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2018-09-16 01:32:15

•   气动布局主要决定战斗机的机动性。战斗机的设计任务不同，机动性要求也不一样，这必然导致气动布局形态各异。战斗机的气动布局有很多种，现代主要有常规布局、鸭式布局、无尾布局、三翼面布局等。这些布局都有各自的特殊性及优缺点。 
  　　常规布局：自从莱特兄弟发明第一架飞机以来，飞机设计师们通常将飞机的水平尾翼和垂直尾翼都放在机翼后面的飞机尾部。
    这种布局一直沿用到现在，也是战斗机最经常采用的气动布局，因此称之为“常规布局”。20多年前，研究人员发现，如果在机翼前沿根部靠近机身两侧处增加一片大后掠角圆弧形的机翼面积，就可以大为改善飞机大迎角状态的升力。这增加的部分在我国一般叫做“边条”。
    新式战斗机很多都采用这种布局，如俄罗斯的米格－29、苏－27、美国的F－22、F－16、F－18等。只要看到一型飞机采用了边条的设计，就可推测到这型飞机是强调近距离格斗性能，适合大迎角、大过载机动飞行的。美国的飞机一直钟情于常规布局。虽然美国通过X－31试验机已经获得了鸭式布局设计的要领，但在新一代战斗机F－22亮相时，大家看到的仍然是常规布局。
     
  　　鸭式布局，指在机翼前方机身上装有水平小翼面而没有水平尾翼的布局，是一种十分适合于超音速空战的气动布局，历史悠久，莱特兄弟制造的世界上第一架真正的飞机就是鸭式布局，飞起来看着像一只鸭子，“鸭式布局”由此得名。早在二战前，前苏联已经发现如果将水平尾翼移到主翼之前的机头两侧，就可以用较小的翼面来达到同样的操纵效能，而且前翼和机翼可以同时产生升力，而不像水平尾翼那样，平衡俯仰力矩多数情况下会产生负升力。
    采用鸭式布局的飞机的前翼称为“鸭翼”。战机的鸭翼有两种，一种是不能操纵的，其功能是当飞机处在大迎角状态时加强机翼的前缘涡流，改善飞机大迎角状态的性能，也利于飞机的短距起降。真正有可操纵鸭翼的战机目前有欧洲的EF－2000、法国的“阵风”、瑞典的JAS－39等，还有如今我国最先进的歼—20 、歼-10。
    这些飞机的鸭翼除了用以产生涡流外，还用于改善跨音速过程中安定性骤降的问题，同时也可减少配平阻力、有利于超音速空战。在降落时，鸭翼还可偏转一个很大的负角，起减速板的作用。 
  　　无尾布局：无平尾、无垂尾和飞翼布局也可以统称为无尾布局。
    比如法国的幻影3、幻影2000以及美国的F102、F106，它们没有水平尾翼，仅有垂直尾翼。采用无尾布局的飞机通常改用副翼来代替平尾，当左右机翼的副翼同时向上或向下偏转时，它起平尾的作用；左右副翼偏转角度不同时起副翼的作用，使飞机倾斜或保持横侧平衡。
    飞机没有水平尾翼可减少飞行中的阻力及重量，其基本优点为超音速阻力小和飞机重量较轻，使飞机容易加速到超音速状态，但其起降性能及其它一些性能不佳，总之以常规观点而言，无尾布局不能算是一种理想的选择。然而，随着隐身成为现代军用飞机的主要要求之一以及新一代战斗机对超音速巡航能力的要求，使得无尾——特别是无垂尾形式的战斗机方案越来越受到更多的重视。
     对于一架战斗机而言，实现无尾布局将带来诸多优点。首先是飞机重量显著减少；其次，因为取消尾部使全机质量更趋合理地沿机翼翼展分布，从而可以减小机翼弯曲载荷，使结构重量进一步减轻；另外，尾翼的取消可以明显减小飞机的气动阻力，同常规布局相比，其型阻可减小60%以上；不言而喻，取消尾翼之后将使飞机的目标特征尺寸大为减小，隐身性能得到极大提高；最后尾翼的取消同时减少了操纵面、作动器和液压系统，从而也改善了维修性和具有了更低的全寿命周期成本。
    在有垂尾的常规飞机上，垂尾的作用是提供偏航/滚转稳定性，尤其是偏航稳定性，此外垂尾的方向舵还参与飞机的偏航控制。取消垂尾之后，飞机将变为航向静不稳定，同时丧失偏航控制能力。采用放宽静稳技术之后，无垂尾飞机可以是航向静不稳的，但不能是不可控的。
    针对这一问题可以采用推力矢量技术加以解决。推力矢量技术作为新一代战斗机高机动性的主要动力目前已经得到了较为完善的发展，大量实验都证明，在无垂尾的情况下，推力矢量具有足够有效的操纵功能。 
  　　三翼面布局：在常规布局的飞机主翼前机身两侧增加一对鸭翼的布局称为“三翼面布局”。
    三翼面布局形式可以说最早出现在六十年代初，米高扬设计局由米格-21改型而得的Е-6Т3和Е-8试验机。三翼面的采用使得飞机机动性得到提高，而且宜于实现直接力控制达到对飞行轨迹的精确控制，同时使飞机在载荷分配上也更趋合理。俄罗斯的苏－34、苏－37和苏-47都采用这种布局。
    美国在F－18上也试过这种布局，但没有发展为生产型号。 三翼面布局的前翼所起的作用与鸭式布局的前翼相同，使飞机跨音速和超音速飞行时的机动性较好。但目前这种布局的飞机大多是用常规布局的飞机改装成的。三翼面布局的缺点是增加了鸭翼，阻力和重量自然也会增大，电传操纵系统也会复杂一些。
    不过这种布局对改进常规布局战机的机动性会有较好的效果。 
  　　变后掠翼布局：变后掠布局较好的兼顾了飞机分别在高速和低速状态下对气动外形的要求，在六七十年代曾得到广泛应用，如：F111、F14、米格23等。但由于变后掠结构所带来的结构复杂性、结构重量的激增，再加上其它一些更为简单有效的协调飞机高低速之间矛盾的措施的使用，在新发展的飞机中实际上已经很少有采用这种布局形式的例子了。
    

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  马***

  2018-09-16 01:32:15

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