長期以來,殲20的鴨翼一直被吐槽,仿佛這已經成為了殲20的原罪,很多人因為鴨翼而片面認為殲20比不上美國的F22。然而一個事實卻狠狠打了噴子們的臉,美國最新公布的六代機CG圖,同樣帶有鴨翼,這又怎麼解釋呢?實際上鴨翼的存在並沒有我們想像的那麼low,它的複雜程度遠遠超過了傳統的氣動布局,所帶來的優勢也是無鴨翼戰鬥機無可比擬的,沒有深厚科研能力的國家完全不可能搞定鴨翼布局。
▲美國六代機鴨翼設計,圖源自水印
成飛從70年代就開始研製鴨翼布局的殲9,雖然這個項目最後流產了,但是通過這一項目,成飛製造了多型殲9原型機,以此積累了大量的相關經驗,並在隨後成功的研製了殲10系列戰鬥機。殲20項目啟動以後,成飛依靠自身數十年的技術積累,外加國內強大的風洞試驗室、超級計算機等硬體設施打造出具備中國特色的重型五代戰鬥機,最終贏得了軍方的肯定。殲20曾經以「升力體邊條翼鴨式布局飛機」獲得了第21屆全國專利獎金獎,可見其氣動設計得到了業內專家的一致好評,鴨翼布局到底好不好,外行看熱鬧,內行看門道,能夠收穫如此多的專業人士讚譽,自然不可能差。
▲殲9
鴨翼實際上可以看做是主翼的副翼,它不僅能夠帶來超高的升阻比,減少飛機對於發動機推力的性能要求,還可以提高飛機的機動性。升阻比是衡量飛機氣動效率的最重要參數,升阻比越高說明飛機效率越好。殲20因為鴨翼的加持,升阻比高達10以上,而F22的升阻比平均值只有8,所以採用推力更大的發動機實際上也算是無奈之舉。
大力出奇蹟,F119的發動機推力雖然略高於渦扇10B,但是油耗同樣也高,在油量相差不多的情況下,直接導致F22續航能力和作戰半徑的減少。在不攜帶副油箱的情況下,殲20內置燃油最大航程約4000公裡,F22則只有3200公裡,由此可見發動機推力並不是越大越好。實際上目前殲20所使用的渦扇10B發動機最大推力已經達到了14.5噸(F119約16噸),超過了俄羅斯的AL31F,足以滿足殲20現階段的需求,也能夠獲得一定的超音速巡航能力,並沒有太過迫切的換發需求。
▲殲20換裝新型渦扇10B發動機
除了提高升阻比之外,鴨翼對於戰鬥機的機動性也有很大幫助,有了鴨翼,飛機可以更好的進行機頭方向調整,這不僅能夠快速改變飛機飛行方向,也能在作戰中方便實現機頭指向,配合頭盔顯示器使用,可以牢牢咬住對手不放,方便展開各種攻擊。更重要的是,殲20上的鴨翼和垂尾都是全自動電傳控制,能夠根據戰場情況隨時調整鴨翼角度和飛行姿態,相比無鴨翼飛機的平尾有著難以比擬的優勢。
▲殲20鴨翼的多角度偏轉
國產渦扇15目前已經完成了大部分的研發工作,很快就將進行上機試驗,五年內必然會成為殲20的標配動力。渦扇15據傳最大推力可以達到18噸,兩臺加起來就是36噸推力,遠遠超過F22的32噸推力,那麼有了這麼強大的發動機,是不是就可以取消鴨翼了呢?撇開鴨翼所帶來的各種buff加成不提,飛機本身的氣動布局是經過了大量風洞試驗所得來的最佳設計,任何一點小小的變動都會帶來蝴蝶效應。如果去除鴨翼,那麼殲20必須加裝平尾來進行俯仰調節,而這樣的一減一增無異於重新設計一架飛機,不僅完全沒有必要,甚至還可能導致殲20總體性能的降低,所以去除鴨翼實在是無稽之談。
說了這麼多,鴨翼真有這麼好,不是很多人說鴨翼影響隱身?這就得說說鴨翼的弊端了,鴨翼由於突出機身,確實會增加少量的雷達反射截面積(不超過5%),但是這種增加僅限於機頭方向的雷達波,而大部分防空雷達都是從下而上傳播的,實際作戰的大部分情況下,鴨翼戰鬥機對於隱身的影響微乎其微。雖然機頭部分隱身有一點點影響,但是殲20因為沒有平尾,尾部雷達信號卻降低了,基本上算是兩相抵消,所謂鴨翼影響隱身也只是為黑而黑而已。
▲成飛經過大量研究,採用隱身設計的鴨翼並不會明顯增加雷達反射信號
那麼鴨翼如何實現隱身和機動性的結合呢?這就是傳說中的變形鴨翼技術,就在前段時間,多位南京航空航天大學的專家聯合申請了一項變形垂尾/鴨翼專利,這款鴨翼採用了可變形收攏設計,在需要時可以變身鴨翼布局,不需要時則可以將鴨翼收起,成為邊條三角翼布局,殲20如果能夠運用這樣的變形鴨翼技術,性能將會進一步提高,也許我們在國產六代機上能夠看到這樣的技術走入現實。