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晨枫:法国人这个“五代机”模型 认真吗?
关键字: 战斗机法国第五代战斗机德国
土耳其、韩国、印度的气动设计功力有限,采用相对简单的加莱特顺理成章。苏-57的气动设计水平一言难尽,但“隐身化深度大改苏-27”的称谓不是没有道理的,带大边条的中央升力体决定了不可能采用真正的加莱特。美国大三的想象图当然不见得可靠,但这至少说明DSI在“白科技”领域里已经是隐身时代“公认”的主流设计。达索NGF依然采用加莱特,不见得是达索不明白DSI的优点甚或基本原理,而可能是缺乏超算这样的利器或者风洞数据?真相只有等日后解密了。
但NGF是采用前机体预压缩的,前机体下侧面清楚地把进气气流“导向”进气口,仰视的时候有“尖锐化的洋葱头”的感觉。达索“阵风”也采用了预压缩,比较NGF与“阵风”,可以清楚地看到两者之间的渊源。但NGF的预压缩设计更加先进。从前下方看,预压缩面从机头到进气口先凹后凸,可能揭示了多波系预压缩的特点,这比从F-16到F-22的简单预压缩更加先进。这是首创。
NGF的另一个首创是在偏航方向使用二维推力转向,这可以从左右方向上“捏扁”的喷口看出。F-22首先在俯仰方向使用推力转向,这容易从上下方向上压扁的左右发动机喷口看出。二维(矩形)转向喷口的技术难度比轴对称(圆形)转向喷口更高,后者还能在俯仰和偏航之间任意转向,但二维喷口的隐身更好,尤其是转向更加迅捷,这使得二维喷口更加适合作为主要飞控手段。
F-22具有传统的“四平面”尾翼,二维喷口的控制作用只有在过失速和超音速机动时必要。NGF没有垂尾,二维喷口的偏航控制就是时时刻刻都必要了。这也是NGF敢于取消垂尾的关键。
偏航指飞机的指向与飞行方向在左右方向上的偏差。偏航控制不是用于转弯的,而是用来维持飞机指向与飞行方向一致的,正式说法是维持方向安定性。发生偏航时,飞机向一侧偏转,外侧机翼相对空气的相对速度增加,内侧则降低,造成两侧的升力不对称,可能引起意外横滚,严重的话可以导致失控。
通过这个简单的模型,很多问题都还没有办法进一步解读,法国未来究竟怎么发展这种战斗机呢?还不清楚
最兴奋的倒是印度媒体:FGFA有希望啦!
传统上,偏航由垂尾控制。较大面积的垂尾向箭羽一样,维持方向安定性。垂尾后缘的方向舵进一步增加偏航控制的微调能力。但用方向舵转弯是不妥的,至少这是很低效的手段。真正的转弯是通过一定程度的侧滚,利用升力的侧向分量实现的。
B-2也没有垂尾,而使用差动副翼实现偏航控制。也就是说,在任何时候,两侧靠近翼尖的副翼和上翼面扰流板都适度打开,靠两侧开度不同造成的阻力差异来控制偏航。这不仅增加阻力,也损害隐身。NGF用二维喷管实现偏航控制是另一个首创,可望解决B-2模式的阻力和隐身问题,但二维喷管用于偏航控制的灵敏度和长期连续动作对可靠性的影响还有待观察。
NGF的横向二维喷管也意味着达索不把超巡和过失速机动放在特别重要的位置,NGF的机翼形状也不适宜超巡。超巡不仅是推力和减阻的问题,更是机动性的问题。激波使得尾翼处于低压区内,气动控制效率大减,所以早期超音速战斗机只有简单地增加垂尾面积和采用全动平尾来补偿。过失速的情况异曲同工,也是因为传统尾翼处于机翼和中央升力体背面的低压区而极大降低气动控制效率。
F-22用高大的垂尾补偿偏航控制,二维喷管补偿俯仰控制;歼-20用全动垂尾补偿偏航控制,用受激波或者机翼影响较小的远耦合鸭翼补偿俯仰控制。NGF只有横向二维喷管补偿偏航控制,缺乏有效手段补偿俯仰控制,因此即使从气动控制上来说,也不适宜超巡或者过失速机动。
但NGF机翼的内段前缘从加莱特进气口继续延伸一段后,才转入大后掠的中段和小后掠的外段,不排除内段延伸段有可动的前缘襟翼的可能,这将产生近似鸭翼的作用,但效果较低,也没有了鸭翼与机翼之间的有利耦合作用。前缘中段和外段也容易配置前缘襟翼。内段前缘襟翼、常规前缘襟翼与巨大的翼面积和同样巨大的后缘控制面配合,意味着NGF依然拥有优秀的常规机动性。
NGF那样的二维喷管与F-22相比,可能还有改善红外隐身的作用。在水平侧向上,NGF的两个喷管尾流互相遮挡,敌机只能“看到”其中之一。在俯仰方向上虽然能同时“看到”两条,但都是压扁的,红外特征削弱了。相比之下,在水平侧向上,F-22的尾流只能“看到”一条而且是压扁的,但在俯仰方向上能“看到”两条而且是宽大的。但二维喷管的作用之一就是加强喷流与环境空气的混合,两种方式红外特征的实际差别可能并不大。
取消了垂尾,又具有特别平坦的机腹,使得NGF拥有超常的隐身性能。配合以优秀的机动性,使得NGF标榜第五代战斗机有了点底气。但到现在,公布的NGF信息只有一个缩比模型,发动机、武器、航电方面的信息都很缺乏,项目投资、时间表更是语焉不详。与NGF一同展出的还有酷似“神经元”的无人作战飞机模型,清楚地显示了达索NGF只是FCAS一部分,NGF从一开始就是按照有人-无人组队作战设计的。
无人作战飞机很抓眼球,但有人战斗机才代表战斗机科技的最高水平。NGF是一个雄心勃勃的计划,但也是一个遥远的计划。这或许寄托了21世纪法国乃至欧洲(至少是大陆欧洲)战斗机的希望,不管最终结局如何,很是值得关注。
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- 最后更新: 2018-11-01 08:45:52
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