超音速戰鬥機一個技術難點,難於解決,兩大巨頭給了不同怪招

2021-02-08 艦載齧花熊

說起戰鬥機強國,歷來都有美俄法,這三巨頭,美國實力超群,穩壓一頭,很多朋友就很關心,俄羅斯戰鬥機和法國戰鬥機,誰更強悍一點,這是一個非常難有答案的問題,但是從兩個國家的文化氛圍看,或許是各有各的高招,俄羅斯是粗中有細,簡單粗暴但是效果良好,法國則是精雕細琢,美不勝收。

下面就讓我們對比一下俄羅斯和法國的主流戰鬥機,俄羅斯的蘇-35戰鬥機和陣風戰鬥機,這是兩款典型的三代半戰鬥機,蘇-35戰鬥機空重18噸,而陣風戰鬥機空重僅有10噸,差距明顯,但是大家都知道,飛機做大了保證性能參數難度很大,重量隨著尺寸的八次方增加,所以需要強大的材料和設計技巧。

俄羅斯開發了體積龐大的蘇-35戰鬥機,並非易事

而作為傳統工業技術強國的法蘭西,他們對於飛機性能和飛機尺度的關係,認識非常清楚,尤其在給定發動機重量尺寸推力等參數之後,能迅速找到成敗的關鍵:飛機空重上限,從飛機空重上限反推飛機長寬高,以及設備重量,內油等等,這也是法國人開發戰鬥機歷來小心謹慎的原因。

假如飛機設計師對飛機尺寸控制不當,使得尺寸超標,重量隨著8次方定律大幅度上漲,重量上漲則需要更大推力的發動機,發動機推力更大,則發動機重量更大,油耗更高,要保證航程,則需要更大的飛機內油空間,空間增大,飛機重量進一步增長,如此反覆飛機性能進一步下降,這就是傳統飛機設計的死循環。

陣風戰鬥機是法國設計的尺寸最大的批量型號,所以格外注意飛機的可靠性

從三代戰鬥機開始,更加強調機動性,所以機翼普遍使用長條前緣襟翼增加升力,提高機動性,降低起飛和降落距離,這在東西方各種型號戰鬥機中使用廣泛,但是法國人卻走了一條別具一格的道路,他們的長條前緣襟翼,其實是分離的兩塊湊合起來!

每一塊的中央位置,都有一個舵機驅動一個撐杆,使得襟翼前後移動,這種設計的特色是,每一塊長度都比較短,剛度比較好,高速飛行時候變形小,麻煩就在於,兩塊襟翼需要嚴格同步動作,而且法國人為了充分利用氣動性能,在兩塊襟翼之間採用了密封件,完全消除了兩塊襟翼之間的漏風,提高了增升效率!

兩塊襟翼用密封件連結起來,兩側是舵機前後推拉零件

這種設計的好處是,將一塊大型襟翼一分為二,使用兩個舵機驅動,每個舵機的功率就可以大幅度下降,功率小了,尺寸重量造價,難度,可靠性都會有進一步的縮減,即使其中一個舵機失效,所驅動的襟翼卡死,另外一塊襟翼還可以照樣動作,而不會完全失效,當然,這種情況下,兩個機翼之間的密封件會由於舵面之間的撕扯自動脫落,不再起相互連接作用。

而俄羅斯人設計則是另外一種風格,為了節省重量,千方百計簡化結構,最終遇到的問題就是,飛機機翼翼展太大,前緣襟翼過於細長,高速飛行時候容易被氣流吹動上翹,影響飛行。

這就是俄羅斯人的設計,在前緣襟翼根部增加固定卡槽,幾百克搞定剛度問題

事後看,俄羅斯人這種簡單粗暴但是極為巧妙的設計,得到了全世界航空專家的認可,而法國人的設計也非常有特色,類似設計也出現在民航客機前緣襟翼上,可以說是軍民一體,異曲同工!

相關焦點

  • 高速和高機動性的曲折歷程-簡述世界三代三代半戰鬥機技術特點
    ,最終在這種比較慘澹的前提下,蘇霍伊和米高揚整了兩個不同的思路,一個蘇霍伊積極進取,用一個超級大的升力體架構,容納1噸重的爛雷達,同時容納10噸內油,飛小4000公裡,這個設計最後的結果就是飛機太重,為了減重,機翼機身做的比較軟,最終犧牲了跨音速格鬥性能,最終靠R73飛彈和頭盔瞄準器來彌補,實際來說,這個怪招,效果良好,美國F15和F16機動性有一些優勢,但是近距離格鬥時候勝算不大,蘇聯解體後,快速開發頭盔瞄準器彌補空檔
  • 自適應循環技術與下一代戰鬥機發動機
    在美國的兩大發動機公司之間,普拉特·惠特尼比較善於短平快,用較低風險搶先推出適用的高性能發動機;而通用電氣走豪華路線,追求技術完美和超前,技術風險較大,也經常後發一步,但這後發的一步引發了所謂「發動機大戰」。  在1985到1990財年之間,美國空軍在通用電氣F110和普拉特·惠特尼F100之間競爭招標。
  • 大手筆,越空軍改進退役米格-21戰機 — 執行超音速無人自殺任務
    拆掉彈射座椅和顯示儀表,加裝無線控制系統和彈頭,這是中國30年前就做過的事情越南空軍擁有大量的米格-21戰鬥機,這些戰鬥機都是冷戰時期從前蘇聯得到的,隨著時間的推移,越南空軍也追隨中國的步伐,引進蘇-27SK單座戰鬥機以及蘇-30MKV
  • 以我國航空技術水平能仿製圖160嗎?除了發動機,還有一大難點
    圖片:最大後掠角時,翼刀豎起變後掠翼技術的巔峰,是美國的格魯曼F-14「雄貓」艦載戰鬥機。翼身融合體和靜不安定布局的第三代戰鬥機出現後,大大拓展了飛機在低速和高速之間的飛行包線範圍,就拋棄了這一過時的技術。
  • 中國超音速飛彈後來居上,美國將軍:我們落後了
    反艦飛彈在冷戰時期主要有美俄兩大流派,美國走的是亞音速風格,最常見的反艦飛彈就是號稱慢郎中的魚叉飛彈,雖然射程高達130公裡,但是速度只有0.6馬赫,而俄羅斯走的是超音速路線,出現了多款超音速飛彈,包括現代級驅逐艦使用的SS-N-22飛彈,最大速度3馬赫,末端能做15G蛇形機動,宙斯盾系統很難攔截,而中國海軍最近30年兼收並蓄,除了吸收歐美亞音速飛彈技術開發鷹擊-8系列飛彈之外
  • 戰鬥機推力矢量技術淺談
    為了突破飛行禁區,充分發揮戰鬥機最大潛能,使飛機能夠自由翱翔,為此無數設計師進行了各種方向的嘗試,包含了新的控制機理、控制策略與控制方法,而採用推力矢量控制技術就是解決上述固有缺陷的有效途徑。戰鬥機推力矢量技術本質上是基於戰鬥機使用需求,自頂向下的系統綜合,每一個要素的設計都是精雕細琢,牽一髮而動全身。該項技術研究與應用過程中所突破的大量關鍵技術,更是先進戰鬥機實現自主作戰的基礎技術,也是飛機平臺實現綜合化設計的關鍵要素,成為未來提升戰鬥機作戰能力的能力倍增器。
  • 戰鬥機雷達罩的秘密:顏色不同性能也大不相同
    戰鬥機雷達罩的功能首先是保證雷達不受氣流衝擊、壓力影響,保持雷達艙的溫度和壓力恆定。另外要通過結構和外形設計,保證雷達波的高透過性,嚴格控制波瓣畸變和失真。雷達性能取決於設計時的功率和技術水平,而雷達罩的設計水平和技術指標可明顯影響雷達的實際性能。中國軍工技術和航空科研發展很快,先進戰鬥機更新換代的周期越來越短。
  • 飛機螺旋槳加工技術視頻展示和知識大全
    複雜曲面加工是數控加工的難點,特別是一些不規則的曲線,或者大型葉輪,飛機螺旋槳等,這些曲面的編程是難點,牽涉到許多的坐標轉換問題,目前代表了數控加工的最高水平
  • 人類第一架超音速戰鬥機——F-100「超佩刀」戰鬥機
    但是,和蘇聯的米格-19超音速戰鬥機相比,美國裝備的第一款超音速戰鬥機,同時也是人類歷史上的第一款超音速戰鬥機——F-100「超佩刀」戰鬥機,卻有點名聲不顯。美國空軍隨後發展的F-104戰鬥機、F-105戰鬥機等超音速戰鬥機,都是以F-100「超佩刀」戰鬥機為基礎研發而來的,可以說,F-100「超佩刀」戰鬥機直接幫美國空軍的超音速戰機研發奠定了基礎。F-100「超佩刀」戰鬥機的研發時間很早,早在F-86「佩刀」戰鬥機誕生時,F-100「超佩刀」戰鬥機就已經開始了相應的研發工作。
  • 破碎的超音速水上戰鬥機之夢——康維爾F2Y「海標槍」
    研製這種水上戰鬥機看似是一個不可能完成的任務,經過了8年的數百次飛行和一次致命事故後,最後「海標槍」也的確被證明「無法勝任自己的任務」。康維爾XF2Y-1「海標槍」超音速水上飛機  聯合和伏爾梯兩家公司在1943年合併成為聯合和-伏爾梯飛機公司(Consolidated-Vultee),簡稱康維爾。
  • 2021年中國超音速臨近空間飛行器行業研究報告
    ,商業應用即將開始超音速臨近空間飛行器種類分為探空火箭、試驗平臺、武器裝備、太空旅遊及超音速客機。國家鼓勵民間資本進入到商業航天領域,臨近空間作為商業航天的其中一個細分方向實現同步發展。2019年國防科工局頒布的《促進商業運載火箭規範有序發展的通知中》,明確了亞軌道臨近空間發射的相關要求。在2020年中央政治局頒布的「十三五」規劃中,更是將臨近空間所屬的空天科技納入重大科技項目中。可以預見到,我國未來對於臨近空間開發的政策支持將更為廣泛且深入。
  • 殲20威龍VS F-22猛禽,隱身戰鬥機哪家強?
    傳統戰鬥機機動性佔據了極高的地位,從一代機到二代機三代機不斷強化機動性,幾乎達到飛行員生理極限,這種趨勢到了隱身飛機時代則出現了兩條岔路,F-22繼續強化機動性,突出超音速機動性和超音速巡航能力,而F-35戰鬥機則選擇性的放棄了追求機動性,不具備超音速巡航能力。
  • 航空發動機製造最大難點——渦輪葉片冷卻技術
    渦輪的工藝水平很大程度上說明了一個國家的航發製造水平。其製造的最大難點就是高溫。現代航空發動機的渦輪溫度在1500°以上,其次,隨著航空業的不斷發展,渦輪的工作環境也必然會逐漸惡劣。  解決高溫的思路主要有兩種:材料、冷卻技術。
  • 「黑鳥」「狐蝠」——從兩大神奇戰機看飛行器熱障
    而在上個世紀,世界各國的戰機早已經越過了音障、熱障兩大障礙。對於現在的戰鬥機,超音速巡航,超音速戰鬥都是標配。但是對於熱障,世界上卻只有兩大戰機曾經突破過,一個就是「黑鳥」,另一個是「狐蝠」。正是美蘇兩國的產物,也是冷戰的產物。
  • 超音速客機即將回歸?
    春節假期結束前,遠在大洋彼岸的美國通用電氣公司(以下簡稱GE)做了一個大動作,它們正式發布了用於民用超音速飛機——Aerion AS2
  • 土耳其展出TFX隱身戰鬥機模型,沒有美國我們照樣幹隱身飛機
    ,還有土耳其自主研發的TFX戰鬥機,從技術水平來說,法國牽頭的SCAF戰鬥機技術最高,號稱六代機,土耳其TFX戰鬥機技術最低墊底,作為買不到美國F35的國產替代品。作為一個地區級大國,缺乏美國支持,強行研發隱身戰鬥機,非常需要勇氣,這一次TFX戰鬥機的出現,也大大刺激了尚未到巴黎參賽的日本韓國印度等國家,可以說,在未來5年內,世界將掀起一大波隱身戰鬥機研發高潮。
  • 殲20換裝WS15發動機後 將實現超音速巡航?
    五代機具備超高的機動性能,和航電系統,並且具備隱身能力,能夠超音速巡航,給敵人出其不備的打擊。中國殲-20的問世標誌著中國躋身於世界前列。但是從飛行訓練,技術分析上看,中國殲-20戰機確實存在著一個大問題,這也是中國一直以來難以解決的棘手問題。眾所周知,中國在航空發動機技術方面的研究有所欠缺,並且由於五代機同三代四代機有著巨大區別,對航空發動機也同樣有著巨大要求。
  • F-35賣往全球,F-22卻被禁止出口,兩機的差別原來這麼大
    而F-35是世界上最大的單發單座艦載戰鬥機,研發更晚,技術與設計都是什麼新穎和先進的。同為美國五代機的精英,F-35「閃電」與F-22「猛禽」最大的不同可能就要屬使用權限了。美國政府出臺法令禁止F-22對外出售,甚至面對最親密的盟友也不能鬆口,反觀F-35卻在全球賣得如火如荼,訂單排起長隊,這是為什麼呢?通過對比,原來才知道兩機的區別這麼大。
  • 日本下一代新型戰鬥機——F-X戰鬥機
    測試:2013-201413億日元模擬武器與武器艙的分離,以研究跨音速和超音速時作用在安裝武器上的空氣動力學現象下一代發動機主要部件研究原型:2010-2014測試:2014-20151億日元通過開發高溫燃燒室、高溫高壓渦輪和輕量化壓縮機,實現下一代發動機的高推重比2011年7月-2011年8月戰鬥機綜合火控技術研究原型:2012-2016測試:2015-201791億日元開發一個以網絡為中心的戰鬥空間
  • 沈飛超音速無人隱身戰鬥機已完成所有測試,據說機動性能秒殺F-22
    近日,有媒體報導,由中國航空工業集團公司瀋陽飛機設計研究所設計的「暗劍」高速無人戰鬥機或已完成所有測試,這是世界上第一種超音速無人隱身戰鬥機通過測試,具有裡程碑意義。「暗劍」最早是在2006年珠海航展上公開小尺寸模型,展板介紹其特性為「具有超音速、超高機動能力與低可探測性,主要用於未來對空作戰」。