殲20為什麼要改一設計？美專家贊設計師是真正的天才

殲20量產型翼根前面的邊條由驗證機的尖拱邊條改為了直邊條，自然是有其道理的。高深的空氣動力學知識我沒學過，僅從表像上分析一下，希望能對大家有所幫助。

直接進入正題。局部迅速減壓產生的凝結水霧可以顯示渦流的走勢。俯視照片可以看出驗證機的翼根邊條渦沿軸向向後延伸，受垂尾流場影響後拐彎向外破裂。而量產型修改成直邊條後渦流走向變成了斜向外行，渦體軸心遠遠的避開了垂尾，完全延伸至襟副翼之後。所以我推測這個渦流走勢的變化正是邊條修改的主要目的。

如果你明白了，下面內容基本就可以不看了。如果想看看美國人走的彎路，更深入的了解這個變化的意義，請接著往下看。

渦流的充分利用是世界航空進入3代機時代的一個重要標誌。充分利用渦流可以提高升力，增強舵效，改善飛機的大迎角性能，甚至也可以減小阻力，增加航程。但是看似「萬能」的渦流其實也是一把雙刃劍。用得好了，可以令飛行性能突飛猛進，用不好卻可能導致機毀人亡。渦流是有利還是有害不是由強弱決定的，而是它出現在哪裡。

說到這裡有請我們的壞典型出場，歡迎F/A-18大黃蜂。

大黃蜂作為以邊條渦為氣動設計的核心而開發的第3代戰鬥機的傑出代表，第一次有了如此巨大的前緣邊條，有了可以在大迎角時避開機身遮蔽有效利用邊條渦流的外傾雙垂尾。兩種適合大迎角控制的結構結合在一起，而這兩部分產生的氣動力，給F/A-18帶來大迎角時穩定升力和控制力矩。得到的，本該是夢幻般的大迎角性能……但是，卻造就了長期困擾大黃蜂的弊病，為什麼會變成這樣呢?

NASA經過研究發現原來是大黃蜂邊條翼產生的強烈渦流在垂尾前部破裂，對垂尾產生了強烈的衝擊，造成機體震顫和結構破損。如果不加以控制有可能造成垂尾斷裂，嚴重危害飛行安全。

為了解決這個問題，美國人首先想到了給垂尾補強……是不是錯拿了俄毛的劇本了?

圖片來自空軍之翼

發現加強垂危只是治標不治本之後又在邊條上表面加裝了樹立的擾流板，這樣就能是邊條渦提前破裂……，算是部分放棄了邊條渦的增升效果的湊合手段吧。這種堵路式的修改即增加了重量，又降低了渦升力和尾翼舵效，但是至少飛起來不那麼危險了。

紅圈內為添加的擾流板紅圈內為添加的擾流板

這一對邊條渦與雙垂尾的矛盾直到F/A-18E/F超級大黃蜂才算是徹底解決。超級大黃蜂加寬的尖拱邊條在產生強勁渦流的同時，將渦流的軸線向外移動，避開了直擊垂尾。既提供了全舷長甚至覆蓋平尾上表面的渦流，也擦過垂尾外壁，增強了舵效。

通過梟龍的研發改進，成飛對於尖拱邊條的使用自然是得心應手。然而梟龍使用的是單垂尾，完全避開的渦流的不利影響。而採用了雙垂尾鴨式布局殲20自然就隱藏了新的氣動難題。

此前我們知道了殲20通過多渦系耦合，將渦升力提升到了令人髮指的程度。然而全動式垂尾因為其應力更為集中，所以對渦流的衝擊也更為敏感。通過照片我們很容易看出殲20驗證機的邊條渦衝擊垂尾的情況與早期的F/A-18情況很相似;所以有理由認為殲20驗證機也有同樣甚至更嚴重的困擾

美國頂尖專家安德魯·埃里克森博士曾在了解了殲20驗證機後稱讚其設計師為真正的天才。在殲20改進定型過程中，天才們再次展現出他們的能力。通過看似簡單的修形就有效解決了這一氣動矛盾，既不破壞隱身，又增大了容積，甚至可能都沒有增重。

殲20量產型機翼上表面渦流的的效果其實和F-22的很相似，也是斜向流過垂尾外側。

另外，對於進氣口上邊緣由水平改為下垂，有人認為只是為了增強隱身效果。其實改動不只是外段下垂，也進行了更深入的修形，取消了驗證機上進氣口兩側向外突出的渦流發生器結構。很可能是為了減弱進氣口邊條渦流強度。畢竟這幾組渦流是耦合的，不能獨立設計其中某一兩組渦流的狀態。

攝影作者為cGoneImage和JacKson bobo攝影作者為cGoneImage和JacKson bobo

除了氣動要求之外，邊條還同時還提供了內部空間。從驗證機開始就在邊條下面突出的紡錘狀鼓包其實就是給主機輪提供空間。殲7表示：嗯，這孩子是我親生的。然而到了量產型，邊條以及下方的鼓包上覆蓋的透波材料顯示其容納了某電子設備。

殲20的每一個細節都飽含智慧，經驗與技術。之後，我還會選取殲20或者其他機型一些有趣的局部和大家交流。在此，對無私共享殲20照片和視頻的攝影師們表示誠摯的感謝，尤其是照片上署名的向老大哥致敬、Mackurt、卉sama、Air Sheep、cGoneImageJacKson。感謝空軍之翼網站提供的寶貴資料。

來源：鼎盛軍事 作者：一架

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