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2020-01-09 12:21:03
空重对战斗机来说,能省则省的。而歼20的dsi则大大减少了对该装置的依赖,从而减少了重量和复杂性。歼20的dsi的总压恢复系数高于f-22的caret,完全是拜dsi简单的构造,重量较轻所赐。根据资料显示,前缘后掠角的增大,鸭翼的rcs值会减小。

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立即博是怎么个平台,引言:

歼20战斗机是我国首款拥有自主知识产权的第四代战斗机,它的身上集成了我国几十年来航空业之大成。自首架原型机“2001”号机2011年首次试飞以来,其3年多的试飞工作已经接近尾声。预计不久就将装备部队!

歼20战斗机首次试飞是在歼10-s的伴飞下进行的。

气动布局:歼20战斗机的气动布局有别于美国的f-22和俄罗斯的t-50。其采用的是单座、双发、dsi进气道、上反鸭翼尖拱边条、全动差动双垂尾的鸭式气动布局。

一、进气道

相比t-50和f-22的caret进气道,歼20的dsi进气道主要有5个优点。

1:dsi进气道不需要caret进气道的附面层隔离装置。

caret进气道的附面层隔离装置不但增加阻力,而且还大大增加重量。空重对战斗机来说,能省则省的。

2:dsi进气道对内部附面层吸涂装置的依赖低。

caret进气道在机身一侧的斜板内壁使用附面层吸涂装置,甚至上侧斜板内壁也要用。

f-22战斗机caret进气道的一侧,其内壁的附面层吸气孔阵有数组。这些吸气孔阵吸入的附面层空气还要排出,所以必须对排气孔带来的增重进行隐身修行。

而歼20的dsi则大大减少了对该装置的依赖,从而减少了重量和复杂性。因为dsi的“鼓包”巧妙的把附面层从进气道上面和下面排出。但是,世界第一款投入使用的dsi战斗机中巴联合生产的“枭龙”战斗机,它的dsi却采用了附面层吸附装置。而歼20内部是否小规模地使用附面层吸附装置目前无法确定,但从目前的照片来看,歼20类似部位还没有发现该装置。这可以看成是我国航空业的一个进步!

3:dsi对放气门的依赖同样低于caret。

放气门并不是前文说的附面层吸涂装置的排气口,而是调节进气道的放气门。

f-22战斗机背部放气门特写

f-22战斗机背部有两块巨大的放气门,巨大的放气门本身就增加了f-22的结构机重,而诸如锯齿之类的隐身修形更是增加了f-22的结构重量。而反观歼20或者歼10-b亦或者枭龙,他们没有采用放气门(或者没有采用如此巨大的放气门)。

4:dsi超音速的总压恢复与caret相当甚至略超。

歼20的dsi的总压恢复系数高于f-22的caret,完全是拜dsi简单的构造,重量较轻所赐。据资料显示,某种caret进气道在1.8倍音速时,总压恢复系数在0.88~0.90之间,而歼10-b的dsi在1.8倍音速时,总压恢复系数高于0.91,。而某种caret进气道在2.0倍音速时总压恢复系数低于0.83,而歼10-b的dsi在2.0倍音速时,仍在0.87之上。而歼20的dsi相比歼10-b的dsi,更加强调高速性能。而且歼20的dsi是在歼10-b之后设计开发的,笔者认为,歼20的总压恢复系数相比歼10-b只好不差。

5:dsi亚/跨音速时,提供给发动机的平稳气流高于carert进气道。

根据611所《f/-18e/f的caret进气道》的论文资料记载,f/a-18e/f的caret进气道在0.80~1.05倍音速并且襟翼偏转一定角度时,进气道的气流畸变大,必须用额外的方法解决。而dsi则没有该类问题。

总结歼20dsi进气道的优点,可得出以下结论;歼20的dsi进气道总压恢复系数不会比f-22的caret进气道差。而dsi相比caret,更轻更简单,阻力也更小。

二、垂尾设计

歼20的垂尾带有明显的外倾斜,事实上,垂尾倾斜可以有效的将水平方向射过来的雷达电磁波从其他方向发射掉。同时,为了满足超音速巡航的要求,歼20的倾斜垂尾展向距离并不大,为了减小双垂尾之间的不利干扰,垂尾外倾是最好的方式了。

该图是直立式双垂尾与倾斜式双垂尾的rcs值计算。可以明显看出,倾斜式双垂尾的rcs值降低了20db以上。

三、鸭翼布局

鸭翼布局的优点在于拥有比常规布局更强的前翼涡升力,这可以让主翼面积缩小,达到常规布局用大面积主翼才能达到的良好升阻比,这一点用相对推重比小的发动机能够达到更好的升力,以及相似或者更好的亚音速性能。

而歼20的鸭翼按照传统耦合距离的定义,是中距耦合。但实际上,真正的主翼离前翼有着相当的距离,大面积的前翼保证配平作用,同时又兼顾涡升力。而其远离重心的前鸭翼提供了强大的配平性能,超音速机动性能是非常突出的。

而且,鸭翼布局可以更好地放宽静不稳定。但是这并不意味着机动性比常规布局更好,而是敏捷性和设计对机动有着更宽的亢余度。

但是,增加鸭翼并不等于增加了rcs值。一般的,影响鸭翼rcs值的几何参数主要有前缘后掠角和鸭翼展长两点。

根据资料显示,前缘后掠角的增大,鸭翼的rcs值会减小。而前缘后掠角较小的鸭翼,受到头向雷达波照射时,鸭翼前缘的法线与雷达波入射方向之间的夹角较小。因此,才会产生较强的镜面反射光波。

而前缘后掠角的增大,前缘法线方向与雷达波入射方向间的夹角增大,前缘的镜面反射回波强度减弱。因此,鸭翼的rcs值是随着前缘后掠角的增大而逐渐减小的。

而展长增长使得rcs变大的原因有两点;1、展长增长也就增长了鸭翼前缘和后缘的长度,当鸭翼在受到头向波照射时,前缘的镜面反射回波和后缘的边缘绕射回波会增强,并使得rcs值增大。2、增长增长,鸭翼面积就增大了,使得雷达波在-15°~+15°俯仰角范围照射时,鸭翼表面的镜面发射回波逐渐增强。所以,随着展长增长,鸭翼的rcs值增大。

而要降低鸭翼的rcs值,则必须优化鸭翼设计,使其本身就具有较小的rcs值。而鸭翼再敷设雷达吸波材料之后,也能大幅度的降低rcs值。所以,单从增加了鸭翼而断定其增大了rcs值是不严谨的论断。

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