由于主翼和鸭翼的改变,二者之间再预留过长距离就变得没有必要。歼-20可能会削减这一部分的长度,让飞机显得更为紧凑。 第四个修改的气动布局是歼20需要将弹舱的宽度和深度加大,使其能携带更多的各类型弹药,其结果是飞机机体应该会更胖一些。这也会让飞机的整体阻力和升力稍稍加大,对航母着舰具有一定的益处。 这是歼-20系列第二章,还有第一章和第三章,有兴趣的可以去看一下,如果喜欢的话可以点一下关注,我会继续努力的,还有两章直达:歼-20战斗机真的因为尺寸太大而无法上舰?【第一章】 |
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