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气动布局:外形决定性能(下)

2015-02-01池沙洲

小学生时代 2015年2期
关键词:翼面机翼战斗机

□池沙洲

气动布局:外形决定性能(下)

□池沙洲

上一期,我们学习了战斗机的三角翼布局、常规布局和飞翼布局,回忆一下,它们是长什么模样的?打起精神,我们马上开始介绍新的布局。

鸭式布局

JAS-39“鹰狮”战斗机

先来讲一讲著名的“鸭式布局”。

鸭式布局就是把尾翼变成前翼的做法,将平尾移到机头两侧,使得战斗机看上去像一只青春期的鸭子,有两只羽毛尚未发育完全的翅膀。所以“前翼”也叫“鸭翼”。

鸭式布局是前苏联的发明,如米格-1.44;直到今天,欧洲的EF-2000“台风”、法国的“阵风”、瑞典的JAS-39“鹰狮”,还有中国的歼10等战斗机仍在服役。

鸭翼的操控性能非常好,能和主翼一起产生升力;大迎角状态下又能避免战斗机过度抬头,从亚音速进入超音速时能保证稳定性;还有,降落时将鸭翼偏转,可以当减速板用。

鸭式布局的最大缺点就是牺牲了隐身性能,战斗机容易被雷达发现。目前各国的第五代战斗机几乎都抛弃了鸭式布局,如前文提到的美国的F-22“猛禽”、F-35“闪电Ⅱ”,还有俄罗斯的T-50、中国的歼-31“鹘鹰”等,使用的全是常规布局。只有中国的歼-20“威龙”独树一帜,仍然保留鸭式布局,到底孰优孰劣,人们将拭目以待。

三翼面布局

歼-15“飞鲨”战斗机

如果在常规布局前添一对鸭翼呢?那属于常规布局还是鸭式布局?都不是!这是一种“三翼面布局”,如俄罗斯的苏-34“后卫”、苏-37“侧卫F”。这使得战斗机的机动性大大增强,但电传系统的复杂性也水涨船高。

中国民众最熟悉的战斗机——“辽宁舰”舰载机歼-15“飞鲨”,就是采用了三翼面布局。为保证中国第一艘航母海试成功,这样的设计的确是最可靠的选择。

这里有必要强调一点,不能把气动布局等同于机翼位置的摆放,它最终体现的是战斗机的整体外形。讲一个小故事,你就会明白了。

1983年的一天,以色列空军正在进行模拟空战。一架F-15“鹰”和一架A-4“天鹰”相撞,“天鹰”把“鹰”的右翼连根撞掉了。

没了一边翅膀的“鹰”失速了。失速现象就好比气动布局这只“铁爪”再也抓不住大气,战斗机从高空一直往下掉,严重的还会发生“失速尾旋”,战斗机不停地旋啊旋,怎么也拉不起来,就坠毁了。这时飞行员唯一能做的就是弃机跳伞。

以色列飞行员弹射跳伞前,下意识地推了一把油门杆,并打开加力,发现失速告警器没反应!战斗机竟然恢复平稳状态了。

飞行员决定不弹射了,挽救这只受伤的“鹰”,以平时两倍的速度着陆,470公里/小时!触地的那一刻,把跑道上的阻拦索都给扯断了。

事后,以色列军方联系制造商——美国麦道公司,询问只有一边机翼的F-15“鹰”能否成功着陆。结果麦道公司回复:根据计算机模拟分析,这种事情根本不可能。

连娘家人都没有料到,由于F-15“鹰”是双发(安装了两台发动机),机身比较宽大,撞掉一边的机翼,其实只损失了三分之一左右的翼面积,竟有幸存活了下来。

“翼面积”不仅仅是机翼面积,它是战斗机全部受力面积的总和,包括机腹的面积。以色列飞行员通过加大战斗机速度,用残存的翼面积,获得了新的气动布局。当然,这不是F-15“鹰”最初的设计。

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