全球第五代战机，为什么就歼20采用鸭翼？独创设计，美国也将采用
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在第五代战斗机中 ， 只有歼20是独一无二的设计 ， 因为采用了鸭式前翼设计 ， 很多人认为 ， 歼20机头有对鸭翼 ， 不仅影响隐身 ， 而且还会增加飞行阻力 。
但实际上 ， 鸭式前翼设计是歼20最大的创新与黑科技之一 。
什么是鸭翼布局
战斗机一般来说 ， 存在3种气动布局 ， 自莱特兄弟发明第一架飞机后 ， 设计师通常将飞机的水平、垂直尾翼设计在机翼后方 ， 这种布局一直沿用至今 ， 称为常规气动布局 。
三翼面气动布局是在常规气动布局基础上加装了一副前置翼 。 这种气动布局最早出现在上世纪60年代初 ， 米高扬设计局用米格-21战机改型成E-8试验机 ， 这便是三翼面气动布局 。
在常规气动布局的基础上 ， 把位于机翼后方的水平尾翼移到机翼前方 。 飞机外观很像飞起来的鸭子 ， 故被称为鸭式气动布局 ， 前置翼也被称为鸭翼 。
【全球第五代战机，为什么就歼20采用鸭翼？独创设计，美国也将采用】早在第二次世界大战之前 ， 苏联设计师发现鸭式气动布局可以用较小翼面达到较好的操纵效能——鸭翼和机翼可以同时产生升力 ， 水平尾翼在平衡力矩时可以产生负升力 。 在大迎角飞行状态下 ， 鸭翼只需减少升力即可产生低头力矩 ， 从而有效抑制飞机过度抬头的现象发生 。
简而言之 ， 使用鸭式气动布局可以提高飞机在大迎角飞行状态下的升阻比 ， 节省发动机推力 。 因此 ， 鸭式气动布局是一种十分适合超声速飞行的气动布局 。
但它的控制难度也相应增加 ， 需要先进的飞行控制系统提供支持 ， 因为技术难度较高 ， 导致早期尝试该类设计的战机在飞行过程中不太稳定 ， 所以二战及之后的很多国家基本都采用了正常布局 。 直到60年代 ， 美国XB-70女武神轰炸机率先实现突破 ， 证明了鸭式前翼设计具备更好的操纵性 ， 当然 ， 前提是技术水平要达标 。
只有在航空技术高度发达和对涡干扰机理有了深入研究的基础上并经历从无尾固定鸭翼到全动鸭翼的渐进 ， 才能够彻底掌握鸭式布局飞机 。
歼20鸭翼有何特别
歼20的鸭翼不是普通的鸭翼 ， 而是升力体边条翼鸭式布局 ， 第五代战斗机除了具备近代先进战斗机的中低空机动性外 ， 还要具备超声速巡航能力 ， 以及过失速等非常规机动能力;同时 ， 隐身特性也是一个需要重点考虑的因素 ， 因此 ， 其气动布局 ， 要在满足外形隐身约束条件的前提下 ， 尽可能降低其超声速阻力 ， 改善最大升力特性和大迎角下的稳定性、控制性 ， 同时兼顾亚跨声速升阻特性 。
升力体边条翼鸭式布局的研制解决了三个技术关键:一是鸭翼和中等后掠角、中等展弦比机翼之间的气动耦合问题;二是鸭翼、机翼前边条和机翼脱体涡之间的耦合问题;三是鸭式布局采用翼身升力体的得失问题 。
中国研究人员经过多次研究发现同时采用鸭翼和机翼前边条不仅保持了分别使用两种增升装置时的增升效果还可以得到更高的升力系数 。 这说明在鸭翼、前边条和机翼三者之间产生了某种有利的耦合作用 。 翼身融合的升力体布局可以利用机身产生升力并以较小的阻力代价增加内部容积、改善隐身特性 。
在采用鸭翼的情况下 ， 歼-20翻转鸭翼90度的动作 ， 以及垂直尾翼大角度翻转的动作 ， 美国目前没有任何一款战机能做到 。 美军现役的F-22和F-35 ， 降落时垂直尾翼对转下偏、水平尾翼同时上偏 ， 以此达到减速效果；但是它们的垂直尾翼都是常规方向舵设计 ， 偏转角度有限 ， 一般无法超过40度 ， 水平尾翼下偏角度也有限 ， 气动减速效果远不如90度翻转的鸭翼 。
这是中国的独创设计 ， 目的是通过全新的气动布局 ， 以弥补我们在发动机方面的劣势 ， 找到以上各设计点的最优化 。 所以歼-20才采用了此种气动布局 ， 鸭翼只是这种气动布局的一个组成部分 。
美国未来战机也将采用鸭翼
之所以会有朋友质疑 ， 歼20的鸭翼影响了其隐身性能 ， 是因为美国人他们自己已经淘汰了鸭翼 ， 他们认为鸭翼布局十分影响飞机的隐身性能 ， 所以十分看不起战斗机的鸭翼设计 。 隐身时代的到来使得战斗机的隐身能力成为评价一架战斗机优秀与否的重要标准 ， 美国人甚至说过这样一句话：“鸭翼最好装在敌人的飞机上” 。
但事实上 ， 歼20在设计之初 ， 最先考虑的就是隐身性能 ， 大航程 ， 突出超音速机动性能 ， 高度信息化、全向威胁感知能力和强化过的多频谱隐身能力 ， 可以说是歼20的特色与优势 ， 这也是为什么会采用升力体边条翼鸭式布局的原因 ，
事实上 ， 美国的第五代战机最令人称道的从来不是气动布局 ， 美国人自己都认为自己的常规气动布局已经不符合时代 ， 之所以F22和F23采用尾翼 ， 是因为几十年来 ， 美国的飞机都是尾翼设计 ， 他在这块经验丰富 ， 理解非常深 ， 这是他的强项 。 美国必然要选自己的强项去发展 。 通常情况下 ， 有了尾翼不用再安鸭翼 ， 有了鸭翼不用再安尾翼 ， 这是二选一的事 ， 美国必然要选自己拿手的 。
而美国之所以吐槽鸭翼 ， 是因为自己在鸭翼的技术积累上比较薄弱 ， 但是美国自己的第六代战斗机 ， 也将采用鸭翼的设计 ， 美国公布的第六代战机概念图 ， 采用了与歼-20极为相似的鸭翼布局以及全动尾翼设计 ， 可以说狠狠地打了一些人的脸 。
总结来说 ， 歼-20的气动设计是汇聚了无数军工人心血 ， 上万次的风洞试验和仿真模拟 ， 上千次实机试~飞 ， 从1965年设计的歼9一路走来的结晶中的精品 ， 代表着世界歼击机气动设计的先进水平 。
在先进的全向传感器和体系化作战的数据链的支持下 ， 配合目前世界上动力性能最好的远程空空导弹9 ， 再加.上优异的高速性能歼20很可能是世界上BVR能力最强的战斗机 ， 其中优异的气动设计功不可没 。
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