聊聊鶻鷹（FC-31）的氣動和定位_風聞

   對於鶻鷹，網絡上常見的一句話就是氣動平庸，或許在一些人心目中常規佈局已經與平庸畫上了等號，在不少網民心目中，鴨式佈局被推倒很高位置，所以得出常規佈局如何如何，就見怪不怪了。那麼，氣動到底應該怎麼衡量，鶻鷹的氣動到底如何，鶻鷹到底如何定位，還是先分析分析吧。

   一、氣動設計分析

      氣動內容涉及很多，那麼應該從哪裏着手？套用方寶瑞主編的《飛機氣動佈局設計》中的關於機翼設計在氣動的重要程度論述（見下圖），還是從機翼着手來看：

（上圖）機翼設計是氣動佈局的一個重要問題

    （1）機翼設計分析

     機翼的設計涉及到兩方面，一個是翼形（機翼的形狀），一個是翼型（機翼剖面形狀），這兩者對機翼都有很大影響，所以這兩方面內容都簡單看一下。先看翼形，即機翼的外部幾何形狀。

     眾所周知F-35的機翼前緣後掠角是35°，南航的一個碩士論文中提到F-35的機翼後緣前掠15°，原則上這種外觀直接能測量的數據應該不會有太大錯誤。鶻鷹對應數據是多大呢？由於沒有鶻鷹2.0的非常正的俯視圖或者仰視圖，在2016年本人購買了一個鶻鷹2.0模型，可以在模型上測量。測量結果是：機翼前緣後掠角40°，後緣前掠15°。

（上圖）在機翼上用繩子連接左右翼稍，畫下垂直機身軸線的線條，用量角器測量。

   鶻鷹公佈翼展示11.5米，比F-35的10.8米大0.7米，加上機翼後掠角大，鶻鷹的機翼根部弦長久大於F-35，總體機翼面積就更大。這樣帶來的結果是：單純機翼氣動來説，翼載荷鶻鷹小於F-35，超音速阻力鶻鷹機翼也有可能小於F-35。

    我們接着看翼型，翼型是機翼剖面，這個很難直接看到，但是仍然可以根據製造和前緣襟翼下偏看個大概。先看前緣襟翼下偏看到的機翼前緣剖面：

（上圖）襟翼下偏露出機翼根部前緣厚度 

   從上面圖可以看出，F-35機翼最厚，鶻鷹稍薄，F-16最薄。但是需要注意的是，F-16那個位置是機翼和邊條過渡區域，看到部分是對邊條的切線，所以很尖，下面這張圖裝配圖能夠看到F-16的機翼剖面。

（上圖）F-16的機翼剖面

     F-16的機翼算是NACA64系列，根據方寶瑞書中所敍述，相對厚度是4%。實際圖上看機翼厚度的確不厚，但這個厚度還是能夠掛載幾噸彈藥或者副油箱，所以很多軍迷擔心的SU57中央升力體強度如何如何，可以説是有點杞人憂天了。

     NACA64屬於所謂層流翼型，很多戰鬥機使用，但實際上都不是直接用NACA64，都會有修形。另外現在計算流體力學發展，翼型可以根據壓力分佈需要來進行設計，不再是單純的經驗。另外還有就是翼型涉及到飛機性能，所以一些翼型數據不再公開，只能用以前的翼型來簡單推斷對性能的影響。南航碩士論文中提到F-35的翼型也是NACA64系列，不過機翼相對厚度是6%，可以説相對厚度比F-16高了50%，看圖的確F-35機翼相對厚度較厚。

   F-35機翼厚是有原因的，因為F-35B型號的存在，使得F-35的機長較短，讓彈艙和發動機重疊，增加了機身中部截面，起落架都得安排在機翼下，而F-35B還需要從發動機引氣在垂直降落時進行左右平衡，發動機引氣管就很粗，噴氣口還在起落架外側，而引氣管道要穿過機翼，機翼需要一定厚度來保證結構強度。

（上圖）注意看F-35B從發動機引氣通過從機翼穿過向下噴實現左右平衡

（上圖）F-35B從發動機引氣管道很粗，管道上下還得佈置承力件來保證強度，機翼厚度就得厚

     F-35B的機翼下噴口位置弦長大約4.2米（從圖上粗略測），4.2米的6%是25.2釐米，容納噴口有點緊張，注意看F-35B的噴口周邊有些稍稍向下凸出機翼下表面，説明這個厚度還是能夠容納管道的。

（上圖）由於噴管的存在，機翼就必須有一定的厚度

    F-35機翼厚度大對F-35B也是有利的，因為機翼厚度大後，亞音速同樣面積機翼升力就大，這樣機翼面積可以做小，能夠降低一定的結構重量，譬如AV-8鷂式戰鬥機的機翼就厚。另外機翼厚也便於設置機翼油箱，F-35希望有大內油，部分燃油就裝到機翼中。

    鶻鷹則和F-35有比較大區別，沒有看到鶻鷹機翼的裝配圖，所以厚度只能通過機翼側面來看，下圖能夠看出明顯比F-35要薄：

（上圖）鶻鷹機翼側面看肯定比F-35要薄

     鶻鷹沒有F-35B那樣的要求在機翼內佈置噴氣管道，所以有條件薄一些。另外鶻鷹將起落架收起到機身側面空間，機翼下面非常平整，沒有凸起物，所以可以讓厚度薄一些。

（上圖）可以看出鶻鷹機翼下面沒有F-35的容納起落架和噴口等凸起

      上面圖可以看出鶻鷹機翼相比F-35比較乾淨，但這並不表明鶻鷹機翼就非常薄。個人估計應該和F-16的機翼相對厚度差不多，估計是4%，這樣的厚度可以確保鶻鷹宣傳的機翼下掛載6噸載荷能夠實現。

      綜合來看，F-35的較小機翼後掠角、較厚的機翼都不利於超音速，機翼面積小不利於空優機動。但翼載大對低空突防是有利的，厚機翼對續航能力也是有利的，也能很好滿足F-35的以攻擊為主的定位。相對而言鶻鷹設計就像F-16，機翼下都很乾淨，機翼前緣後掠相同，估計厚度也相同，所以亞音速機動性方面考慮肯定不少，比F-35更偏向空中優勢。

    （2）長細比分析

     我們接着再看長細比，宋老在《小展弦比》論文中提到了四代機對長細比的要求，在宋老考慮中超巡是要保證的，所以我們看到J-20的長細比應該是三種重型機中最大的。那麼鶻鷹長細比怎樣呢？長細比是長度與圓柱回轉半徑之比，我們只是粗略估計，並不需要那樣算，只要能按照同樣算法找幾種機型的這個比值就行。

    這裏假設鶻鷹裝填密度和F-35、F-22相同，F-35起飛重量按照21.5噸算，F-22按照27噸算，鶻鷹按照空重12.5噸，內油7噸，載彈1噸，飛行員和其他重量0.5噸算，起飛重量是21噸（假設內油加滿，內置彈艙裝空空彈）。我們假設三種飛機的沿着機身軸線剖面都是成理想分佈，那麼將重量除以長度再開根號，折算成與回轉半徑成比例的一個數，然後這個數再與長度去對比，就能看出大概長細比。

   根據上面的算法，F-22計算的結果是：15.8，F-35是：13.4，鶻鷹是15.7。計算結果和大家眼睛看到的是一致的，F-35是個胖子，而鶻鷹的長細比和F-22相當，由此可以看出鶻鷹對機動性還是有很看重的。鶻鷹的1.8馬赫最大速度比F-35的1.6馬赫大，很顯然與長細比有關。

     二、鶻鷹定位分析

        綜合機翼（翼型和翼形）設計和長細比來看，鶻鷹的氣動明顯在空優上的考慮，但這不等於鶻鷹對攻擊的忽視。從攻擊角度來看，四代機需要內置一定大小的彈藥，我們能夠看到鶻鷹彈艙在機身腹部佔的比例相當大，和F-22、J-20比例最大：

（上圖）鶻鷹彈艙在機身腹部佔的面積比兩款重型機都大

    實際上，鶻鷹彈藥需要考慮和J-20兼容，畢竟專門給一款機型開發彈藥太費事。以前就估計過，鶻鷹的彈艙長度在4.5米左右，剩下主要看彈艙深度，不少人對鶻鷹彈艙深度狀況有懷疑，就這點進行分析。

    （1）機身厚度：J-20進氣道上面幾乎是平的，厚的是機身軸線上方部位。鶻鷹進氣道上方是斜向上的，再往後還有凸起。

機身側面看鶻鷹比J-20薄，但薄的程度並不是很大，這説明可以為彈艙提供一定的深度空間。

（2）鶻鷹進氣道入口下面是成傾斜，也就是説進氣道往後向下傾斜，給彈艙提供一定深度，加上進氣道往後向上走，從而給進氣道前面留下空間，容納導彈和炸彈的彈頭部位。

（3）鶻鷹彈艙後部到發動機之間的距離與F-22彈艙到發動機之間距離相當，F-22的彈艙後部深度能夠容納500公斤炸彈，鶻鷹彈艙深度也應該可以做到。（見前面圖）

    由上面分析可以看出，中航在2016年珠海航展提到內置彈艙能掛載2噸，下面這些圖並不是吹牛，而是能夠真正做到的。

    根據前面機翼後掠角、前掠角、翼展的大小，個人估計鶻鷹機翼面積大約50平方米，假設正常起飛重量是21噸，翼載是大約是420kg/m²，和F-16C Block 50的12噸起飛重量時的翼載荷430kg/m²挺接近，屬於攻擊和空優兼顧。

   綜合上面來説，可以明確的説鶻鷹是多用途戰鬥機，這和中航的宣傳是一致的。鶻鷹這個定位存在很大問題麼？我們看現在的三代半和新四代機，基本都是這樣的定位，因為這樣任務靈活性很大，可以根據任務需要進行靈活的切換。

    最後，需要指出的是，戰場作戰是集團作戰，各種空中任務、各種攻擊任務都很多，而不僅僅是空戰任務，而即便是空戰任務，也都存在難以預知對方何時發起攻擊的問題，很多時候需要空中有飛機能進行巡邏防禦。有關重型機和中型機的相關事項，可以看本人文章：《到底應該如何來衡量重型和中型戰鬥機？》  https://user.guancha.cn/main/content?id=65029