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沈飞新方案:小边条钻石机头+可变体V尾+二元矢量喷管

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周末送大礼,给大家一个重磅设计方案。

二无矢量喷管,会是六代机的选择吗

先说说二元矢量发动机的问题。

目前中国已经在歼-10B上实现了轴对称矢量发动机的工程应用,歼-10B推力矢量技术验证机在2018年珠海航展上进行了“落叶飘”“眼镜蛇”等一连串典型过失速机动飞行动作,引得现场观众阵阵惊呼。这架歼-10B推力矢量技术验证机也创造了一个世界第一,即目前世界上唯一一架能够完成眼镜蛇机动的鸭式布局单发战机。

但是,目前无论是成飞还是沈飞,都对二元矢量发动机情有独钟,歼-20首飞试飞员李刚甚至说歼-20的后期改型都可能采用二元矢量喷管。如果歼-20的后期改型采用二元矢量喷管的话,那么歼-35的后期改型估计也会改为二元矢量喷管。

那么,WS-15和WS-19会采用二元矢量喷管吗?

关于二元矢量发动机,珠海航展上曾展示过相关的模型,这里就不详细说了。

今天要跟大家介绍的,是沈飞的一款新战机设计方案,而这个方案,也采用了二元矢量喷管,所以,中国未来的六代机,采用二元矢量喷管的概率很大。

这是沈飞的一款新战机示意图,一看就类似于美国F-22的深埋式二元矢量喷管。这种喷管与气动布局完美结合,红外隐身性能最佳。

沈飞的创新,可变体V尾的三种状态

除了二元矢量喷管之外,沈飞的这款新战机,在气动布局上还有所创新,即采用了小边条钻石机头和可变体V尾。

关于小边条钻石机头,一看上面的示意图就能明白,重点在于可变体V尾。

在上一篇关于沈飞新战机的文章《歼-35之后,沈飞第六代隐身舰载机预研方案曝光》中,也提到了可变体V尾,不过,今天要说的这个沈飞新设计方案,可变体V尾则更进一步,还可向下折叠。

这里先说一下沈飞设计师的设计理念:

无尾布局的飞机,在巡航时不易被探测,但机动能力受限,在起降时航向安定度差;而有尾布局的飞机,具有较强的机动能力,在起降时具有较好的航向安定度,但在巡航时易被探测。

所以,沈飞设计师就设计了这么一款可以在无尾布局和有尾布局之间切换的新方案,这里面的关键就在于这个可变体的V尾。

下面,我们结合示意图,详细介绍一下这款沈飞的新机方案。

这是示意图,其中数字1代表主翼,数字2代表机身,数字3代表V尾,数字4代表主翼后缘操纵舵,数字5代表尾翼后缘操纵舵。

机身按照面积律修型设计,前体采用小边条钻石形截面,后体采用一体化设计的二元矢量喷管。两个主翼采用小展弦比、中等后掠角的双三角翼或翼身融合布局形式,以提升飞机的气动性能,以及使飞机不易被探测到。

这里要重点强调一下,主翼翼根后缘与机身之间具有缺口;可变体V尾的翼根前缘对应铰接在机身的一侧,可向上折叠,即V尾相对于机身向上折叠,也可向下折叠,即V尾相对于机身向下折叠,也可以放平,即V尾与机身水平,这里要注意,其前缘部位在对应的缺口中放平,这个缺口,指的就是前面说到的主翼翼根后缘与机身之间具有缺口。V尾放平之后,正好填补这个缺口,于是整体就变成了无尾布局。

复杂操纵,可变体V尾与主翼的配合

由于可动翼面较多,所以沈飞的这种新方案在操纵上比较复杂:

1、在飞机起降时,设置两个V尾处于向上折叠状态,可保证飞机的航向安定度。

这时:以两对主翼后缘操纵舵非对称上偏下偏,对飞机进行横向操纵;以两对主翼后缘操纵舵4对称上偏或下偏,对飞机进行纵向操纵;以两个V尾后缘操纵舵同步左偏或右偏,对飞机进行航向操纵,由于两个V尾后缘操纵舵在飞机上的位置相对靠后,操纵力臂较长,可取得较好的航向增稳及其操纵效果,此外,可减小耦合不利翻滚,以及释放其他舵面的操纵效能。

2、在飞机巡航时,设置两个V尾处于放平状态,两个V尾与机身水平,前缘部位在对应的缺口中放平,与对应的主翼融为一体,类似于蝴蝶翅膀,可使飞机不易被探测到,且不会破坏飞机的气动外形,能够保证飞机的巡航能力。

这时:以两对主翼后缘操纵舵4非对称上偏、下偏,对飞机进行横向操纵;以每对主翼后缘操纵舵中位于外侧的上偏、位于内侧的下偏,对飞机进行航向操纵;以两个V尾后缘操纵舵同步上偏或下偏,对飞机进行纵向操纵,由于两个V尾后缘操纵舵在飞机上的位置相对靠后,操纵力臂较长,可取得较好的纵向增温及其操纵效果。

3、在飞机机动时,设置两个V尾处于向下折叠状态,此时不会有剐蹭到地面的问题,可改善飞机的气动性能,保证飞机的航向安定度,使飞机具有较强的机动能力。

这时:以两对主翼后缘操纵舵4非对称上偏、下偏,对飞机进行横向操纵;以两对主翼后缘操纵舵对称上偏或下偏,对飞机进行纵向操纵。以两个V尾后缘操纵舵同步左偏或右偏,对飞机进行航向操纵,由于两个V尾后缘操纵舵在飞机上的位置相对靠后,操纵力臂较长,可取得较好的航向增稳及其操纵效果,并能够减小耦合不利翻滚,以及释放其他舵面的操纵效能。此外,在飞机机动时,两个V尾处于向下折叠状态,可避开主翼洗流的影响,能够有效提高V尾后缘操纵舵的操纵效率,增大使用迎角,进一步提高飞机的机动能力。

【04】

未来六代机,沈飞成飞谁将胜出

在五代机的竞标中,沈飞当年搞的是一种三翼面布局方案,代号“雪鸮”。

据说这是空军航空开放活动上出现的“雪鹄”模型。

这是“雪鹄”的概念图,据说尺寸比歼-20要稍大。

这是“雪鹄”飞行想象图。

从技术的角度讲,沈飞的方案和成飞的方案,应该都满足了当时空军提出的战术指标的要求,而且都具备4S能力(隐身、超机动、超态势感知和超巡),只是空军在最后的权衡中选择了成飞的方案,也就是我们现在看到的歼-20。

如果我是当时的空军抉择者,我也会选择成飞的方案,原因很简单:双翼面布局就能满足要求,为啥要选三翼面布局?

不过,后来沈飞在海军的隐身舰载机项目中获胜,也就是现在我们所说的歼-35,总算是扳回一局,要不这老大哥的面子往哪儿放呀!

那么,在今后的六代机选型中,沈飞和成飞,谁又会获胜呢?该不会又是空军项目成飞胜出,海军项目沈飞胜出吧!

我们拭目以待!

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