為什麼有些飛機有個天鵝頸

最新 04-22

【前幾天和同學聊天，談到「為什麼我們的雙發飛機都這麼長？殲8長，殲20更長」。於是老彭有了下述言論。】

殲8是個老飛機，採用的是靜穩定設計。因為那會兒咱們的飛控技術不過關（而且那會兒全世界的飛機大都還是採用靜穩定結構）。靜穩定的飛機要求它的升力中心在重心的後面。殲8又採用的是常規的布局，就是水平尾翼在後面。在這種情況下，主翼就得比較靠後，（保證把升力中心）放在重心後面。但是為了能夠提供足夠的水平尾翼配平（和控制）力矩，水平尾翼面積又不能太大，就必須要加長力臂，因此飛機的尾巴就不能太短。但是由於殲8脫胎於蘇聯設計，而蘇聯沒有發明尾撐結構（尾撐結構基本是美國人發明的）。

在不適用尾撐時，尾巴不能太短，導致發動機必須往後靠。但是當時發動機推重比小（發動機重），發動機往後靠結果就使重心又會往後靠。那重心往後靠怎麼辦呢，那就把脖子變長，把機頭往前伸（使重心前移），所以殲八就成了一個大細桿。看著就比較難看了。

所以殲8是一個長得不太好看的飛機，是個大細桿兒。但這樣做倒是有一個好處，就是超音速阻力比較小。所以對於一個追求高空高速的戰鬥機來講，也還行。

如果說我們給殲20下個定語的話，它的氣動設計是世界一流的，在當前氣動理論的情況下，百分百世界一流、而且前無古人。

殲20設計師非常厲害。殲20採用了一系列先進氣動設計，比如說鴨式布局，並在鴨式布局的基礎加上邊條翼、翼身融合，結果殲20機頭、進氣道、鴨翼、邊條、主翼的設計，全都是產生升力的。也就是極度地追求升阻比：以最小的阻力獲得最大的升力。原因是什麼呢，因為咱們發動機不行，就只能靠飛機自身。最好是用推重比8的發動機就能夠達到F22相同的機動水平和超音速巡航能力。當然殲20也採用了其它先進技術，比如說：縱向的放寬靜穩定，甚至於說，實際上它的方向方也就是橫向也可能放寬了靜穩定，如果你看殲20的垂尾的大小，你會發現比蘇27小得多。垂直尾翼很小，而且是全動垂尾，

所以，殲20實際上代表了全世界現役戰鬥機裡面目前最先進的氣動設計和飛行控制的水平。只不過由於要追求超音速巡航和隱身，他不能像蘇27有那麼一個大拱背，機身就顯得比較扁平，因此就看著長。實際它不是真長，它很合適、很正常，也很能裝油，所以航程很大。

實際上殲20用這個鴨式布局還有一個特別大的好處，就是超音速機動性能會好。

像殲8這種常規布局的飛機，即使它是放寬靜穩定的（F16，F18都是放寬靜穩定，F15大概是中立狀態），在超音速狀況的時候，由於超音速氣動規律和亞音速不一樣，一定會出現升力中心後移的現象。升力中心靠後則靜穩定度會上升。這樣，靜不穩定的飛機基本都會變得靜穩定，原來就靜穩定的飛機會變得極其（過度）穩定。但是這種情況下飛機實際上是處於正常飛行時會有嚴重低頭趨勢的狀態。因此就需要靠水平尾翼要給一個大的配平角度去壓住（產生抬頭力矩），免得低頭。這時剩餘的可用舵偏角已經很有限了，所以實際上在超音速情況下，水平尾翼已經沒有足夠的操作力矩，飛機很難拉出大攻角，因此超音速機動性就會非常差。

但是鴨式布局就不太一樣。鴨式布局的鴨翼在前面，在超音速情況下，雖然升力中心後移，但是配平所需要的負載沒那麼大。因此它剩餘的可用舵偏角還是比較大的，所以說超音速機動性就會好。