歼10是抄以色列战机发家?为何中国成功以军彻底失败

2017年09月13日 13:00 新浪军事

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  在80年代发展的鸭式布局战斗机中,以色列的LAVI没有完成试飞就匆匆下马,中国的歼10最后则取得了很大的成功。

  对于LAVI的下马,目前有很多人仍然认为这是美国的阴谋。但是仅从技术角度讲,LAVI失败的决定性原因,在于以色列设计师太贪婪,设计上进退失当不知分寸;导致整个布局出现了致命的失误,根本不能达到正常性能要求,其修改成本高昂到整个项目无法负担,只能半途夭折。

  三代机在80年代开始的后期发展中,在东西方都掀起了鸭式布局的热潮。鸭式机实际上相当于把常规布局战机的水平尾翼放到机翼前面,并且与边条合二为一;理论上这能显著减少全机的长度,让飞机更轻巧、阻力更小。

  图:三代常规布局战机,形成漩涡气流靠边条,俯仰控制靠水平尾翼

  图:三代机中,鸭翼的作用等同于水平尾翼和边条合一

  图:鸭式布局的涡流增升

  鸭式布局的一个重要性能优势来源,就是其鸭翼能够撕裂迎面的气流,在机翼上方卷起强烈的漩涡,这会极大的提升机翼的升力表现——而且这种效果要大大强于常规的边条设计。因为鸭翼的翼展和面积都占有优势,而且机翼自身也产生涡流,它是两个大漩涡体系相互耦合增强的结果。

  鸭翼面积越大,和机翼越是靠近,最后形成的涡流就越是强力,升力增加就越是猛烈。但也正由于鸭翼把平尾和边条的功能结合在一起,还做了大幅度强化,其升力大小变化过程就特别剧烈,特别难以控制。

  图:LAVI鸭翼的安排太极端了

  LAVI的设计中,鸭翼面积做的很大,而且有一半都插入了机翼的投影区域,鸭翼的转轴已经深入到了机翼的投影区域以内。此外,LAVI为了在相同的面积下获得更强的升力性能,特别是巡航升力表现,采用了后掠翼而不是三角翼作为主翼布局——这在现有先进鸭式布局飞机中绝无仅有。

  涡流增升超级给力的前翼设计,加上升阻比特别出色的后掠翼;LAVI如果能顺利成功,那么就能以非常小的飞机重量,获得远比其它类似型号强得多的短距起飞爬升和载重能力,强得多的亚声速机动能力,而且飞的也能远得多。想法真是挺美好的。

  图:鸭翼配后掠翼在很多前沿探索方案中都出现过,敢拿来实用的只有以色列人,而且毫不意外的失败了

  图:苏27/米格29的眼镜蛇机动,就是后掠翼的俯仰力矩上仰特性被边条涡流急剧放大以后,形成的急剧而不可控的上仰现象。这个动作是苏联在发现苏27存在大迎角失控问题以后,经过大量试飞发展出来的特技动作。

  然而三代机的主翼还有苏27和米格29系列这样少数用后掠翼的,到五代机就一款都没有。关键原因之一,后掠翼在极限机动的状态下,升力首先从外侧开始丧失。而后掠翼的外侧是在后面的,后头升力没有了,前头还很大,就会让飞机猛的抬头失控。这就是后掠翼的所谓“俯仰力矩上仰”现象。

  图:JAS39的俯仰控制问题是可以解决的,而且后来确实解决了。在LAVI上,这一问题不仅无法解决,而且将远比JAS39剧烈

  LAVI这种极端化的组合设计,最后的结果就是这架飞机根本无法完成高机动飞行。一旦该机抬头的速度过快、迎角增加较大,就将陷入剧烈的俯仰失控过程中。

  图:除了LAVI,没有鸭式布局飞机将鸭翼深入插入机翼范围,主翼设计没有采用后掠翼的,这不是巧合

  要解决这个问题,LAVI唯一的出路就是鸭翼必须大幅度前移,机翼的后缘必须更改为平直或者带前掠的三角翼设计。换句话说,整个飞机的核心气动布局设计、机身和机翼结构设计全部要重来。

  这样的更改成本,对于LAVI这个项目是根本无法承受的。在LAVI后期,IAI委托格鲁曼重新设计机翼,名义上是通过更改机翼内部整体油箱来加大航程载荷性能,但最根本目的还是消除LAVI的控制问题;但由于成本的不可接受,项目最终只能夭折。

  最后,对于LAVI项目,笔者用此前文章《歼20侧面隐身比F22更好:只因F22不敢用全动垂尾》中的一段话作为总结:

  “对于高风险、高收益的极端化设计,唯一的评判逻辑就是看最终结果,这是非常成王败寇的事情:失败了,那当然就是设计师狂妄盲目,脱离实际;成功了,那就是设计师能力卓著,决断过人。”

  图:如果歼10真抄了LAVI的设计,或者基于LAVI的设计,最后一定会失败。

  LAVI项目的失败,在其总体方案的极端化思路方向确定时就已注定。任何试图抄袭LAVI,或者在该机总体方案路线上继续发展的做法,最后一定会以失败告终。(作者署名:候知健)

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