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歼20在设计上有什么特别之处,为什么感觉机身很长,不协调?
飞机想要漂亮,就要把***翘起来。但飞机设计肯定不是为了漂亮,他要符合设计用途,寻求最佳设计思路。
J-20的主要设计目标有三个:
一是隐身。隐身就需要飞机表面越平滑越好,兼顾整体的几何面追求最少的电磁波反射方向,所以J-20表面不能有多余的起伏。J-20尾部如果抬高10度马上就会变得很有韵味,但腹部和背部就会出现多余的反射面,不利于隐身,所以必须舍去可能的美感,让他的侧面线条显得平直呆板,给人机体过长的印象。
二是高速。空气动力学要求高速飞行需要细长的外形,需要尽量小的飞行阻力和尽可能高的气动升力。J-20的机头-鸭翼-主翼连线形成一个锐角三角形,典型的为超音速飞行进行的优化设计。飞机的气动中心是随着速度变化的,机体短,就意味着用于平衡飞行姿态的力矩短,导致高速飞行时姿态不稳定难于控制。故而美式四代机都尽量把平尾向后延伸加大力臂长度,但即便如此仍然不够用,F-22还需要推力矢量系统加入到平衡作用中;F-35干脆放弃了高速飞行能力。毛子的T-50也照顾了超音速性能,但宽大的尾部造成的阻力较大,小平尾更需要矢量推力来补充平衡力。J-20舒展的外形没有这样的烦恼,机体更细、表面更平直、鸭翼在前提供的超音速飞行力臂更长,鸭翼和主翼同时提供升力而不是像尾翼那样卸载生力,超音速性能更加出色。即便没有推力矢量,J-20的升力也比F-22大30%以上,极限速度超过F-22 20%以上。就算现在用的是三代发动机,也能实现超音速巡航,超音速性能基本跟F-22比肩,只是持续能力差一些。另外机体长还能平滑S型进气道的几何过渡,减少进气道进气损失,再加上没有矢量喷口的动力损失,动力效率更高。当然相应的亚音速机动能力会弱一些,比起F-22和T-50会有差距。不过J-20的设计目标就是依靠隐身和高速进行掠袭,进行亚音速缠斗的可能性微乎其微。而且将来配备推力矢量就能弥补这一块的相对短板。所以J-20可以说:我的侧面细长不太好看,但我飞得快,没人能比。
歼20修长的机身既提高了超音速性能,也提高了内油装载量,但是却对机动性能造成不利影响。
作为我国第一款隐身战斗机,歼20自然是众星捧月,在服役后也逐渐展示了自己强大的威力。但是也有一些军迷认为歼20颜值较低,尤其是机身很长,比例失调。
颜值高低很大程度上是主观审美问题,但是说歼20机身很长,那么则是客观情况,歼20是目前所有意思隐身战斗机中机体最长、体型最大的一个。
这张图在细节上有待商榷之处,但是却毫无疑问的指出了一个事实:歼20确实是机身最长的隐身战斗机。虽然歼20的具体参数尚未解密,但是通过公开资料对比,歼20机身长度在20.3米左右,比F22长了近1.5米。
而歼20***用的全动垂尾面积较小,在机身侧面的观感中也确实显得机身较长。
歼20修长的机身其实并不算什么坏事,首先修长的机身可以减低超音速飞行时的阻力特性,而突出超音速性能是歼20在气动设计时的重点,这对超视距空战非常有利。在发动机尚不给力的情况下,歼20只能在气动布局方面进行突破,以获得优秀的超音速机动性能。
实际上提高机身的长宽比是很多飞机在追求超音速性能时普遍***用的气动选择,比如我国著名的人操火箭、以高速性能著称的歼8系列。
另外歼20较长的机身使得机体空间较大,为提高内部载油量以及加装更多的航电、内置武器提供了更好的条件。歼20内油量超过10吨,是目前战术飞机中最高的,这赋予了歼20优异的载荷航程性能,使得歼20具备较强的远程打击能力,避免了F22“腿短”的尴尬。
当然,歼20较长的机身在带来较好的超音速性能和较大的内油量的同时,也有不可避免的缺陷,比如较长的机身必然限制了歼20在跨音速区间的机动性能,使得当前阶段歼20的整体机动性能与典型三代机相当,与F22、苏57差距明显。
总之,飞机设计就是一个有舍有得、权衡利弊的过程,为了获得一种能力就得舍弃另一种性能,尤其是在整体水平还不够强的情况。在发动机性能不理想的情况下,歼20为了获得较强的超音速性能和载荷航程性能而***用较长、较大的机身,是从我国自身需求和能力出发,在权衡、取舍之下利大于弊的合理选择。
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