最近關于南北第六代戰斗機的試飛畫面越來越多,關于其氣動布局設計的理念也逐漸清晰了起來。這其中,北六代戰斗機憑借獨特的“蘭姆達翼”,更是吸引了眾多分析。目前,有關其氣動設計的特點和優勢逐漸理清,一個未來的“氣動之魔”已經顯現了真身……
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北六代戰斗機最大的特點就在于那個標志性的“蘭姆達翼”,而就是這個蘭姆達翼,讓北六代成為了兼顧高速和低速操控性、兼顧機動和隱身的“大師級”設計,甚至未來登上航空母艦都沒有什么難度。一般而言,我們把機翼靠近機體的部分稱為“內翼段”,靠近翼尖的部分稱為“外翼段”;蘭姆達翼就可以明確的被分為內外兩個翼段,他們各不相同。很多人都只知道蘭姆達翼對于隱身的貢獻,卻都忽視了蘭姆達翼對于機動性和操控性的貢獻。
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就北六代的蘭姆達翼來說,由于采用了內翼段后緣前掠設計,因此給外翼段撐起機翼面積留下了空間。我們可以很明顯的發現,北六代的外翼段前后緣之間的寬度(一般稱為弦長,為了方便理解使用“前后緣間寬度”的說法)較大,機翼在延伸到翼尖后,翼面積并沒有明顯的縮小,這就是蘭姆達翼帶來的優勢。要知道,傳統的三角翼設計,機翼從內側的翼根到外側的翼尖,翼面積會有急劇的降低;而北六代就不同了,它的翼尖部分,面積很大。這有什么好處呢?
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首先,就是把機翼的升力更加均勻的分布在機翼的內外兩側。傳統三角翼,機翼根部的弦長(機翼前后緣之間的寬度)很大,并且到翼尖部分出現急劇的翼面積下降,因此飛機產生的升力更多的集中于機翼的內側部分,這本沒有問題,畢竟傳統飛機的垂直尾翼也位于中心線上,在升力貢獻最大的中軸線上進行飛行姿態操控,是沒有任何問題的。但是,六代戰機沒有了垂直尾翼,如果還把主要的升力放在中軸線和內側,那么對于機動操控是很不利的。
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北六代使用蘭姆達翼后,放大了機翼靠近翼尖部分的面積,也就是外翼段的面積,這就類似于傳統的大展弦比機翼(也就是很長的平直機翼,無論是后掠還是前掠),把升力更為均勻的分散到了機翼的各個部分,尤其是放大了翼尖部分的機翼面積,也就提高了翼尖部分對升力的貢獻度。這就同時提高了機翼尖部的氣動操控貢獻度。于是,北六代戰斗機就順理成章的在翼尖部分設計了全動翼尖,以控制飛機的姿態,也有效的提高了舵效。
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但當戰斗機進入第二代戰斗機時代后,飛機大都使用三角翼,這是為了放大機翼的后掠角度,減少向前高速飛行時的激波阻力(或者可以簡單理解為減少高速飛行時的空氣阻力);同時依靠三角翼內翼段(靠近機身部分的機翼根部)較大的弦長(也就是機翼前緣到后緣的寬度),來做出來一個和機身連接部分更寬大的機翼根部,提高機翼的總體強度,增加高速飛行時的安全性。第3代、第4代、第5代戰斗機也都是這樣,只不過是分別添加了翼身融合、前后緣平行提高隱身性等技術。
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但是進入第六代戰斗機時代后,一方面北六代戰斗機需要高速飛行,需要一個較為寬大的內翼弦長(也就是翼根的寬度)來提高強度;另一方面,北六代戰斗機還需要使用大后掠角度的機翼,以提高高速飛行能力。但是,北六代戰斗機卻因為沒有了垂直尾翼,需要使用其他辦法來提高飛機低速飛行時的操控能力。
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換言之,北六代戰斗機就像是擁有了一副平直細長的大展弦比機翼,但它依靠蘭姆達翼設計,縮短了翼展(左右兩個翼尖之間的距離),沒有影響到機翼的強度。同時,相比于傳統的大展弦比機翼,北六代通過蘭姆達翼的內翼后緣前掠,制造了一個巨大的后部翼面積,通過增加誘導阻力的方式,推動了氣動焦點前移,也同時提高了飛機大仰角低速飛行時的可用翼面積,提高了低速升力,也增強了低速飛行時的穩定性。
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最后,蘭姆達翼還兼顧了隱身性。而這一切,都是依靠一個極為簡約的設計實現的,并沒有過度的附帶其他多余設計和翼面。這就是北六代堪稱“大師級”的氣動設計,它極致簡約,卻極致的復雜;他極致的先進,卻又極致的有效。相信,憑著這一設計,北六代足以稱之為第六代戰斗機時代的“氣動之魔”。
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