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幻影2000动力那僵尸之地2 么弱 凭什么获得三代机最强瞬盘能力?


更新日期:2018-09-29 12:19:03来源:网络点击:1199062

作者:张亦驰

战斗机空战性能的一个重要指标就是要转弯能力强,能快速绕到对方屁股后面狠爆对方的菊花。

转弯能力,也就是盘旋能力大致分两种,一种是稳定盘旋能力,也就是不掉高度、掉速度的盘旋,稳定盘旋能力除了看飞机气动以外,还要看飞机的动力,因为这需要客服大迎角状态产生的阻力。另一种是瞬时盘能力,现代空战比的是谁先指向目标、瞄准对方,所以衡量盘旋能力的最关键指标仍然是瞬时盘旋能力,往往用瞬时盘旋角速度来衡量。

瞬时盘旋角速度与速度成反比,与盘旋过载成正相关,和推力没任何关系(所以幻影2000发动机弱,和瞬盘能力强没啥关系哦)。也就是说,速度越大,拐弯越难,盘旋过载越大,拐弯约容易。

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盘旋角速度与盘旋过载正相关,和速度成反比。

瞬盘过载则是于飞机(主要是机翼)提供的向心力与重力的比值。它和飞机的最大升力系数成正比,和翼载荷成反比。在相同速度下,盘旋过载越大,瞬时盘旋能力越强,所以,战斗机提高瞬盘能力,就要提高最大升力系数,或者降低翼载荷。

如何理解最大升力系数呢?教科书会告诉你,升力系数是一个没有量纲的量,是物体所受到的升力与气流动压和参考面积的乘积之比。简单讲就是表示了某一高度(速压)下,单位面积的机翼、机体产生升力的能力,这个数越大,产生升力的能力越强。目前第三代、第四代战斗机的最大升力系数在1.4到2之间。而翼载荷则相反,代表每平米机翼负担的重量。目前战斗机的空战翼载荷多在200到500千克/平米之间。

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利用脱体涡,是增大最大升力系数的有效办法。

这样说就比较好理解了,要提高机动性,就要提高单位面积产生的升力,还要降低单位翼面积的负担。这就好比让一个运动员浑身都是肌肉,体脂率(负担)要小;而且肌肉还要强壮有力(升力系数要大)。

为了提高某一速度下的过载,第一个办法是提高最大升力系数。三代机之后普遍采用的办法就是利用涡。利用边条或者鸭翼产生脱体涡,这些脱体涡一直延续到机翼上方,扫过机翼,通常在后机身破碎。这些涡就如同一个个小型龙卷风,在机翼上方猛吸气流,使得气流加速,这样机翼上表面的压力进一步降低,上下表面的压力差增大,升力提高。

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这张图清晰的显示出,边条产生的涡更强、更大。在大迎角状态下,鸭翼还要下篇参加配平,迎角较小,加之后掠角也不大,产生涡强度不及同等面积的边条翼。

涡的另外一个好处是进一步推迟机翼失速迎角,迎角增大,升力也会进一步增大。所以三代机大多数都用脱体涡来提高升力系数。

产生涡流需要至少三个条件,一是足够的后掠角,后掠角大才容易产生脱体涡,一般来说边条前缘后掠角要超过60度,通常达到70度以上,鸭翼也得45度以上。二是要有足够的面积,面积越大,产生的涡强度越大、越稳定。三是要有足够的迎角,有足够大的迎角才能产生气流分离,形成脱体涡。当然,对于边条来说还要有较小的前缘半径和相对厚度。

三代机有的用了鸭翼,有的用了边条,也有的都用了(比如苏-33这种三翼面)。一般来说,相同面积的边条的增升效果要强于鸭翼。因为边条的后掠角更大,它产生的涡强度更强,更稳定,对主翼形成更大的有利干扰。我们可以从很多图片中可以看到,枭龙、F-16、F/A-18的边条拉出两道非常强烈的涡,一直延续到机身后部,但是鸭翼很难产生那么强烈的涡。当然,鸭翼可以偏转,在飞机处于小迎角时,仍然可以通过增大鸭翼偏转度产生脱体涡,但这也受到鸭翼参与配平的限制,不是你想上偏就能上偏的。鸭翼和边条以及鸭式布局与常规布局的对比说来就话长了,我们会另外成文介绍。

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三角翼“自带涡”,在不大的迎角下就能产生较弱的涡,这也使其失速迎角比较大,最大升力系数较高。

苏-27不仅用了边条,还使用了升力体构型,所以在三代机中升力系数可能是最高的之一。当然它的翼载荷也不算大。其转弯性能还是很优秀的。

但是升力系数增加起来非常难,增加个30%-40%就非常困难了。因此,另一个路数就是大力降低翼载荷。降低翼载荷一方面要降低结构重量,一方面就要增大翼面积。而无尾三角翼是降低翼载荷的最好布局。首先三角翼的结构效率就比较高,翼载荷天然就比较小。如果再采用无尾布局,其实相当于把装尾翼或者鸭翼的地方都用机翼占用了,所以翼面积就相当大。

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一招鲜,吃遍天。幻影2000靠着超低的翼载荷获得了超强的瞬盘能力。

三代机中,幻影2000走这条路走的最好。幻影2000三角翼的弦长几乎占用了整个机身长度。超大相对面积的机翼造就了超低的翼载荷,和F-16比一比就知道了。F-16A和幻影2000C的空战重量差不多,F-16是9.2吨,幻影-2000是9.6吨,但是幻影2000的翼面积达到了41平米,而F-16A只有27.87平米。幻影2000的翼载荷只有234公斤/平米,而F-16A则达到330公斤/平米。可以说,幻影2000靠着这一招鲜吃遍天,超低翼载荷加上不算低的最大升力系数(有资料显示超过了1.6,这一方面因为三角翼的失速迎角比较大,另一方面该机也使用了小型的涡流发生器或者叫机身边条,但是看空天认为这个数字可能过高)赋予了其极佳的、大约30度/秒的瞬时盘旋角速度,而其他三代机这一指标多在23到27度/秒之间。

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阵风可以视为幻影2000的进一步延续,用大三角翼降低翼载荷,配上小型鸭翼,提高最大升力系数。这是出于概念模型状态的阵风战斗机,使用了那个时代比较时髦的双三角翼,以均衡亚音速巡航和超音速飞行能力。

其实,三角翼还有不少优点。比如说超声速的阻力小。因为其后掠角比较大,机翼的相对厚度小,波阻比较小。这也让幻影2000的超音速性能不差。但是鱼和熊掌不可兼得,无尾三角翼的一些固有缺点,限制了幻影2000的起降性能、亚音速巡航性能和转弯中的能量保持。达索公司采取了很多措施来改善,这些措施后来都用到了印度的LCA上,以至于让LCA的瞬盘能力“青出于蓝而胜于蓝”。


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