歼-20气动布局多牛？创造一项人类纪录，超音速机动能力全球第一
7月15日 ， 第21届中国专利奖评审结果公布 ， “升力体边条翼鸭式布局飞机”专利荣获了中国专利奖外观设计金奖 。 虽然这项评选并没提及歼-20 ， 但是获奖人员名单是包括歼-20总师杨伟在内的10人 ， 意味着歼-20设计团队在战机定型6年之后收获了外观设计国家最高奖项 。 “升力体边条翼鸭式布局”是歼-20的标志 ， 让战机看起来完全区别于人类历史上的任何飞行器 ， 其真正厉害的地方不只是外形优美 ， 而是在同等推力下拥有的超机动能力 ， 能获奖凭借的是世界第一的升力系数和超音速机动能力 。
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“升力体边条翼鸭式气动布局”之所以能够获得金奖 ， 主要因为他是一项人类飞行器上的历史性创新 。 现代飞行器为了提升最大升力系数一般会选择鸭翼布局或边条翼布局 ， 鸭翼布局包括中国的歼-10系列、歼-15 ， 俄罗斯的苏-35、苏-34、苏-30MKI ， 欧洲的台风、阵风和鹰狮等 ， 这种气动布局的战机拥有更好升力和敏捷性 。 其他战斗机大多使用边条翼 ， 同样可以提战斗机的升力 。 美国战斗机因为发动机性能更好 ， 大多使用边条翼气动布局 ， 其叠峰之作就是F-22 。
【歼-20气动布局多牛？创造一项人类纪录，超音速机动能力全球第一】全球只有歼-20同时采用鸭翼和边条翼气动布局 ， 鸭翼、边条翼和机翼的涡流组合设计风险极高 。 歼-20的鸭翼也与众不同 ， 其与主翼平行的 ， 通过一定的上斜角度实现与主翼下斜角度的配合 ， 从而让鸭翼与主翼仍然能产生增升涡流 ， 实际上是鸭翼与翼身融合升力体的完美结合 。 再加上歼-20还将机身也设计成了机翼剖面类能产生升力 ， 这也让歼-20成为全球升力系数最高的战斗机 。
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歼-20这种气动布局的现实与受到美国“忽悠”相关 。 据悉 ， 歼-20当时的设计指标瞄准了美国F-22 ， 而美国对外声称F-22最大升力系数能达到2.07 。 虽然科研人员当时认为并不可信 ， 但是中国航空人仍然把最大升力系数超过美国当成了自己的努力方向 。 最后选择同时采用边条翼和鸭翼布局 ， 让鸭翼与边条翼同时对主翼产生增升效果 ， 最后实现了超出预期的效果 。 当然 ， 这项气动布局经过了非常漫长和复杂的风洞试验 ， 其设计风险之高也是前所未有的 。 F-22实际升力系数是1.7 ， 而歼-20最终把升力系数提升到了2.1左右 ， 这是现代战斗机气动设计最高水平 。
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歼-20更厉害的一点是全动垂尾设计 。 歼-20采用了小面积全动V形垂尾+腹鳍设计 ， 全动垂层虽然面积很小 ， 但是在腹鳍的配合下仍然让战机拥有足够的横向稳定性 。 歼-20的垂尾能让整机升力系数的损失只有0.1 ， 传统垂尾的损失0.4 。 更小的垂尾还能降低飞机重量和飞行阻力 ， 全动垂尾能大幅提升超音速机动能力 。 单从设计角度来看 ， 这项技术就大大超越了F-22 。
值得注意的是 ， 歼-20如此优秀的气动布局设计是在确保战机隐形性能的提前下完成的 ， 等于完美的兼顾了飞机隐身性能和机动性能 。 第五代战斗机的隐身性能是第一位的 ， 其次是超机动能力 ， 而超音速巡航能力受发动机的影响最大 。 歼-20通过最独特的气动布局在同等推力发动机下拥有最好的机动能力 ， 为未来全面超越F-22创造了条件 。
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歼-20现在仍然没有超音速巡航能力 ， 超机动能力也比不上F-22 ， 这一切源于发动机性能的短板 。 最终形态的歼-20会换上比F119还强大的涡扇15发动机 ， 到时候就能实现对其他隐形战斗机的碾压了 。 从外观上来看 ， 现在去比较歼-20和鹘鹰战机就能发现差距了 ， 一个完全体现了中国工程师的天才设计 ， 另一个看起来就像是缩小版的F-22 ， 创新能力差距太大 。
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