歼20为什么那么大?

寒潭孤影 2022-10-27 21:11:34

歼20给军迷的印象是非常大,比美国的F22和俄罗斯的T50都要大很多。实际上与其说歼20更大,倒不如说歼20更加的细长。这种叫做小展弦比高升力体鸭式布局的气动外形是我国歼10总师宋文骢在五代机研发之初提出的一种兼顾低速升力,高亚音速阻力以及超音速阻力还有大仰角机动的控制能力与隐身特性综合权衡的一种气动布局,绝不是大家看到的一个大字可以全部解释的了的。

如果美国采用F22原型机YF22的气动设计,尺寸上将会比我们的歼20显得更大。这主要是超音速性能对飞机气动布局要求导致的,F22舍弃了原来的设计,是在牺牲超音速性能基础上突出隐身能力而已,我们的歼20之所以采用那么复杂的舵面设计飞机,主要是在以超音速性能为基础的前提下尽可能的克服这种气动布局不足的问题!

歼20和F22以及T50相比,尺寸大了多少?哪些方面有明显的数据差异?

这张图片可以很清晰地看到这几款隐身战机的数据差异。从这张图可以的对比以及底下的约数可以看出,歼20的机长明显要比速57以及F22更长,20.5是个比较可信的数据。而高度方面,歼20的数据是最小的,一战方面歼20也应该是12.88这个最小数字,也就是说,歼20飞机的机体结构的主要特征是更加细长,机身更加薄。

这是我们从数据表面看到的信息,还有一个关键的信息,需要通过计算获得,那就是飞机的展弦比,这个数字指的是机翼展开几何长度的平方,和机翼总面积的比值,这个数据并不是这张图可以看出来的,歼20的展弦比是这几款战机中最小的。这也是目前歼20隐身战机的气动设计为什么是这样的根本原因!那么这些数据背后都说明了什么问题?为什么歼20会给大家看上去比较大的印象呢?

歼20气动外形各部件存在的意义何在?

小展弦比以及更小的横向截面积,主要是为了降低歼20的高速飞行阻力!

隐身战机超音速飞行性能如何,主要取决于高速飞行时候的气动阻力大小,理论上如果可以让一架非常扁平,甚至没有机翼和尾翼的飞机升空,高速飞行阻力才是最小的。像我们看到的东风17高超声速武器乘波体导弹弹头的设计,但是这种设计是不可能用在飞机上的,毕竟没有机翼的飞机是无法兼顾飞机的低速飞行能力的。咱们看到的黑鸟是那种特别长,又特别扁,同时机翼展开的长度很小的飞机,是超音速飞行性能最好的飞机之一。另外咱们也可以将可变后掠翼那种机翼折起来的时候的短翼展作为一种飞机超音速飞行性能优良的设计来看。

歼20展弦比较小,而飞机的高度比苏57和F22都要低,说明我们的歼20设计的横向截面积较小,在高速飞行的时候的阻力要明显比F22和苏57更小。但是机身细长还带来另外一个问题,那就是飞机的机翼展开面积比较小,升力不足!如果飞机机翼提供的升力比较小,那么高速性能和低速性能就不能兼顾,所以必须改良这种设计,才能同时兼顾高速,低速性能!

鸭翼的存在是为了弥补主机翼升力不足的问题

歼20不但有鸭翼,而且还是一对非常大的鸭翼。假如将这一对鸭翼去掉,那么从机头到主机翼之间就没有任何可操纵舵面来控制飞机了。这时候鸭翼的作用就显出来了。歼20是小展弦比战机,高速性能优异,但是如果没有其他的舵面控制,在低速甚至失速机动飞行的时候会存在升力不足的问题。这会极大地影响飞机的低速机动性能。

鸭翼的存在为飞机提供了一个类似主机翼的升力体,通过公开的风洞试验数据,鸭翼面积虽然不大,但是在低速飞行状态下,可以提供的升力是高速飞行时侯的五六倍之多。这是鸭翼存在的最大好处!但是鸭翼的存在还有一个坏处,那就是在飞机大迎角飞行和大迎角机动的时候,会成为飞机的累赘,可以提供的正向作用力矩随着迎角的增加而逐渐丧失,这个时候,还会出现机头向下力矩过大的问题!这就要说到歼20另外一个气动设计的优点了!

全动尾翼的设计可以破解大迎角飞行和大迎角机动的弊端!

如果单纯从隐身的角度看,飞机最好没有尾翼,才更加有利于隐身性能的发挥。但是没有尾翼的飞机无法保障大迎角机动性能的发挥。所以现代战机都是有尾翼设计的,即便是美国曾经和F22竞争的YF23,也是有倾斜尾翼的。只不过和机身融为一体,让人误以为这架飞机没有尾翼而已。

为了兼顾飞机的侧向隐身性能,隐身战机的尾翼必须进行倾斜角度设计,这也是当前世界上所有的隐身战机都采用倾斜尾翼的原因。但是只有我国采用了全动尾翼,这是怎么回事儿呢?

上面我们说到,歼20的小展弦比设计对于低速飞行性能不足的解决方案是用鸭翼来弥补升力,而鸭翼对于大仰角机动性能的会随着仰角的增加逐渐丧失调节能力。在大仰角机动飞行和大迎角机动的时候,就会出现机头向下的力矩增大的问题,这个时候将尾翼设计成全动的,就可以解决这个矛盾了。全动尾翼本身不需要设计得太大,在飞机大仰角飞行和做大仰角机动动作的时候,只需要将全动尾翼的后缘往机身内侧收,前缘向机身外侧打开,在两个尾翼之间形成一个气流流通不顺畅的区域,这时候气流就会聚集在两个尾翼之间,形成一个高压区,对后机身形成一个下压的力矩,这样等于飞机机头增加了一个向上的力矩。就完美地解决了大迎角飞行时候机动性能不足的问题!

我们对歼20为什么那么长,鸭翼的存在和全动尾翼的存在意义做了一个简单的解读,相信小伙伴看到这里就基本理解了为什么歼20采用这样的气动布局了吧?

每一代战斗机都有每一代战斗机显著的设计特点,隐身战机时代,隐身和超音速机动性能是飞机两个非常关键的性能设计指标,我们的歼20首先选择了小展弦比的设计,以保障超音速性能。然后再根据这种设计中的不足,引入鸭翼和全动垂尾来克服小展弦比气动布局存在的低速性能不足和大仰角机动能力下降的问题。

所谓的大,并不是歼20是如此,其实F22的原型机YF22的机身长度要比现在的F22更长,只不过美国为了兼顾低速升力不足以及大仰角机动能力下降的问题,将飞机的机身缩短了,同时增加了机翼面积!如果F22延续YF22的设计的话,机身长度会比我们的歼20更长,再加上YF22并没有采用鸭翼布局,所以YF22如果不改动直接生产的话,将是一款比我们的歼20更大的飞机。只不过中美为了弥补超音速气动布局的不足,进行了不同的妥协罢了!美国的设计主要倾向于隐身性能,所以至今F22也是隐身性能最优秀的战斗机。

而我们歼20的设计则是在兼顾隐身性能的基础上进行适当的改动,主要突出的是超音速机动性能。这里需要说明的是,歼20的鸭翼和全动尾翼布局,在进行我们上面所列举的低速机动和大迎角机动的时候,会因为各种舵面角度的调整而影响到战机的隐身性能,也就是说,我们的歼20的气动设计是在突出超音速机动性能的基础上兼顾隐身性能的!

那么到底是突出隐身性能,降低飞机其他方面的性能更好,还是突出飞机性能,适当牺牲隐身性能更好呢?军迷也持有不同的观点,反对歼20鸭翼和全动尾翼设计的网友认为,这样的设计会在战机进行机动飞行的时候带来鸭翼和全动尾翼控制舵面活动,影响整架战机的隐身性能。而支持歼20气动设计的理由是,战机在超视距空战的时候是不必进行机动飞行的,所以歼20的设计不会影响超视距空战的隐身能力。而一旦进入需要低速机动或者大仰角机动的空战阶段,这个时候的空战已经打到了视距内。隐身性能已经没有用了!至于中美那种设计更加优秀,只有留待实战去检验了!

13 阅读:22621

评论列表

冰原记忆

冰原记忆

39
2022-10-28 18:38

如果是美国的,肯定有人会说:哇塞,太科幻了😀😀😀可惜美国造不出来

泰山石敢当 回复 10-28 21:01
说的太好了![点赞][点赞][点赞][笑着哭][笑着哭][笑着哭]

虫儿飞

虫儿飞

32
2022-10-28 09:29

主要还是为了弥补发动机的短板

豪86

豪86

27
2022-10-27 22:56

歼20感觉不够协调阿,从美学上来说,感觉美俄罗的好看一些

你笑起来真好看 回复 10-29 12:37
我也不懂飞机设计这些东西,但我觉得你也不可能比设计歼20的工程师更懂飞机,绝不可能

风雨无所阻 回复 10-28 18:53
[无奈摊手]有初中学历也不至于觉得歼二十有什么敏捷性

老戴

老戴

20
2022-10-28 02:27

那里不足补那里,拼出来的机身

hh 回复 10-28 17:36
歼20真的是拼出来的,好几个方案揉到一起的。比如机身是雪鸮的,机头是威龙的。这也是沈飞敢立马砸锅卖铁搞fc31原因之一,就算歼20最后成了,也能把31卖给海军,怎么算都不亏。

用户10xxx01 回复 hh 10-28 18:25
任何一个东西的研发都是各种各种条件均衡下的产物

松龄不姓蒲

松龄不姓蒲

9
2022-11-02 13:21

还不是被鹰酱的升力值吓得[汗]。2.0。结果后期发现才他喵的最高1.6。兔子倒是硬生生的吹出来一个2.0点[汗]

一热心王友 回复 11-06 20:23
兔子搞出来2.0 后来鹰酱知道了就震惊的很 我就忽悠忽悠 兔子 结果他硬是做到了[点赞]

斯派克的光谱仪

斯派克的光谱仪

7
2022-10-28 12:28

冷知识:空军重型战斗机J20的尺寸其实比海军舰载机J15小

泰山石敢当 回复 10-28 21:03
请拿出对比的数据来![点赞][点赞][点赞][鼓掌][鼓掌][鼓掌]

我家的阳台很大 回复 泰山石敢当 10-29 01:37
苏33长21米高5米

鹰隼

鹰隼

7
2022-10-28 14:32

现版歼20隐身外形的原始气动布局是成都的一位军迷在2001年初设计、并邮寄给成飞公司总经理。成飞第一版歼20确实是在歼10基础上进行双发隐身大改,鸭翼和主翼外形相似 ,鸭翼翼根和主翼翼根是和歼10一样上下错开的。霉菌在得到爱抚娘娘后,狂吹升力系数达到2.0,成飞第一版歼20无论如何修改,都达不到升力系数2.0,面临出生即落后的局面。这时,成都这位军迷刚好寄来的重型双发隐身战斗机设计三面图,经成飞工程师制造模型并进行吹风,获得了2.0的升力系数,为了实现侧弹舱的设计成飞工程师把原始气动布局的中单翼、改成了带下反角的中上单翼,将进气口形状由原始设计的正梯形修改为原型机的斜矩形、再到生产型的斜梯形。将鸭翼和机翼形状、拱尖边条位置以及鸭翼和主翼前后缘平行关系,全动双垂尾 ,双腹鳍,双尾撑设计都予以保留。

鹰隼 回复 10-29 16:06
1994年,成飞歼10还没有首飞,根据战机生产一代,研发一代,探索一代的宗旨,成飞是没有经力和时间去研发新一代歼20的。 霉菌的风洞群不亚于我兔,怎么没能吹出升力系数2.0的战机呢?

鹰隼 回复 11-09 07:36
现版歼20战机气动外形的鸭翼和边条翼都是过去验证过的,只是怎样排列组合来达到提高升力系数的目的。这位军迷提出设想,并画出了草图,由成飞工程师变成现实的!

用户17xxx84

用户17xxx84

6
2022-10-28 11:42

主要是升力2.0的压力太大,结果风洞吹出来这么个怪物[笑着哭][笑着哭]

请搜寻

请搜寻

6
2022-10-28 21:51

因为矢量发动机推力不足,j20气动布局是这三款五代机中最好的了,什么时候航发水平能达到美国目前水平了,后面肯定会改为侧重隐身的

别开炮 我是友军

别开炮 我是友军

5
2022-10-28 19:55

机身尺寸数据为什么是区间值?没有官方的数据吗?

Donnexia

Donnexia

4
2022-10-28 09:57

开始设计时,机身结构框架还是以俄系截击机为基础,到后面气动结构基本定型,机身已经没法大改了

民国三年的那场雨 回复 10-28 23:37
大迎角?你这是重新定义机动性啊,是不是下次给你表演个落叶飘之后落叶飘就不能代表机动性了?上升滚筒在你眼里就只是大迎角机动[笑着哭]

民国三年的那场雨 回复 10-28 23:38
没办法,这脸凑的太近了[笑着哭][笑着哭][笑着哭]

tb566876474

tb566876474

4
2022-11-06 16:51

歼20的设计是成功的。不象美俄战机那么呆板,歼20很灵动,具有人的灵魂,会随着战场态势的变化而机动变化,充分发挥自身性能。

用户12xxx13

用户12xxx13

3
2022-10-28 22:27

觉得战机设计还要重点考虑战场生存力,在受伤情况下能飞行返航,操控太复杂的机身不够皮实,当然只作威慑还是可以

哦豁

哦豁

3
2022-10-29 16:30

学美国人的把发动机的尾喷口藏起来应该不影响气动布局吧!还可以降低发动机的红外信号。。

时行

时行

3
2022-10-29 22:39

歼20更帅,更修长!

wuminghuoqi

wuminghuoqi

3
2022-10-31 09:30

大了可以多装油,跑得远😄

,,,

,,,

3
2022-11-06 15:09

我买车都买加长带L的,长一点符合审美

用户10xxx45

用户10xxx45

3
2022-11-06 18:52

就服歼20,三个飞机其实大小差不多,怎么弄出来的那么多燃油存放空间的

自由人

自由人

3
2022-11-06 21:46

机身长肯定是油箱容量大

玩的开心 回复 11-10 16:56
应该发明个伸缩式油箱,出发前鼓鼓,到目的地就缩小了[笑着哭]

强哥哥

强哥哥

3
2022-11-11 19:34

我们的飞机✈️是保家卫国的

呼啦啦

呼啦啦

2
2022-10-29 22:20

说说哪个更厉害吧

用户14xxx67

用户14xxx67

1
2022-10-29 00:09

这么瞧不起苏57^_^……一张图都不给人家留……

兔窝

兔窝

1
2022-10-30 16:19

保护我的永远最漂亮,

用户10xxx20

用户10xxx20

1
2022-10-31 15:16

大小各有各的优势

Jill and Jack

Jill and Jack

1
2022-11-04 22:34

图4是不是黑鸟?

众里寻她

众里寻她

2022-10-30 17:32

分析很全面,专业知识很扎实,比专家的解读更专业

初心

初心

2022-10-30 10:18

外观一把出鞘的利剑

用户12xxx59

用户12xxx59

2022-10-30 15:57

比我家2层楼小别墅还大?

用户17xxx36

用户17xxx36

2022-10-31 09:48

plus max

松林 

松林 

2022-10-31 15:53

好多懂王,比工程师都厉害[汗][汗][汗]

霍华德

霍华德

2022-11-08 11:19

终于比美国的大了

ts

ts

2022-11-09 23:02

不管怎么说,J20是来保护你的!

寒潭孤影

寒潭孤影

解读装备知识,了解军情动态