纵观中国海军/空军的战斗机,它们大多采用了鸭翼的气动布局,先进如歼-20这般,也少不了鸭翼的加持。而今天我们要聊的,是我国首款舰载战斗机——歼-15战斗机,它为何也会有鸭翼的气动布局呢?
我们先说历史背景:当年中国历经千辛万苦,终于从乌克兰把瓦良格号航母拖回了大连,计划将其继续建造升级,成为中国的首艘航母。但缺少舰载机的航母,就如同花瓶一般,因此,沈飞就以瓦良格号搭配的舰载机苏-33为原型,并融合歼-11B的技术,研制出了歼-15舰载机。
由此看出,歼15的设计初衷,是为配合辽宁舰航母使用的。那么,辽宁舰是如何影响歼15的机翼设计?
与陆上战斗机最大的区别,就是舰载机要求在甲板长度有限的航母上起飞。辽宁舰甲板上供歼15起飞的短起飞跑道长仅有105米,仅占陆地跑道的十分之一。这就给歼15的起飞提出了很高的要求:增强升高能力、缩短起飞距离,实现迅速起飞。
与此同时,在航母上降落比起飞困难得多,而且战机发动机的尾焰对甲板侵蚀极大,降落产生的巨大冲力也会破坏甲板,因此除了依靠拦阻索辅助舰载机降落之外,也要求战机自身降落时拥有出色的缓冲能力。
其次,歼-15作为一款重型舰载机,它的最大起飞重量约为33吨,这对机身动力系统的推力要求相当高,因此舰载机本身的机型设计,要有利于起飞时迅速冲天,降落时不能触舰过猛。
综上,在常用的几种机翼布局中,采用鸭翼的设计是最佳选择。原因如下:
1、从阿基米德杠杆原理来说:鸭翼的位置在飞机重心前方,在起飞时较低推动力情况下,鸭翼产生正偏转,以正升力让机头抬升。
2、从牛顿力学角度来说:鸭翼设计的机型,可以通过较小的机翼升力,获得全机的较大升力,利于降低飞机在结构上的重量。
3、从空气动力学来说:鸭翼可以在主翼上方产生涡流,不仅能助力起飞时的滑跃起飞,也有助于大迎角飞行时提升飞机速度的稳定性,在降落时还能在一定程度上降低着舰速度。
4、从机身设计角度来说:鸭翼使机身整体设计设计更紧凑,在减少舰载机体积的情况下,同时实现负载量大、航程大的需求。
纵观全球,能造航空母舰的国家屈指可数,不仅仅是因为航母难造,更因为配套使用的舰载机难造。中国建造辽宁舰配载使用的舰载机歼15,是综合考虑了使用需求、技术难点,才采用了小鸭翼的机翼设计。国内首款舰载机歼15的顺利起降,也彰显了中国在国防军事力量上的大国实力。
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