巅峰高地|歼-20玩转脱体涡流,国产风洞群大显身手!F-22也来凑热闹( 二 )


歼-10战斗机就曾多次现身FL-13低速风洞 , 该型风洞试验段尺寸宽8米、高6米、长15米 , 能够进行飞行器大迎角试验、颤振试验 , 甚至长征七号、长征五号等多型运载火箭的地面风载试验也在这里进行 。
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长征五号地面风载试验
得益于充分的风洞试验 , 加上设计人员的匠心独具 , 以及我国工业水平的大幅度提高 , 布局一系列先手棋的歼-20战机才能这么顺利地进入现役装备序列 。
天下武功 , 唯快不破 , 速度就是歼-20布局的一个先手棋 。 超音速巡航是四代机典型特征之一 , 关于该机能否进行超音速巡航一直以来是人们讨论的热门话题 。
动力强劲板砖也能上天 , 动力不足 , 气动来补 , 这句话常常被拿来形容战斗机的设计研发工作 , 但是为什么不可以让气动与动力二者兼得?歼-20对此作出了自己的创新 。
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歼-20最大速度2.5马赫
在2018年8月出炉的《军人一分钟》官方宣传视频中首次披露 , 歼-20时速可达3120公里 , 换算成音速就是2.7马赫 , 实际上是视频编辑错误地计算高空与低空的音速数值 , 纠错后的数据显示歼-20依然可以达到2.5马赫 , 与之对比配置F-119四代涡扇发动机的F-22猛禽战斗机最大速度也仅有2.25马赫 。
气动布局的优势显而易见 , 从俯视角度看歼-20对比F-22、苏-57等战机 , 机身显得更加修长 , 使其机身横截面积更小超音速飞行阻力更低 。
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歼-20机身比例更为修长
飞行员张昊曾这样形容歼20 , 我们这个歼-20战机机动能力特别好 , 这个飞机我们当时就形容 , 就叫静如处子动如脱兔 , 就是在亚音速下也不错 , 一进了超音速就是它的天下了 。
简而言之就是歼-20在兼顾亚跨音速机动的同时有很强的超音速机动能力 , 但是细长机身条件下如何获得足够升力从而实现灵活机动呢?
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飞行员张昊点评歼-20
总师杨伟表示 , 通过歼-20的研制我们引领了技术发展 , 在世界上独创了歼20的升力体边条鸭式布局 , 使得飞机既有很好的隐身性能 , 又有很强的超音速和机动飞行能力 。
飞机进行超音速飞行时升力中心后移 , 而机身重心不变 , 因此产生一个向上仰起的抬头力矩 , 传统布局飞机通过水平尾翼进行超音速配平的阻力更大 , 而鸭式布局将水平尾翼前置部署 , 可以更轻松地完成超音速升力中心与重心的配平 , 这就是歼-20选择鸭翼的需求出发点 。
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鸭翼的超音速配平阻力更小
传统鸭式布局前翼安装位置通常高于主翼 , 目的是为了利用鸭翼脱体涡流提高升力系数 , 从而增强静不稳定性 , 提高飞机的控制能力 。
但对于四代机而言这套增升措施显然就不够了 , 因为后者不仅要有较强的亚跨音速升阻比 , 也要有更强的超音速飞行性能 , 通俗点说就是兼顾速度与机动两大矛盾性需求 。
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歼-10鸭翼位置高于主翼
歼-20采用基于翼身融合的上单翼 , 使其与鸭翼处于同一水平位置 , 从而形成升力体布局 , 但如此一来会弱化鸭翼的增升效果 , 怎么办?
位于鸭翼与机翼之间的边条翼就是关键 , 三大翼面合力形成了一种独特的升力体构型 , 这样一来整机升力系数不仅大大优于传统翼身融合布局飞机 , 也优于传统鸭式布局 。


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