美軍戰鬥機為何不喜歡用鴨翼?_風聞
科大二助-2019-09-25 10:15
作者| 科羅廖夫
來源| 科羅廖夫的軍事客廳
一直以來,美國人都十分蔑視帶有鴨翼的戰鬥機,美軍所有戰鬥機都是常規佈局,沒有一架鴨翼佈局的飛機,只有F-14A雄貓艦載機佈置在翼套裏,有一對可伸縮但不能偏轉的小翼。而且美軍有一句著名的話:“鴨翼,最好安裝在敵人的飛機上”。那麼,美國為什麼不喜歡在戰鬥機上安裝鴨翼?
首先需要了解什麼是鴨翼佈局,簡單來説便是採用了鴨翼,或者説是鴨式佈局的飛機。鴨式佈局通常指將水平尾翼放置在主翼之前機頭兩側的飛機佈局,而放在主翼之前的這對水平尾翼就被稱作是鴨翼。這對翼面所能夠起到的作用,是確保飛機不易失速,可控飛行迎角比較大,簡化飛機駕駛流程,保證飛行安全。以中國的殲-10戰機為例,受發動機性能限制,殲-10戰機的推重比並不高,但是它的大仰角起飛距離只有250-300米,鴨翼佈局設計顯然是功不可沒。
同時,鴨翼佈局還有一個優點就是可以產生渦流,可以在戰機主翼上表面製造出渦流,在主翼上表面形成一個低壓區,由此可以提升主翼升力,因此採用鴨式佈局的飛機升阻比較大,升力係數表現好,飛機爬升時鴨翼還可以提供抬頭力矩平衡低頭力矩,提高了戰機的飛行性能,這就是所謂的鴨式佈局耦合現象。
但是鴨翼的缺點也非常明顯:上文曾提到鴨翼會產生特殊的渦流,正是這個渦流影響了鴨式佈局的穩定性。鴨式佈局的飛機,鴨翼、機翼和尾翼之間會存在極為複雜的干擾氣流,因此必須要經過大量的實驗和計算,才能夠得出一個相對來説較為出色的機身設計。即便得出了能夠確保機翼之間的完美數據,鴨式飛機也存在着飛控系統複雜、着陸性能較差等問題。換句話説,鴨式佈局是一種好壞分明的飛機設計。
美國人認為鴨翼佈局屬於一種“投機取巧”的設計,是在發動機性能不足的情況下不得不採用的“捷徑”,自然會存在“有得必有失”的情況。而美國作為世界上航空科學技術最為發達的國家,對於鴨式佈局的研究要比全世界大部分國家都要深。早在1984年,美國麥道公司就曾以F-15戰機為模板改進出了一款帶鴨翼的戰機NF-15B“敏捷鷹”。美國人通過這款戰機成功驗證了鴨式佈局的優點所在,NF-15B有着驚人的32噸起飛重量,4500公里的超大航程,以及更短的滑跑距離。可以説,這種鴨式佈局,一度讓美軍感到心動。
因此,美國人並非看不上鴨翼,相反還曾在鴨翼佈局上嚐到過甜頭。當然,美國人至今沒有列裝一款鴨翼佈局的飛機,這在某些層面影響了人們對於美國人看待鴨式佈局的看法,誤認為美軍看不上鴨式佈局也是很正常的。但是接下來的一個問題其實更為關鍵:為何美軍沒有列裝鴨式佈局的飛機。
原因也很簡單,那就是美國人在航空發動機領域領先全世界。俗話説,力大磚頭飛。美國擁有性能先進、推力強大的航空發動機,搭配常規佈局即可實現所有設計性能指標,自然沒有必要浪費這種力氣去選擇更加複雜的鴨翼佈局設計。
由於有着極為強勁澎湃的航空發動機,美軍戰機的起飛重量能夠得到最低限度的保證,無需依靠鴨式佈局來彌補飛機性能的不足。而這和中國的殲-20剛好形成了對比。有説法認為,殲-20的種種優秀的氣動設計,實際上都是為了彌補發動機推力的不足。中國航空發動機的落後令中國戰機的研發也受到了相當程度的侷限。
另外,還有一種並不是很靠譜的猜測,也能從某種程度上説明美軍為何不願意採取鴨式佈局:由於俄羅斯、瑞典、法國、以色列和中國的一些戰鬥機,例如歐洲的JAS-39“鷹獅”、“陣風”、“颱風”戰機、俄羅斯的蘇-30SM,中國的殲-10、殲-20均採用了鴨翼佈局。都採用了鴨式佈局,美軍不願意起用類似佈局的飛機,以給外界“美軍抄襲模仿其他國家”的把柄。換句話説,美國人是為了面子,而不願意採取這種付出和收益成正比的優秀氣動佈局,特別是在航發有着極大優勢的情況下,是否採取鴨式佈局對於美軍的戰鬥力影響並不大,而政治正確在此時就能夠起到決定性的影響。