本站导航 歼10B飞眼镜蛇动作曝机密:不装矢量航发性能也暴涨

飘落的枫叶

  歼10B尾部支架

  歼10B喷口前方的几个残留的安装座实际上也是通用的功效——它是反尾旋伞支架的安装基础;一旦飞机陷入尾旋,就能通过放伞在机身后方形成巨大的阻力,拽住战机、强制战机的迎角缩小到可控范围以内,恢复机翼上的气流附着。只是这样的设计重量和阻力巨大,只能用于试验样机。

  现在歼10B在拆除反尾旋伞以后,公开表演大量的过失速机动飞行,代表对于歼10系列的过失速区域飞行特性,中国已经获得了非常深入、扎实的研究成果,拉下的功课已经补全。在这个基础上,解放歼10系列在极限性能附近的飞行潜力,纯粹的技术性难度已经没有了。

  前两条放在汽车上,类比于调整重心和悬挂,改善轮胎橡胶配方、花纹设计,加大轮胎的尺寸(尤其是宽度)。放在战机上,最大的突破就是利用鸭翼和边条形成的涡流,极大的提高机翼形成升力的效率、强化机翼对上表面气流的附着能力——这使得战斗机的最大可用迎角从接近20度一下扩大到接近、超过30度。

  仅就歼10系列本身来说,歼10B目前展示的能力代表着一个巨大的改善前景:长期以来,中国的试飞能力极为落后。系统性的尾旋试飞能力本站导航,实际上是90年代才派飞行员赴外学习、1999年才由李中华、李存宝成初步突破。

  对于原生的数字电传战机来说本站导航,这样的软件改进并不困难——如果不考虑基于安全管理等因素本站导航,从而在维护制度、软件、硬件上加以诸多的额外限制;实际上技术人员带台电脑就可以像刷手机一样,连接相关接口,给飞控打上新的补丁软件包,根本不用返厂。(作者署名:候知健)

  F18HARV大迎角下边条产生的涡流

  在没有通过在飞控系统中加以人为限制,实现“无忧虑操作”以前;由于飞行员试图实现超越性能极限以外的盘旋动作,最后导致飞机陷入失速而尾旋坠毁的事故非常常见,实际上在今天,这类事故仍不能完全避免。

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  失速尾旋

  但是到歼10基本型定型为止,歼10的失速尾旋试飞都非常不完整。很多科目没有做,或者只能以让步的形式完成——比如缩比无人机代替载人真机进行高危飞行,给出近似的数据结论。这使得很长时期内,歼10有一部分的极限性能,基于安全性的顾虑,在飞控的电传控制律中、培训飞行员的飞行手册中,被人为的“封印”了起来。

  在珠海航展上,安装有矢量推力版本太行改型发动机的歼10B,进行了建国以来含金量最高的飞行表演,而其中最重点的能力展示就在于过失速机动的演示。

  歼20有今天,靠的不是弯道超车,而是脚踏实地

  歼10眼镜蛇

  F18E/F的这种能力,建筑在F18 HARV的基础上。NASA选了一架F18作为大迎角研究的验证机平台,改装了矢量推力和对应的飞控改进,进行了长期深入的过失速飞行研究;研究结果,被大量反馈在了F18E/F的设计过程中。

  战机的机动能力在这方面是类似的,谁能用更高的速度、更短的时间、完成一个半径更小的转弯,谁的盘旋能力就更好。但是一旦超越极限性能,飞机也会陷入失控,而且比汽车更危险——它会陷入难以改出的失控状态,坠向地面。

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  空中开伞

  这对于某些气动外形的机型来说,矢量推力实现突破过失速可控飞行不可或缺的基础——比如苏27系,没有矢量推力的情况下,它只能完成眼镜蛇这样飞机姿态是自发恢复、而且恢复过程中不可控的过失速动作。

  高重心车天生不能急速过弯

  但到了一定程度以后,机翼就会抓不住附着在它表面的气流,而是会把整个气流撕得粉碎——有些像汽车高速开进全是砂砾和碎石的路面一样;这种状态,就叫做失速,飞机会丧失几乎所有升力。

  对另一些战机来说,由于可以保证机翼超过失速迎角以后,平尾、方向舵仍然能有效控制机身姿态变化;因此它们不依赖矢量推力,也能实现很大程度的过失速可控——目前在三代机中,仅见于F18E/F系列。

  笔者之前的文章中用过一个现实生活中的例子,这次再用一次:早年一些廉价的塑料扇叶电扇,由于扇叶的外形和刚度设计就是胡搞,且动平衡精度很差;因此经常会陷入失速状态——突然陷入急剧的抖动、噪声骤然加大,风扇在转但是风力极其微弱。

  F1赛车

  迎角

  矢量推力的应用,则为第三条能力的实现提供了一个非常关键、非常重要的硬件基础。在机翼乃至于其它翼面(比如平尾)陷入失速以后,它通过偏转喷口实现的控制力,依旧是不打折扣的,能有力的控制飞机继续抬头或者低头——特别是低头。

  在军用飞机的高速转弯中,一旦进入失速状态就不难想象了。因此长期以来,飞机盘旋能力的改进,一直在朝几个方面努力:同样迎角产生更大的升力,失速迎角来的更晚,就算机翼丧失大部分升力、依然有能力控制飞机。

  K8失速尾旋训练

  战机的机动性和汽车的机动性在某些层面上是相像的,比如汽车的过弯和战机的盘旋。比如一些非常狭窄的急弯,机动性好的运动型小车可以用很高的速度入弯、出弯;但换了个面包车、货车,同样的速度进去,结局就很可能是冲出弯道、翻车甚至车毁人亡。

  汽车的过弯极限是比较容易理解的——重心要低、悬挂支撑要够,让车不易侧翻;轮胎抓地力一定要够,否则车就会在高速下抓不住路面,由于前冲的惯性而甩出去根本转不过弯。F-1赛车,就是为了高速过弯设计而演变到极致的产物。

  F18HARV

  飞机在盘旋中的“抓地力”,就是飞机(主要由机翼)产生的升力。产生升力的大小,和机翼的相对角度是密切相关的;机翼相对于飞机前进方向翘得越起、迎角越大,升力也会越大。

  歼10B过失速表演

  F18E

  歼10B和整个歼10系列,不依赖矢量推力的情况下,过失速潜力特性是接近苏27家族还是F18E/F,目前还不能准确判断。但以时代背景和技术延续规律来说,歼20不依赖矢量推力也能实现很高程度的过失速飞行性能的几率非常高,实际上在之前的成都上空,就有人拍到过歼20进行赫伯斯特机动的镜头。

  F22反尾旋伞地面测试

  矢量推力

  单骑环中国,谢谢你的美


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