停機(jī)坪上的殲20-殲-20圖片 殲-20參數(shù) 殲-20配置 中國(guó)殲20隱形戰(zhàn)機(jī)首飛花絮
四代的鴨翼是全動(dòng)的,四代的雙垂尾也是全動(dòng)的。已知戰(zhàn)斗機(jī)中,只有 T-50 是全動(dòng)垂尾,F(xiàn)-22 和 F-35 都是常規(guī)的固定垂尾加可動(dòng)舵面。全動(dòng)垂尾和全動(dòng)平尾一樣,都是飛控要求和水平提高的結(jié)果。傳統(tǒng)的橫向穩(wěn)定的飛機(jī)設(shè)計(jì)中,后機(jī)身的水平方向投影面積應(yīng)該大于前機(jī)身,這樣飛機(jī)就像風(fēng)向標(biāo)一樣,在橫向是自然穩(wěn)定的。后機(jī)身是指整機(jī)重心以后的部分?,F(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)占了飛機(jī)重量的不小的一部分,飛機(jī)重心越來(lái)越靠后,所以機(jī)翼也靠后,造成 F-18 這樣機(jī)頭像仙鶴一樣長(zhǎng)長(zhǎng)地伸在前面的樣子。但這樣,后機(jī)身的投影面積就越來(lái)越依靠垂尾,一個(gè)垂尾不夠,有時(shí)還需兩個(gè)垂尾。雙垂尾還有額外的好處,可以把舵面差動(dòng)動(dòng)作(也就是同時(shí)向外,或者同時(shí)向里),充當(dāng)減速板使用。像 F-18 那樣的外傾雙垂尾的舵面差動(dòng)動(dòng)作的話,還可以產(chǎn)生額外的壓尾力矩,幫助飛機(jī)及早抬頭,縮短起飛距離。外傾的雙垂尾還有降低側(cè)面雷達(dá)反射面積的的好處。對(duì)于遠(yuǎn)處照射過(guò)來(lái)的雷達(dá),入射角基本上可以等同于水平入射,直立的垂尾像鏡子一樣反射,外傾的垂尾就明顯降低了雷達(dá)反射特征。不過(guò)外傾的雙垂尾在飛控上比較別扭,不光產(chǎn)生偏航力矩,還產(chǎn)生滾轉(zhuǎn)力矩,要達(dá)到飛行員的無(wú)憂慮操作,需要較高的飛控水平。四代比這還進(jìn)了一步,采用了全動(dòng)垂尾。全動(dòng)垂尾變被動(dòng)的自然穩(wěn)定為用主動(dòng)控制達(dá)到方向穩(wěn)定,好處是可以用較小的垂尾,重量和阻力都較小,雷達(dá)反射面積也小,壞處是對(duì)飛控要求進(jìn)一步提高。四代采用這樣極端的技術(shù),說(shuō)明了成飛對(duì)先進(jìn)飛控的信心。
但四代飛控之變態(tài)不在于此,而在于可動(dòng)邊條。在眾多側(cè)視圖中,不大為人注意的是鴨翼和機(jī)翼之間的邊條,有一條清晰可見(jiàn)的縫線,這只能是可動(dòng)邊條。四代的遠(yuǎn)距耦合鴨翼注重配平作用,有助于敏捷的機(jī)頭指向,但對(duì)于穩(wěn)定盤(pán)旋所需要的渦升力沒(méi)有太大的幫助。歐洲“臺(tái)風(fēng)”在鴨翼和機(jī)翼之間增設(shè)了一對(duì)小小的擾流片,用于產(chǎn)生渦升力。四代大大地進(jìn)了一步,鴨翼和機(jī)翼之間的邊條是可動(dòng)的。由于和機(jī)翼在同一水平面上的緣故,四代的鴨翼略帶上反。一般說(shuō)上反翼增強(qiáng)橫滾的穩(wěn)定性,用于自然穩(wěn)定性不足的下單翼。四代鴨翼相當(dāng)于上單翼,上單翼用上反十分罕見(jiàn),對(duì)敏捷性是負(fù)面影響,但鴨翼面積太小,這點(diǎn)影響可以忽略不計(jì)。但鴨翼略帶上反,減少對(duì)邊條的遮擋,可以增強(qiáng)邊條的作用。四代的邊條是小小的,比較狹窄,畢竟在鴨翼后面,太寬大了沒(méi)用。但這不等于邊條就無(wú)所作為,尤其是邊條可以可控下垂??蓜?dòng)邊條可以強(qiáng)化渦升力,并且可以控制渦流走向。米格-29K 也采用了類似的技術(shù),不完全一樣,但思路相近。米格-29K 的大邊條下有一對(duì)可以在起飛著陸是放下的擾流片,這一對(duì)擾流片大大增強(qiáng)了渦升力,所以不需要蘇-33 那樣的鴨翼就可以實(shí)現(xiàn)航母上的滑躍起飛。不同的是,米格-29K 的擾流片只在起飛、著陸時(shí)使用,對(duì)機(jī)動(dòng)飛行沒(méi)有助益,四代的可動(dòng)邊條在所有時(shí)候都可以發(fā)揮作用,這就是全新設(shè)計(jì)和改進(jìn)設(shè)計(jì)的差別,也是飛控的差別。
四代比較引人注意的“倒退”是那一對(duì)腹鰭。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中,腹鰭是后機(jī)身投影面積的一部分,是為了降低過(guò)高的垂尾用的,在大迎角垂尾受到機(jī)體遮擋時(shí),腹鰭的方向穩(wěn)定作用也比垂尾更顯著。但四代采用全動(dòng)垂尾的目的就是用主動(dòng)控制代替被動(dòng)的自然穩(wěn)定性,在用腹鰭在道理上說(shuō)不通。即使在大迎角垂尾作用受到削弱時(shí),也可以通過(guò)副翼和襟翼的差動(dòng)動(dòng)作造成不對(duì)稱阻力,達(dá)成偏航控制。B-2 和 YF-23 就是這樣控制的。事實(shí)上,所有第五代戰(zhàn)斗機(jī)中,四代是唯一采用腹鰭的,F(xiàn)-22、F-35、T-50 都沒(méi)有采用腹鰭。T-50 或許可以用推力轉(zhuǎn)向補(bǔ)充大迎角方向穩(wěn)定性的主動(dòng)控制,F(xiàn)-22、F-35 可沒(méi)有這樣的能力,F(xiàn)-22 的推力轉(zhuǎn)向只能上下動(dòng),不能左右動(dòng)。事實(shí)上,在西方的第四代和四代半戰(zhàn)斗機(jī)中,只有 F-14 和 F-16 采用腹鰭,F(xiàn)-15、F-18、“鷹獅”、“臺(tái)風(fēng)”、“陣風(fēng)”都沒(méi)有腹鰭。蘇聯(lián)第四代的蘇-27 有腹鰭,米格-29 也沒(méi)有。那為什么四代回到已經(jīng)“過(guò)時(shí)”而且和主動(dòng)控制思路相悖的腹鰭呢?有可能這是米格 1.44 的影響,這是可動(dòng)腹鰭,用于大迎角時(shí)的主動(dòng)控制,或者這只是四代技術(shù)驗(yàn)證機(jī)階段的過(guò)渡措施,作為減小面積垂尾的保險(xiǎn)。