關(guān)于美國第六代戰(zhàn)斗機(jī)F-47的爭議還在繼續(xù)中,這幾天爭議的焦點(diǎn)集中到了F-47戰(zhàn)斗機(jī)的氣動設(shè)計(jì)上。畢竟,F(xiàn)-47戰(zhàn)斗機(jī)的氣動設(shè)計(jì),實(shí)在是過于奇怪了,幾乎超過了所有關(guān)于第六代戰(zhàn)斗機(jī)的所有想象:

F-47的外形推測與F4U(圖源:彩虹熊)

比如從這架飛機(jī)的機(jī)翼翼型來看,第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束之后幾乎所有的戰(zhàn)斗機(jī),機(jī)翼基本都是水平方向安裝,沒有或者只有輕微的上反角。而F-47型戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)翼則直接有巨大的上反角度,上反角甚至大于40度。
這讓該機(jī)的機(jī)翼更類似于第二次世界大戰(zhàn)時美國海軍著名的、由錢斯沃爾特公司生產(chǎn)的F4U海盜式戰(zhàn)斗機(jī)采用的海鷗翼。不用說,這外形看起來是又怪異又丑陋。


又比如從F-47戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)首部分設(shè)計(jì)來看,該機(jī)的機(jī)首部分方方正正,目前看不清楚進(jìn)氣道的外形,外界猜測它可能會使用機(jī)腹進(jìn)氣的設(shè)計(jì)。
這個近似于正方形,看起來扁扁的機(jī)首,被人認(rèn)為可能有利于降低超音速速段的升阻比,也就是和咱們的北六機(jī)首設(shè)計(jì)差不多。只不過問題是一樣的,設(shè)計(jì)太怪異了,以至于不少軍迷認(rèn)為,X-32戰(zhàn)斗機(jī)又在波音六代機(jī)上借尸還魂了。

還有這架飛機(jī)是否存在垂直尾翼的爭議,盡管特朗普在自己公開的F-47戰(zhàn)斗機(jī)想象圖上沒有垂直尾翼,但是卻有大佬發(fā)現(xiàn),這架飛機(jī)的想象圖(還是照片?)在垂尾部位,卻莫名其妙地多出了兩部分陰影。
除了垂直尾翼,似乎沒有別的可能性在這里需要多出兩團(tuán)陰影來,再參考NGAD項(xiàng)目推進(jìn)過程中雷神公司的初步方案設(shè)計(jì),有人認(rèn)為美國六代機(jī)搞不好還是有垂尾存在。

當(dāng)然,最讓人繃不住的還是F-47戰(zhàn)斗機(jī)上的鴨翼。這么多年來,西方各路大儒,以及大儒們在國內(nèi)的幫閑都忙著論證鴨翼不隱身了。
從早期美國空軍那句俏皮話——“最好的鴨翼應(yīng)該裝在敵人的飛機(jī)上”(主要是因?yàn)楫?dāng)時對鴨翼增升認(rèn)識不夠,飛控也不行),到各種論證鴨翼因?yàn)榭p隙,所以不具備比較好的低可探測性能……這下,所有的非議都變成回旋鏢,砸回來了。

以至于連西方各路軍事專家一下子都不知道怎么洗了。有人說隨著技術(shù)的發(fā)展,使用透波材料可以確保鴨翼隱身了,有人說既然連老中都用了,那我們老美用好像也沒啥大不了的。
當(dāng)然,最俏皮的還是中國網(wǎng)友,說我們這是鴨翼、美國這是鷹翼,鷹翼比鴨翼高級,所以肯定隱身。說只要是帝國的鴨翼有民主加成,必然隱身!老中的鴨翼嘛,就算了……整活層出不窮。
六代機(jī)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)
F-47戰(zhàn)斗機(jī)怎么就設(shè)計(jì)成了這個德行?各種奇奇怪怪的設(shè)計(jì)都是為何?大伊萬認(rèn)為有這兩個因素:

其一是這次出來的F-47戰(zhàn)斗機(jī),沒準(zhǔn)還有繼續(xù)改進(jìn)的余地。從最近幾年美國幾家主機(jī)廠所流出的NGAD的概念設(shè)計(jì)圖來看,主打一個群賢畢至,什么奇奇怪怪的設(shè)計(jì)都有。
比如最早洛馬公司的方案就出現(xiàn)過類似于我們新一代作戰(zhàn)平臺的大飛翼設(shè)計(jì),據(jù)稱機(jī)體長度高達(dá)73英尺;而2017年雷神公司曾經(jīng)用數(shù)字孿生技術(shù)生成過一個NGAD的概念設(shè)計(jì),看起來跟殲-20戰(zhàn)斗機(jī)蜜汁相似;此外,諸如類似于北六代的概念設(shè)計(jì),甚至類似于無偵-8外形的六代機(jī)概念設(shè)計(jì),在美國NGAD戰(zhàn)斗機(jī)計(jì)劃的發(fā)展史上,也一樣是層出不窮。

以特朗普公開的說法,說波音公司的F-47型戰(zhàn)斗機(jī)從五年前開始首飛技術(shù)驗(yàn)證機(jī),這些所謂的技術(shù)驗(yàn)證機(jī),其實(shí)都不一定是一比一的整機(jī),甚至有可能是縮比模型。目前,雖然這個F-47戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)有了正式的型號編號,但是實(shí)際上簽署的是工程開發(fā)(EMD)合同。
所謂的工程開發(fā)合同,就是飛機(jī)完成了技術(shù)驗(yàn)證,開始制造原型機(jī)。也就是說,現(xiàn)在才剛轉(zhuǎn)入詳細(xì)設(shè)計(jì)階段,項(xiàng)目過程需要詳細(xì)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)發(fā)圖、工藝圖紙、制造原型機(jī)、原型機(jī)首飛……原型機(jī)首飛完畢后,開始量產(chǎn)原型機(jī)的早期生產(chǎn)。
美國空軍和波音公司給特朗普大統(tǒng)領(lǐng)的保證,是2028年保證拿出原型機(jī)來給特朗普獻(xiàn)禮,但現(xiàn)在這飛機(jī)連基本的詳細(xì)設(shè)計(jì)都沒有展開呢。既然還沒有進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),那么在總體構(gòu)型上還有進(jìn)一步完善的余地,沒準(zhǔn)等到飛機(jī)轉(zhuǎn)入詳細(xì)設(shè)計(jì)后,現(xiàn)在出現(xiàn)在想象圖里的這個鴨翼和垂尾就給直接取消了,這也說不定。

第二個因素,咱們就單說波音的這個F-47戰(zhàn)斗機(jī)為何會設(shè)計(jì)的如此奇怪?又是前所未見的海鷗機(jī)翼,又是垂直尾翼……大伊萬認(rèn)為是這樣一個因素,所有的六代機(jī),都面臨著相同的設(shè)計(jì)難題,那就是航向穩(wěn)定性問題。
畢竟,飛機(jī)的航向穩(wěn)定性是需要垂直尾翼和腹鰭來配合的,沒有航向穩(wěn)定性的飛機(jī)在受側(cè)風(fēng)影響的情況下,會出現(xiàn)繞軸滾動或側(cè)滑的不確定狀態(tài)。尤其是在低空突防,或飛機(jī)即將進(jìn)場著陸的情況下,缺乏航向穩(wěn)定性給飛行安全造成的危害較大。所以在第六代戰(zhàn)斗機(jī)上,如何確保飛機(jī)的航向穩(wěn)定堪稱是個難題。

比如我們的新一代作戰(zhàn)平臺,大伊萬傾向于認(rèn)為,它對于飛機(jī)在高空飛行時的航向穩(wěn)定性能,主要靠強(qiáng)大的飛控性能進(jìn)行彌補(bǔ)。同時,靠多個襟副翼差動來自動調(diào)整飛機(jī),因側(cè)風(fēng)導(dǎo)致的繞軸滾轉(zhuǎn)趨勢。至于側(cè)滑趨勢,則可能使用推力矢量發(fā)動機(jī)進(jìn)行彌補(bǔ)。
而在低空低速、尤其是起落階段,則需要飛機(jī)打開位于翼尖兩側(cè)的開縫式襟副翼。從這兩個襟副翼的設(shè)計(jì)來看不僅可以作為減速板使用,它具有一定的傾斜安裝角,某種程度上可以起到垂尾的作用,且位于翼尖部分控制力臂較大,對航向穩(wěn)定性起到的作用較好。

至于我們北方的另外一種新一代作戰(zhàn)平臺,那在確保飛機(jī)航向穩(wěn)定性上做的就更多了,它肯定有推力矢量發(fā)動機(jī),同時在機(jī)身腹部設(shè)計(jì)了一個相當(dāng)大的凹陷。這個凹陷某種意義上,起到了導(dǎo)流槽的作用,也可以提升飛機(jī)的航向穩(wěn)定性。在降落階段,這款新一代作戰(zhàn)平臺使用了激進(jìn)的全動式翼尖起垂尾作用。
顯而易見,第六代戰(zhàn)斗機(jī)的航向穩(wěn)定性問題,對美國來講問題也是一樣的。相比我們使用推力矢量發(fā)動機(jī),高空高速情況下使用飛控控制翼面調(diào)整,低空使用全動式翼尖或者使用開縫式襟副翼調(diào)整,部分機(jī)型機(jī)身腹部設(shè)置導(dǎo)流槽、以犧牲少許低可探測性能來維持其航向穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)取舍。
波音F-47的設(shè)計(jì)
波音公司的做法顯得簡單粗暴了不少,直接使用機(jī)翼上反角安裝,采用類似于海鷗機(jī)翼的設(shè)計(jì)。主翼有了上反角之后,某種程度上飛機(jī)的主翼就可以起到垂直尾翼的航向穩(wěn)定性作用了。同時,在機(jī)身腹部似乎還設(shè)置了一個導(dǎo)流槽(從之前的設(shè)計(jì)概念圖來看)。

至于垂直尾翼,如果F-47戰(zhàn)斗機(jī)確實(shí)存在垂直尾翼的話,只能說波音公司對如何確保飛機(jī)的航向穩(wěn)定性心里真的沒底,同時用了多種手段來確保飛機(jī)的航向穩(wěn)定性。
而在用了這么多種方式來增強(qiáng)飛機(jī)的航向穩(wěn)定性,居然還給飛機(jī)上加了一對鴨翼,唯一導(dǎo)向的結(jié)果就是——波音公司很有可能將F-47戰(zhàn)斗機(jī)的靜不穩(wěn)定度放的特別寬。使用鴨翼將最大限度地利用鴨翼的增升效應(yīng),提升這架飛機(jī)機(jī)動性和敏捷性。而靜不穩(wěn)定度放的太寬,又可能導(dǎo)致飛機(jī)出現(xiàn)偏航和側(cè)滑,因此只能在氣動上進(jìn)行彌補(bǔ),所以就用了太多的手段來確保飛機(jī)的航向穩(wěn)定性。

只能說波音這設(shè)計(jì)取舍,著實(shí)是讓人有點(diǎn)一言難盡,至于鴨翼本身,這沒什么好說的了。無論是殲-20型戰(zhàn)斗機(jī)的鴨翼,還是美國F-47型戰(zhàn)斗機(jī)上的鴨翼,都會對低可探測性能造成一定的影響。
所以,我們看到殲-20的鴨翼并不是直接正對著主要作戰(zhàn)軸向的,而是用一定的外擴(kuò)弧線對鴨翼前部的轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)軸的縫隙部分進(jìn)行了遮蔽,盡量確保主要威脅方向的雷達(dá)電磁波不會照射到鴨翼和機(jī)身之間的縫隙。

但即使如此,如果雷達(dá)波從主要威脅方向的側(cè)面射過來,那么還是會造成比較明顯的反射。所以在第六代戰(zhàn)斗機(jī)上,咱們不約而同地全部放棄了鴨翼,就是為了飛機(jī)的全向低可探測性能。
而我們放棄了的設(shè)計(jì),美國現(xiàn)在居然能拾起來。而且不僅有鴨翼,F(xiàn)-47戰(zhàn)斗機(jī)貌似還鴨翼和垂尾買一贈一?只能說,美國這回倉促推出來的F-47戰(zhàn)斗機(jī),為了趕進(jìn)度也確實(shí)是有點(diǎn)饑不擇食了……

且看這飛機(jī)最后出來的時候長啥樣吧,要是真的又是鴨翼又是垂尾的,我們只能說,F(xiàn)-47戰(zhàn)斗機(jī)簡直堪稱六代機(jī)時代的蘇-57,那就搞笑了。
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