歼20机身长垂尾小,大攻角不佳?轻巧精细实效超越美国战机
自战斗机诞生以来 , 为了提高作战能力 , 飞机的攻角不断提高 。 攻角越大 , 升力越大 , 机动性越好 。 大迎角机动能迅速改变飞机的速度矢量和机头方向 , 抓住有利的攻击位置 , 率先发动攻击 。 同时 , 它还可以将自己飞机的位置保持在敌机内部转弯半径范围内 , 有效避免敌机武器系统的攻击 , 形成战术上的绝对优势 。
这也是世界战斗机不断采用新技术提高攻角的最大动力 。 第二代飞机的最大攻角大多在20度左右 , 第三代飞机的攻角限制在24-26度 。 虽然数据几乎相同 , 但第二代飞机在20度以上时很容易失控 , 很难更换 。 再者 , 第二代飞机的大迎角控制往往是非线性的 , 而且反作用会大而小 , 经验也不严重好 , 但三代飞机大多有很好的飞行控制系统 , 可以控制飞行包线 , 这样飞行员就可以在安全范围内无需担心了!另外 , 飞行控制系统对非线性部分进行平滑处理 , 使飞行员不需要对飞机的奇异故障进行自适应 。
F-22、F-35和中国第四代歼-20战斗机一举突破26度大关 。 歼-20和歼-22战斗机可以实现无推力矢量60度可控飞行的最大攻角 。 F-35战斗机可以达到50度 , j-20战斗机可以达到这个数据 。 这背后是一种难以想象的情况 , 不适合大迎角飞行 。 机身超长 , 垂直尾翼低而后 , 而两架美式飞机又短又厚 , 垂直尾翼高 。

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相比之下 , F22具有更高更先进的垂直尾翼 , 其大攻角性能自然 。 没人能想象歼-20有歼-20那么好
为了提高大迎角性能 , 除了改进机翼设计外 , 垂直尾翼也是一个巨大的限制因素 。 战斗机的机动通常是三轴交叉运动 , 俯仰、滚转和侧滑三个参数在一个作用下同时运动 。 大迎角飞行最大的问题是垂直尾翼效率 。 垂直尾翼往往放在机身尾部 , 但在哪里、多高、多大的面积 , 这是一个非常麻烦的问题 。
第二代飞机追求最高速度 , 因此需要高速飞行和高转向效率 , 所以垂直尾翼一般都要尽量往后仰 , 而中国歼8战机创造了奇迹 。 垂直尾翼放置在后发动机的喷气冲击区 , 燃烧40年后尾翼不断开裂 , 而第三代飞机设计的重点是提高迎角性能 , 因此垂直尾翼位置尽量向前 , 垂直尾翼高度较高 , 而且面积大 , 这种设计延续了四代隐形飞机的时代 , 而中国歼-20的垂直尾翼设计更像是第二代飞机 。 为什么它能达到同样出色的大迎角性能?

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歼-20具有细长的设计和低垂直尾翼 , 与第二代歼-8相似 , 但其大迎角性能有很大不同
美国的F-22战机比j-20战机短2米多 , 垂直尾翼更高 , 面积近一半 , 有特殊的前进位置 。 F-35战机的设计是相似的 , 但F-22和F-35都遇到垂直尾翼振动的问题 , 这让人非常尴尬 , 其中F-35战机尤为严重 。 试飞过程中 , F-22战斗机从18度开始摇晃 , 飞行员看不清仪表 。 在后期 , F-35战机将在22-26度范围内飞行 , 往往是不稳定的 。 这也是美国飞行员抱怨飞行员的地方:他们比F-16晚了40年 , 在大攻角下几乎不颤抖 。
歼-20怎么能在大攻角下飞行?设计师想出了很多办法 , 特别是当飞机的攻角相对较低且较大时 , 很容易被前机身挡住 。 主要有三种方式 。 一种是使用腹鳍 , 它在机翼下面 。 大迎角飞行时 , 阻塞效率不高 , 可作为发动机尾部射流的阻塞装置 。 另一方面是设计师精心设计的飞机后缘条 , 宽而长 , 另一方面容易增加 , 可作为飞机V形垂直尾翼的安装点 。 打开位置后 , 机身的屏蔽效果可以降到最低 。

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设计人员利用各种先进的软件和风洞实验来模拟飞机的涡流 , 找出最佳的垂直尾翼位置
除以上两点外 , 最重要的是对分离涡场的预测 。 在大迎角飞行中最容易出现的问题是垂直尾翼抖振 。 这是因为在大迎角飞行过程中 , 飞机机身机翼的各个部位都会产生大量的涡 。 这些涡的产生和消失是复杂的 。 如果处理不当 , 很容易直接撞到垂直尾翼 , 直接导致后机身强烈振动美国的f-18a和f-22A为影响飞行安全和垂直尾翼生命的严重危机付出了巨大代价!
f-18a战斗机采用V形双垂直尾翼 , 在大攻角时性能优异 。 然而 , 仅经过几次大迎角飞行后 , 立即发现垂直尾翼开裂 , 不得不紧急修复 。 最后 , 在侧边栏加入扰流器 , 改变了涡流破碎位置 , 最终增大了阻力 , 进一步降低了飞行性能 。 F-22战机不仅从垂直尾翼位置向前移动躲避掩体 , 还依靠具有“头铁”硬阻力的垂直尾翼位置 , 采用超四梁接头垂直尾翼稳定器和高强度碳纤维作为面板 , 这也是一种非常昂贵和野蛮的做法:固定稳定器在大迎角飞行时会降低机翼升力 , 垂直尾翼也会产生涡 , 难以预测和处理 。
【歼20机身长垂尾小,大攻角不佳?轻巧精细实效超越美国战机】歼-20战斗机采用了更轻的结构和更小的面积设计 , 得到了相同的结果 。 这是中国设计师的一大胜利!
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