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殲20的超機動:遠距耦合鴨式佈局和全動尾翼帶來的超能力

在所有隱身戰機中, 殲20和T50(現在應該叫它蘇57了, 沒辦法, 真還不適應)是最注重機動能力的兩款戰機。 但是, T50的超機動可以通過三維向量發動機和強大的推力來實現, 殲20則就比較悲催了:既無推力向量, 也無足夠的推力, 而還是所有五代機中重量最大的。 沒辦法, 只能從氣動上來彌補了。

蘇27的機動能力無疑是很強悍的, 但是也存在瞬間指向能力差, 滾轉能力幾乎是三代機中墊底的存在。 由於T50的機身更扁、發動機間距更寬, 蘇27的這些問題在T50身上更加突出。 不過好在, 向量發動機的存在彌補了這方面的不足。 針對蘇27的不足, 這之後發展的三代機鷹獅、颱風、陣風、殲10、甚至五代機戰機殲20都採用了鴨式佈局。 可以說, 近年來開發的戰機, 除了肥點F35, 都是沖著蘇27的缺點去的。

雖然這些戰機都採用了鴨式佈局, 但是又存在很大的不同。 其中, 陣風和鷹獅戰機採用了近距耦合鴨式佈局;殲10採用的是中距耦合鴨式佈局;而颱風和殲20戰機則採用了遠距耦合鴨式佈局。

這三種不同樣式的鴨式佈局都具有增加升力、提升大迎角操縱能力的特點, 但是, 在具體性能上還是存在差異的。 其中, 遠距耦合鴨翼因為鴨翼安裝角度大於主翼安裝角,

使得鴨翼比主翼更早失速。 這種佈局除了增加升力、配平阻力小的優點外, 還防止了飛機進入失速尾旋。 這對作戰飛機特別是隱身戰鬥機十分重要。

由於強調超機動性, 大迎角飛行成為了可行的作戰模式, 因此, 隱身戰機在空戰過程中存在更多因誤操作機動陷入尾旋的危險。

這不僅威脅飛行安全, 更是直接降低了作戰時的生存率。 遠距耦合佈局在提升機動性的同時, 也降低了尾旋風險, 這對隱身戰機的大迎角機動飛行是至關重要的。

殲20為了超機動能力在氣動上另一項重要設計是全動尾翼。

傳統上, 戰機的方向舵一般採用垂尾安定面鉸接可動方向舵的設計。 這種設計方式對材料、飛控的要求都較低, 但確致戰機的機動性受制於穩定性的尷尬境地(這也沒辦法, 機動性和穩定性本來就是一對矛盾), 對實現戰機的超機動性帶來了不利影響。

全動垂尾的設計使得戰機的垂尾安定面和控制面實現一體化, 整個垂尾要同時具有安定面與控制面的雙重作用。 這樣設計存在的好處是同時增加了安定面與控制面的面積, 並減輕了戰機的結構死重。 前面, 殲20和T50都採用了這種設計方式。

這種設計方式雖然存在諸多優點,但是,缺點則是難於兼顧穩定和機動調節,操縱稍有不慎便容易導致因失控,造成的飛行事故。因此,全動垂尾對戰機的飛行控制系統有著極高的要求。為了提高機動能力,殲20採用了全動垂尾設計和全動鴨翼相配合的方式。從公佈的一些列視頻中可以看出,殲20垂尾和鴨翼的偏轉速度和偏轉角度都相當大,證明了其全技術的成熟度。

另外,殲20更進一步還採用了更加先進的差動垂尾技術。這種技術在全動垂尾基礎上實現了兩個垂尾向不同方向偏轉的運動。這種差動設計提高了戰機的橫向操縱性,減小飛行盤旋半徑,對提升水準機動性有顯著效果。

基於以上這些氣動設計,殲20在推力相對不足的情況下,實現了不弱的機動能力。我們有理由相信,當殲20換裝了推力更大,具有推力向量技術的渦扇15之後,其機動能力一定是隱身戰機最強的存在。

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這種設計方式雖然存在諸多優點,但是,缺點則是難於兼顧穩定和機動調節,操縱稍有不慎便容易導致因失控,造成的飛行事故。因此,全動垂尾對戰機的飛行控制系統有著極高的要求。為了提高機動能力,殲20採用了全動垂尾設計和全動鴨翼相配合的方式。從公佈的一些列視頻中可以看出,殲20垂尾和鴨翼的偏轉速度和偏轉角度都相當大,證明了其全技術的成熟度。

另外,殲20更進一步還採用了更加先進的差動垂尾技術。這種技術在全動垂尾基礎上實現了兩個垂尾向不同方向偏轉的運動。這種差動設計提高了戰機的橫向操縱性,減小飛行盤旋半徑,對提升水準機動性有顯著效果。

基於以上這些氣動設計,殲20在推力相對不足的情況下,實現了不弱的機動能力。我們有理由相信,當殲20換裝了推力更大,具有推力向量技術的渦扇15之後,其機動能力一定是隱身戰機最強的存在。

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