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中国歼10到歼20,成都飞机设计所花了20年终于看懂阵风设计

2018-8-14 17:30| 发布者: 天空| 查看: 91| 评论: 0|原作者: 天空

摘要: 歼10战斗机从技术历程来说,主要依靠中国70年代跟随世界鸭式布局潮流,自己搞的的抬式飞机试验,代号751,虽然设计很简陋,技术水平还是处于鸭式布局的比较原始一代,鸭翼不是全动,而是和瑞典JA-37战斗机一样,采用 ...
歼10战斗机从技术历程来说,主要依靠中国70年代跟随世界鸭式布局潮流,自己搞的的抬式飞机试验,代号751,虽然设计很简陋,技术水平还是处于鸭式布局的比较原始一代,鸭翼不是全动,而是和瑞典JA-37战斗机一样,采用后缘可调襟翼一样,吹风实验和模型自由飞数据,基本和JA-37同一水平,世界一流水准。

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这就是中国751抬式飞机模型,西工大牵头做实验,效果喜人

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从总体设计来说,由于鸭翼带来的非线性高增益,而飞控系统能力受限制,采用了半可动鸭翼

751抬式飞机虽然很原始,但是为了尽量获取高升力,飞机鸭翼采用能够产生正升力的平凸翼型,这在当时是一个很大胆的创意,这也是歼10战斗机的一个特点,欧洲阵风和台风都没有采取这么极端的设计。

该方案的 FM-8/9 验证模型可以配平后翼后缘襟翼 30 度左右(静安定余度取 10%),迎角 10 度时配平升力系数可达 1.33;在有地板条件下,10 度迎角时配平升力系数 1.43,16 度时 1.61,达到了三代机的比较优秀水准。

但是JA37比较时代比较早,当时飞控控制不了全动的鸭翼,中国在歼9战斗机项目上做过很多构型,单发,双发,单垂尾双垂尾,无尾大三角翼,三角翼常规布局,鸭式布局,两侧进气和腹部进气,最终确认两侧进气鸭式布局性能最高,这就是歼9完美版。

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这就是最高性能的歼9,两侧进气鸭式布局,外加边条

歼9项目由于工业界领导和用户不顾实际情况,不断提高指标,每年一变,最终要求达到了双26,飞机最高速度2.6马赫,升限26公里,最终完全无法实现,项目下马,就留下一堆吹风数据和模型,样机都没有制造就戛然而止。

歼9的失败,给年轻的611所很沉重的打击,最终中国设计师抛弃了不切实际的想法,参照美国的F-16的能量机动理论,最终推出了自己的独特创意全新作品,这就是平尾放机翼前面的歼10。

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歼10A总体设计还算成功,事后复盘:略显粗糙

当然,歼10战斗机起步时间和阵风台风稍晚几年,采用了全动鸭翼加三角翼布局,从最开始这个布局和瑞典更早的JAS-39更近似一点,主要特征就是鸭翼面积很大,而且鸭翼和主机翼前后距离靠的比较近。

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从设计来看,JAS39更好一些,尺度够小,阻力小,加速更好一些

当然,从飞机设计的角度来说,全世界的三代半鸭式布局飞机,达索公司设计最精巧,中国设计师埋头狂奔的过程中,没有多少时间认真研究阵风的设计,最终产品定型后,发现不少问题,最终一句话:达索还是牛!

从歼10最终定型后来看,飞机亚跨音速段机动性能特别突出,尤其机头指向性特别突出,最大瞬时盘旋角度高达30度,几乎比歼11家族高一半,这也是歼10A战斗机推出头几年,国内歼11家族,近距格斗几乎毫无还手之力的原因。

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虽然阵风技术验证机1986年就首飞,但是中国对它的深入研究都在很晚才进行

但是歼10A定型后,设计师也进行复盘,对气动和总体参数进行了详细的计算实验,其中也着重研究了法国的阵风战斗机,最终的结论就是:由于设计缺乏经验,飞机尺度稍微失控,鸭翼面积过大,而且鸭翼和主机翼相对高度太大,机头机身过粗,阻力很大,而且机翼后掠角角度偏大。

最终和瑞典JAS39相比,歼10战斗机推力大了一半,指标好的不多,优势非常不明显,根本原因是降低不太成功。

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鸭翼和主机翼之间加很小面积的边条,这就是阵风技术验证机到成品的最大修改

歼10首飞之前,中国设计师曾经拜访过达索,达索给的评价不高,他们认为:幻影2000飞机这种尺度就可以满足需要,结果中国设计师做大了整整一号,事后中国设计师总结经验就是,没有完全吃透能量机动的精髓:机头机身要尽量细尽量扁,机体重量要尽量轻,推力要尽量大,对于鸭翼的尺度要尽量小一些,因为鸭翼的涡流增升作用,远超想象,假如嫌弃鸭翼面积不够大,可以考虑加个小边条,效果奇佳,其实单发布局的话还是鹰狮或者阵风哪种两侧比较好,歼10进气道,粗机头和高耸座舱高,阻力严重超标,不如鹰狮或者两侧进气,机身拍扁一点,更接近升力体设计,性能更好。

最终来看,世界航空界的评论:达索的阵风设计成了一款增强型大三角翼战斗机,性能非常均衡,中国的歼10却设计成了一款真正的鸭式布局飞机,不过是只太肥胖的鸭,鸭翼的面积非常大,这也带来巨大的阻力和重量代价,控制也非常困难。

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歼10A机头设备小鼓包和鸭翼不在一条流线上,歼10BC都改了,前后遮挡减小阻力

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阵风战斗机对减租做的非常到位,设备和鸭翼前后排列,不增加迎风面积,中国设计师也紧紧跟进

按设计师的构思,歼10战斗机原来还有DEF等等型号,最终都让用户拒了,歼10战斗机这个状况,不是完美的三代机,但是在中国这个经验和工业基础来说,应该给100分。

继续往前走,不要停留,三代机不完美,那就随它去吧,F22,F35堵在门口,快点搞四代机出来,这就是歼20战斗机。

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歼20战斗机推出之前,中国设计师认真研究了阵风的气动布局,外加自己的创意,得到了成功

中国在歼10战斗机之后,认真研究了阵风的参数选取和鸭翼边条机翼配置,最终发现,在鸭翼和机翼之间放一个小边条可以起到极佳的作用,边条涡可以让主机翼涡流更加稳定,减轻飞控负担,而且鸭翼位置大幅度前移,提高了鸭翼的操纵力臂,而且也大幅度降低了高速巡航阻力,三者配合起来升阻比很好,这就是看懂了阵风战斗机设计带来的好处。

虽然法国发动机一向很差,但是法国战斗机却不差,对于细节的精雕细琢,对于减租设计的百般用心,成了成都飞机研究所学习的最好榜样。

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