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  • 軍工科普|氣動布局:“隱形的翅膀”

    來源:解放軍報作者:齊呈榮 姜子晗 李韜責任編輯:王鳳2022-07-08 12:28

    摘要:戰斗機不同的氣動布局,可以產生不同的升力效果,被稱為艦載機“隱形的翅膀”。

    科研人員在設計艦載機時,氣動布局是需要考量的重要因素。戰斗機不同的氣動布局,可以產生不同的升力效果,被稱為艦載機“隱形的翅膀”。

    與陸基戰斗機不同的是,艦載機的起飛距離僅為陸基戰斗機的1/10,艦載機如何實現短距起飛,是艦載機氣動布局設計的難點。

    有一種氣動布局,將水平尾翼移至主翼前的機頭兩側,因外形酷似鴨子被稱為“鴨式布局”。艦載機起降時,鴨翼能使機頭產生正升力,從而快速“抬頭”,像放風箏一樣讓艦載機借風飛翔,實現短距起飛。

    然而,鴨翼有一個致命缺陷:會擴大艦載機的俯仰反應,著艦時容易發生擦地現象。法國達索公司在改進“陣風”戰斗機時發現,短機身可以增加擦地角度。于是,科研人員將 “陣風”戰斗機機身縮短,研制出“陣風M”艦載機,成功解決這一難題。

    與歐美主流戰斗機設計不同的是,俄羅斯在艦載機氣動布局設計上另辟蹊徑,采用“前翼+機翼+平尾”的三翼面氣動布局。蘇-33是三翼面氣動布局的主要代表,增加雙開縫增升襟翼,有效提升機翼升力;前翼形成可控渦流作用力,將升力系數在原有基礎上增加了0.2;升高垂直安定面高度,提升戰斗機在側風條件下的起降穩定性。

    此外,在艦載機氣動布局改進過程中,不能為了提高升力而加大翼面,這樣會導致航母可攜帶戰斗機數量大大減少。

    因此,翼展較大的艦載機往往會選擇折疊機翼設計。獨立的襟翼和副翼會在折疊鉸鏈處進行分界,從而縮小艦載機在甲板上所占面積。以美國尼米茲級航母搭載的F/A-18“大黃蜂”艦載機為例:在機翼不能折疊的情況下,只能搭載44架;若采用折疊機翼,最多可以搭載127架,航母作戰效能顯著提高。

    (齊呈榮、姜子晗、李韜)

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