在央视直播里,大三角翼(或者称之为菱形翼)的无歼-X抓尽眼球,但兰姆达翼的无歼-Y比较低调。这应该不是央视的厚此薄彼,既然向世界公开,也谈不上保密,只是直播时间有限,只能在匆忙之中抓一个画面好看的,其他有点顾不上了。
其实,无歼-Y也很有看头。
现在看起来,无歼-Y越看越像单发化、无人化、无平尾垂尾、三角翼改菱形翼的歼-35,对了,DSI进气口也改加莱特了。总长比无歼-X要短,但似乎宽扁一点,所以起飞重量可能相差不大。
估计两者是根据同一性能要求设计的,采用同样的涡扇10发动机,这也是起飞重量相似的间接依据。
无歼-Y或许不一定是中国第一架实用兰姆达翼的飞机,无僚-X(没办法,央视不说型号,只能瞎猜,这是指那架形似“飞鸿97”的“中国CCA”也采用兰姆达翼,北六也是兰姆达翼,但无歼-Y还真是中国第一架公开展示的高性能兰姆达翼战术飞机。无僚-X只能说是中等性能,和美国CCA一个德性。
感觉上,美国折腾CCA是因为这代表了美国的技术前沿。中国已经有了无歼-X和无歼-Y,再折腾无僚-X似乎意义不大。要是以无僚-X为基础,大大加大到MQ-25级别甚至更大,用作舰载多用途飞机,主打加油、反潜、ISR,反倒更加有意义,但这是题外话了。
无歼-Y的最大特色是加莱特进气口和兰姆达翼。
一般认为,加莱特进气口比DSI更加适合高速飞行,尤其是超巡。当然,韩国KF-21、土耳其“可汗”都采用加莱特。KF-21肯定还达不到超巡,Block 2有这个想法,等实现了再说吧。“可汗”首飞就就趴窝了,超巡在很长时间里也只是信仰问题。实际上,韩国和土耳其都搞不定DSI的计算流体力学问题,只能用思路和工具上相对接近传统进气口设计的加莱特。
超音速飞机的进气口设计需要兼顾两个问题:
1、 附面层分离
2、 激波控制
超音速气流在最后进入进气道时要通过一道正激波(与气流方向垂直的激波锋面),才转入亚音速流动,然后才谈得上通过喉道减速增压,进入压气机和燃烧室。
速度大大高于音速的气流直接穿越正激波的阻力很大。要减阻的话,需要用角度逐渐增加的斜激波逐步减速,所以有双激波、三激波、四激波的进气口设计,设计目标是将多道斜激波的锋面在进气口外缘会聚,但“起点”逐级靠前,这样逐级减速后,最后在进入近期看的时候,速度降低到不超过音速太多。
不过气流穿过每一道斜激波的时候,都会发生“折射”一样的偏转,所以多激波系进气口最后都会有点“鼓起”,因为进气不是平行于机体轴线进入的,要转一道弯才导入发动机正面。
正激波进气口最简单,重量也最轻。F-16因为主要飞行在跨音速段,M2只是理论上的最大速度,所以用正激波进气口。大部分战斗机没有这么简单粗暴。问题是多激波系进气口的激波位置和角度受到飞行速度影响,所以早期多用调节斜板或者半锥实现激波控制。
调节斜板和半锥有上百公斤的重量,还有各种活动部件和豁口,增加雷达反射特征,所以隐身飞机不用。还要超巡,那就需要用固定装置达到近似的作用,这很考验气动设计公里。
附面层控制是另一个问题。空气有粘度,贴近机体表面的气流很是呆滞,远离表面的自由流动才和飞行速度对应。呆滞气流影响发动机工作,需要分离。一个办法是隔道,像瓜果削皮一样,把附面层削下来,通过隔道排放出去,干净的自由流动气流进入进气道。另一个办法则是DSI,用半水滴形鼓包剖开贴在机体表面的附面层,然后在动压的作用下向进气口两端顶出去。
DSI还可以在不同速度下产生复杂形状的激波,兼顾激波控制作用,但适应的速度范围较为有限,一般不宜用于太高的速度。这不是说,最大速度上不去,只是阻力代价急剧增加,就像F-16勉为其难也是可能飞到M2一样。
加莱特也称斜切菱形进气口,将本来就是横的平行四边形进气口再在水平和垂直两个方向各切一刀。很难形容这是什么样子,但一看就明白了。加莱特用进气口唇口产生斜激波,精巧的角度设计则产生多波系,对不同速度的适应范围也大于DSI,不过还是需要传统的隔道才能分离附面层。
沈飞通过歼-35对DSI深有体会,在无歼-Y上回到加莱特,是基于对两种技术的深刻理解。成飞无歼-X继续使用DSI,但在六代机上使用加莱特,同样是基于对两种技术的深刻理解,只是与沈飞的综合权衡的角度不同。
但从进气口设计来看,可以相对“保险”地推测,无歼-Y对高速性更加注重。
在机翼方面,无歼-Y采用兰姆达翼这可以很粗略地看做三角翼的后缘“抠掉”一块,或者传统后掠翼在内段有很大的填角。
三角翼和后掠翼的特点早就为人们所熟知。后掠翼是进入喷气时代首先广为采用的,后掠角具有跨音速减阻作用,机翼的构造和设计工具与平直翼时代相通。但随着飞行速度越来越高,大后掠翼的缺点也逐渐显示,尤其是不利于受力设计。承力的翼根很靠前,大量升力产生在翼根之后,造成的扭转很不利于与受力。
另一个问题是翼尖容易首先失速,导致升力中心前移。机头上仰加深失速,失速部位向翼根蔓延,升力中心进一步前移,机头进一步上仰。这个现象在降落的时候尤其容易发生,臭名昭著的F-100“弯刀舞”要了不少飞行员的命。
三角翼这些问题较小,翼内油箱容积较大,很快成为主流。但三角翼的弦长从翼根到翼尖一路降低,气流流尽上下翼面的情况也不断变化,升力产生不均匀,弦长很长的部位还带来额外的摩擦阻力,降低升阻比。所以同样翼载的情况下,后掠翼的“含金量”比三角翼要高,有利于机动性。
另一个问题是隐身时代特有的。雷达反射不仅由反射面产生,也由较长的线性结构产生。三角翼后缘不管是否带前掠、后掠,是较长的完整大尺度线性结构,不利于隐身。需要用折线打断。
兰姆达翼应运而生。在外翼段相当于后掠翼,展向的弦长相对一致,具有较高的升阻比,有利于提高航程和在推迟失速的产生;内翼段好比菱形翼,这是三角翼的变体,有利于受力设计、增加翼内油箱,也有利于用折线打断长直的后缘。
在同样翼展和后掠角的情况下,兰姆达翼的翼面积比三角翼小,比后掠翼大,但升阻比提高使得兰姆达翼的翼载的含金量也高于三角翼。无歼-Y的机动性应该很好。
无歼-Y还用前缘襟翼进一步加强机动性。这是沿机翼前缘可放下的控制面,用于在起飞、着陆或者激烈机动中增加机翼弯度,提高升力。
如此注重升力设计,或许意味着无歼-Y是奔着最终上舰去的?
阅兵视频里看不清,但无歼-Y几乎肯定有和无歼-X一样的大弹舱,EOTS之类也少不了。兰姆达翼“顺手”解决了面积律问题,所以也没有无歼-X的双尾撑。短小、干净的气动外形其实更加适合上舰。
不过尾钩最后会遇到和F-35C一样的问题,不知道沈飞有什么奇思妙想可以完美解决。前起单改双和弹射挂钩则不是大问题。



































