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三翼面、鸭翼、常规、飞翼这几种布局各有什么优缺点?

 不沉俾斯麦 2019-11-15

鸭翼布局分为近距耦合和远距耦合两种,没有中距耦合,而根据鸭翼与主翼的水平放置位置有可以分为很多种。这些布局各有优劣。

鸭翼机的话,一般来说都是配合三角翼,对于远距耦合来说,鸭翼一般与主翼在同一水平面上,增升作用微不足道,鸭翼+三角翼优化超音速波阻,远距耦合更擅长超音速配平,擅长超音速


J20就是远距耦合鸭翼,而且是上述所说的专为超音速而生的战机,除去机翼以外,J20的其他设计也有很多是为了超音速而设计的,比如大长细比,也就是机身长度。

对于近距耦合来说,增升是主要的。增大最大升力系数,因为这类飞机的升力曲线斜率都很低,也就是说随着攻角的变化,升力系数得变化并不明显,只有达到较大的攻角,升力系数才可以明显提高。

而依靠近距耦合鸭翼,J10,阵风这类的飞机可以做到短距起降,增大瞬盘。

但是鸭翼机也是有缺点的,这些缺点对于近距耦合和远距耦合都是通用的。

第一个缺点就是,由于省略了平尾,鸭翼到重心的力臂又较短,所以俯仰配平效率较差。一般鸭翼机的可控攻角都较低,无TVC的无尾鸭翼机没有一架展示过过失速机动能力。这就很说明问题。

第二个就是,三角翼诱导阻力较大,所以鸭翼机亚音速升阻比较低,鸭翼机亚音速机动能力一般较差。

第三个就是,鸭翼机的正向RCS会受到一定程度的影响。

J10就是典型的近距耦合

三翼面的布局和鸭翼一定程度上来说是有些相同的。

只不过相对于鸭翼机的优势就是在有平尾的基础增加鸭翼,鸭翼可以增高升力系数,以及参与俯仰配平。而且载荷可以分配的更均匀。

三翼面的缺点也很明显,因为三翼面的鸭翼往往都很小,而且也是与主翼在同一平面,实际增加的升力系数很有限,鸭翼参与俯仰配平的力度也较低,而且会带来结构上的增重,有时候会得不偿失。


苏33就是典型的三翼面,而且目前来说是世界上最重的舰载机。

常规布局的话,是目前最常见的布局。个人认为,常规布局的最大优势就是,俯仰配平能力强。由于平尾到重心的距离最长,所以从配平效率上来讲,平尾是最好的。俯仰配平能力较高的好处就是,可控攻角较大。

而且平尾的可控力度较大,在较高的攻角表现也较好。

缺点就是一般情况下,在主翼等其他参数大致相同的情况下,常规布局的超音速性能不如远距耦合鸭翼。

而且再过高的攻角中,平尾表现出的配平效率较鸭翼来说也是半斤对八两。

F-22就是典型的常规布局

飞翼式飞机由无尾飞机发展而来,机身和机翼融为一体,也就是所谓的飞翼。

飞翼布局的优点结构重量轻和阻力小的特点,而且隐身性好,阻力小的好处就是升阻比高,巡航效率就更高,航程就更远。

缺点就是,由于缺少有力的操纵面,飞翼布局的机动性很差,一般都是用在隐形轰炸机上。


“幽灵”轰炸机B-2就是飞翼布局

需要注意的是,飞机的气动布局只能够影响飞机的性能,无法做到决定飞机的性能。

举个例子,之前谈到了一般情况下,在主翼等其他参数大致相同的情况下,常规布局的超音速性能不如远距耦合鸭翼。

但是F-22由于借助TVC进行超音速配平,超音速性能反而超过了鸭翼+三角翼的布局,这就是动力系统对于飞机性能的影响。

还有一个就是超音速陷阱,国内网友称之为“苏27软骨病”这就是材料强度和设计结构对飞机性能产生影响的典型例子。

希望大家不要唯气动论。

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