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从目前各主要军事强国公布的下一代战斗机初步方案(存在的变数也很大)来看,无垂尾设计确实是主流。相对于目前三、四代战斗机的单垂尾/双垂尾,无垂尾设计对提升战斗机隐身能力、降低飞行阻力等作用明显,但是也对战斗机的飞控系统、制造材料等提出了更高的要求!个人认为下一代战斗机采用无垂尾设计的原因包括:
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电影《绝密飞行》中的未来高度智能化的无人战斗机EDI,采用无垂尾+柔性机体材料设计!
法国达索公司公布下一代战斗机方案
1)降低雷达反射信号、提升隐身能力:隐身能力是未来战斗机必备条件之一!对于现代战斗机而言,其主要的雷达反射信号来自于机头及机身侧面,而垂尾是影响侧面雷达反射信号的关键因素之一,因此,目前的四代战斗机中,包括歼-20、F-22、Su-57、F-35等全部采用大倾角的垂危,目的就是要尽可能的降低侧面雷达反射信号。对于下一代战斗机,其隐身性能必定更高,而且不仅要对短波雷达具有隐身能力,对于目前反隐身雷达普遍采用的长波也要具有隐身能力,因此,采用无垂尾设计也是大势所趋!
现役四代战斗机雷达反射信号对比,均采用大倾角垂尾设计!
2)降低飞行阻力、提升飞行速度:下一代战斗机的动力将会更强劲、飞行速度更高(预计最大飞行速度应该在3-5马赫),高速飞行时任何降低阻力的措施都将会是设计考虑的重点,垂尾虽然迎风截面已经很小,但是,要是在3-5马赫等速度下,其产生的阻力也是十分可观的。下一代战斗机采用无垂尾设计也是必要的措施之一。
三、四代战斗机的垂尾等常规翼面,阻力贡献也很可观美国下一代战斗机方案
无垂尾设计能够提升隐身和飞行性能,但带来的问题是如何保持战斗机的机动性能,这方面个人认为未来主要通过2种方式来实现:一是采用矢量发动机,二是机体采用柔性材料!矢量发动机的技术目前已经比较成熟,通过调整发动机喷管方向也可以使战斗机产生机动力拒,未来矢量控制技术肯定也会更加高效、方便;机身采用柔型材料,在不同的飞行状态下可以适当调整机体结构,同时也可以使整个战斗机机体成为一个可变的调节面,同样也能保证战斗机的机动性。
下一代战斗机采用的矢量喷管将更加灵活、方便!
虽然目前全球范围内也仅有为数不多的几个国家研发、装备了四代战斗机,但是,各航空强国在下一代战斗机的研发上早已开始了竞争。未来的军事对抗,掌握制空权仍是第一要务,谁掌握了天空谁就掌握了主动权!虽然我们的歼-20才刚刚形成初步战斗力,但相信我们的军工科技人员早就做好了应对未来空中挑战的准备!
美国下一代战斗机的变循环发动机已经取得技术突破
下一代战斗机的竞争已经悄然开始!
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为什么未来战机要往无垂尾、尾翼方向发展?这是一个非常有讨论性的问题。往这方面发展的原因是考虑在超音速、隐形性上进一步发展。但是他对科技上的要求也是比较高的!这个问题我们先从垂尾和水平尾翼在飞机上充当这怎样的作用,由浅到深慢慢为大家讲解。
垂尾在飞机上冲当的是一个方向盘的做用,可以在水平面进行左右转弯,通过气流的作用方向舵往哪边偏转,飞机就往哪边偏转。水平尾翼在在飞机上的作用,是给飞机提供升力。飞机起飞时前缘朝上,后缘朝下。降落则反之。这么重要的部位为什么要取消呢?取消后有由谁来接替这个位置呢?
推力矢量发动机可通过转动喷口靠尾喷气流来改变飞机的飞行状态,如美国的二元矢量喷口发动机,就是在发动机尾部安装调节板,上下调动来改变飞机尾喷气流的方向来控制飞机的俯仰状态!同样也达到了水平尾翼同样的效果!多元矢量推力发动机,是在二元矢量推力发动机的基础上发展出的产品,理论上可360°进行转动。这样通过喷口的左右调整来改变飞机左右偏转的状态。通过上述分析飞机是可以通过推力矢量发动机来代替水平尾翼和垂尾的。
飞机取消垂尾和水平尾翼有什么好处
1.取消垂尾和水平尾翼对飞机的隐形功能起到了很大的帮助。取消水平尾翼和垂尾,可减小飞机对雷达波的反射面。让飞机的隐形性能在往前进一步。
2.可以减轻飞机的重量。
3.减小跨音速时的激波阻力。飞机在跨音速或者超音速飞行时,飞机零升波阻力会与飞机的横截面积会影响飞行阻力,所以截面积越小阻力越小。
当然肯定也会有读者存在疑问,问什么多元矢量发动机已经生产,问什么不采用这种方法?其实这种想法,由于现在多元推力矢量发动机科技,产品还不成熟用到飞机上不太稳定,所以现在这个阶段只能先两者都用上,先保证飞行安全。等到科技成熟,产品稳定,这肯定是一个发展的大趋势!
当然随着现代飞机设计和发展,飞机的隐身性会越来好,速度也会变得更快。同时也会出现更多的新问题,如速度增大,飞行员身体收到的载荷也会增大,这将如何去解决?速度越快飞机外表的温度和图层需要用什么样的材料去代替?等等问题都是需要去解决的。
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