採用後掠梯形翼,好處是後掠角選擇限製較小,可以根據需要進行優化;但和三角其相比,缺點也很明顯:結構效率較低;內部容積較小,對於要求跨戰區航程的atf而言影響尤大;氣動彈性發散問題較明顯;機翼相對厚度的選擇受限製,不利於選擇較小的相對厚度來減小超音速阻力。如果選擇後緣前掠設計,當機翼前緣後掠角(後緣前掠角)較小時,這種機翼更接近於諾斯羅普慣用的小後掠角薄機翼(典型的如f-5、yf?17),所麵臨的問題則和後掠梯形翼相同??超凡的續航能力和優良的超音速性能是這種機翼難以解決的巨大矛盾。而採用大後掠角的對稱菱形翼,在隱身上是有利的??f一117採用高達66.7度的後掠角,就是為了將雷達波大幅偏轉出去??但氣動方麵的限製已經否決了這種可能性:展弦比太小,氣動效率極低,這種飛機造出來能不能飛都是個問題。而且後緣前掠角太大,將使得機翼後緣的增升/操縱裝置的效率急劇降低直至不可接受。
綜合權衡之下,隻有採用中等後掠角的對稱菱形翼,才能在隱身、續航、氣動等諸方麵取得令人較為滿意的平衡點。至於為什麽恰好選定40度後掠角,筆者認為,在其它條件基本得到滿足的情況下,優化邊條渦的有利幹擾應該是影響因素之一。不過,既便如此,40度的後緣前掠角也嚴重影響了機翼後緣氣動裝置的效率:yf一23a必須使用更大的襟翼下偏角來保證增升效果,但這又增大了機翼上表麵附麵層分離趨勢,不但增大了附麵層控製難度,也反過來降低了增升效果另一方麵,yf一23a的副翼效率也不佳,導致其滾轉率不能滿足要求,而這最終影響到了競爭試飛的結果。
就機翼的特點來看,諾斯羅普的考慮優先順序首先是隱身,其次是超音速和續航能力,最後才是機動性和敏捷性。
為改善機翼升力特性,yf一23a採用了前緣機動襟翼設計,其展長約占2/3翼展。有資料稱該機採用的是縫翼設計,但在yf-23a試飛照片上看不出縫翼的特徵。而且從隱身角度考慮,當縫翼伸出時,形成的狹縫將成為電磁波的良好反射體,這對於諾斯羅普來說是絕對不能接受的。
事實上,前緣襟翼對飛機的隱身特性仍然有不利影響。最好的解決手段是在afti/f一111上驗證的任務自適應機翼技術,可以避免機翼表麵的不連續和開縫,不過遺憾的是直至今天這一技術仍未投入實用。對此,yf-22a採用了從f一117上繼承來的菱形槽設計,使得襟翼偏轉時該處成為低雷達反射區。而極力追求隱身的yf一23a竟然不考慮這個細節,唯一的解釋就是在該機的典型作戰狀態(超巡)時,機翼為對稱翼型,不需要偏轉襟翼。
位於yf一23a機翼後緣的氣動操縱麵設計相當有特色,可算是yf一23a的亮點。有的資料稱,機翼內側為襟翼,外側則是副翼,但實際情況遠非這麽簡單。簡單的襟翼、副翼之分,並不符合諾斯羅普在yf一23a上體現出來的“一物多用”的設計思想。就yf一23a的試飛照片來看,內、外側控製麵均有參與增升和滾轉控製。因此筆者將其定位為“多用途襟副翼”。之所以說“多用途”,是因為這兩對控製麵除了傳統襟副其的功能外,還兼有減速板和阻力方向舵的作甩當內側襟副翼同時下偏,外側襟副冀同時上偏,在保證機翼不產生額外升力增量的同時,產生對稱氣動阻力,起到減速板的作用;當隻有一側襟副翼採用上/下偏時,則產生小對稱阻力,起到阻力方向舵的作用??這肯定是從b一2的設計繼承發展而來的。這種設計相當新穎,有效地減輕了重量,但飛控係統的複雜性和研製風險則不可避免地增大了。
美國第四代f-35閃電戰鬥機 [本章字數:2202 最新更新時間:2009-09-29 09:00:00.0]
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美國的f-35有“世界戰鬥機”之稱。3年前,美軍的“通用低成本輕型戰鬥機”和“聯合先進攻擊技術”的新戰機理念在洛?馬-諾?格公司聯合研製的x-35上初現,美軍便選中它並命名為f-35聯合打擊戰鬥機(jsf)。它的研製費用將達絕對空前的2000億美元,世界上還有8個國家參與合作,投入經費亦超過45億美元。預估市場有4000架需求意向,這令世界傳媒驚疑。
高新技術匯聚的f-35
眾多高新技術在f-35上匯聚,將使f-35掛上“世界最先進”的光環。f-35的電光瞄準係統(eots)是一個高性能的、輕型多功能係統。它包括一個第3代凝視型前視紅外(flir)。這個flir可以在更遠的防區外距離上對目標進行精確的探測和識別。eots還具有高解析度成像、自動跟蹤、紅外搜索和跟蹤、雷射指示;測距和雷射點跟蹤功能。
2003年12月,洛?馬-諾?格專家組驗證了f-35戰鬥機的作戰效能。在全尺寸樣機的內部武器艙中,來自美空軍、海軍和海軍陸戰隊的軍械人員裝掛了各種武器的模型,並提供裝掛過程的評價。這種驗證的目的是確保f-35的武器艙能適應內部掛載的各種武器,同時方便軍械人員能輕而易舉地裝掛。試掛的武器有聯合防區外武器、聯合直接攻擊彈藥、風修正彈藥布撒器、雷射製導炸彈和aim-120先進中距空對空飛彈。
f-35還計劃掛載新的武器,可能在機內攜帶兩枚微型聯合防空區外發射空地飛彈,每個機艙各一個,也可能掛載小型尋的攻擊性巡航飛彈(smacm)。它將具備在各種天氣情況下打擊移動目標的能力,每枚價格相當於微型jassm的20%。小型尋的攻擊性巡航飛彈的射程是250海裏左右。f-35飛機能夠運載8個小型尋的攻擊性巡航飛彈。
綜合權衡之下,隻有採用中等後掠角的對稱菱形翼,才能在隱身、續航、氣動等諸方麵取得令人較為滿意的平衡點。至於為什麽恰好選定40度後掠角,筆者認為,在其它條件基本得到滿足的情況下,優化邊條渦的有利幹擾應該是影響因素之一。不過,既便如此,40度的後緣前掠角也嚴重影響了機翼後緣氣動裝置的效率:yf一23a必須使用更大的襟翼下偏角來保證增升效果,但這又增大了機翼上表麵附麵層分離趨勢,不但增大了附麵層控製難度,也反過來降低了增升效果另一方麵,yf一23a的副翼效率也不佳,導致其滾轉率不能滿足要求,而這最終影響到了競爭試飛的結果。
就機翼的特點來看,諾斯羅普的考慮優先順序首先是隱身,其次是超音速和續航能力,最後才是機動性和敏捷性。
為改善機翼升力特性,yf一23a採用了前緣機動襟翼設計,其展長約占2/3翼展。有資料稱該機採用的是縫翼設計,但在yf-23a試飛照片上看不出縫翼的特徵。而且從隱身角度考慮,當縫翼伸出時,形成的狹縫將成為電磁波的良好反射體,這對於諾斯羅普來說是絕對不能接受的。
事實上,前緣襟翼對飛機的隱身特性仍然有不利影響。最好的解決手段是在afti/f一111上驗證的任務自適應機翼技術,可以避免機翼表麵的不連續和開縫,不過遺憾的是直至今天這一技術仍未投入實用。對此,yf-22a採用了從f一117上繼承來的菱形槽設計,使得襟翼偏轉時該處成為低雷達反射區。而極力追求隱身的yf一23a竟然不考慮這個細節,唯一的解釋就是在該機的典型作戰狀態(超巡)時,機翼為對稱翼型,不需要偏轉襟翼。
位於yf一23a機翼後緣的氣動操縱麵設計相當有特色,可算是yf一23a的亮點。有的資料稱,機翼內側為襟翼,外側則是副翼,但實際情況遠非這麽簡單。簡單的襟翼、副翼之分,並不符合諾斯羅普在yf一23a上體現出來的“一物多用”的設計思想。就yf一23a的試飛照片來看,內、外側控製麵均有參與增升和滾轉控製。因此筆者將其定位為“多用途襟副翼”。之所以說“多用途”,是因為這兩對控製麵除了傳統襟副其的功能外,還兼有減速板和阻力方向舵的作甩當內側襟副翼同時下偏,外側襟副冀同時上偏,在保證機翼不產生額外升力增量的同時,產生對稱氣動阻力,起到減速板的作用;當隻有一側襟副翼採用上/下偏時,則產生小對稱阻力,起到阻力方向舵的作用??這肯定是從b一2的設計繼承發展而來的。這種設計相當新穎,有效地減輕了重量,但飛控係統的複雜性和研製風險則不可避免地增大了。
美國第四代f-35閃電戰鬥機 [本章字數:2202 最新更新時間:2009-09-29 09:00:00.0]
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美國的f-35有“世界戰鬥機”之稱。3年前,美軍的“通用低成本輕型戰鬥機”和“聯合先進攻擊技術”的新戰機理念在洛?馬-諾?格公司聯合研製的x-35上初現,美軍便選中它並命名為f-35聯合打擊戰鬥機(jsf)。它的研製費用將達絕對空前的2000億美元,世界上還有8個國家參與合作,投入經費亦超過45億美元。預估市場有4000架需求意向,這令世界傳媒驚疑。
高新技術匯聚的f-35
眾多高新技術在f-35上匯聚,將使f-35掛上“世界最先進”的光環。f-35的電光瞄準係統(eots)是一個高性能的、輕型多功能係統。它包括一個第3代凝視型前視紅外(flir)。這個flir可以在更遠的防區外距離上對目標進行精確的探測和識別。eots還具有高解析度成像、自動跟蹤、紅外搜索和跟蹤、雷射指示;測距和雷射點跟蹤功能。
2003年12月,洛?馬-諾?格專家組驗證了f-35戰鬥機的作戰效能。在全尺寸樣機的內部武器艙中,來自美空軍、海軍和海軍陸戰隊的軍械人員裝掛了各種武器的模型,並提供裝掛過程的評價。這種驗證的目的是確保f-35的武器艙能適應內部掛載的各種武器,同時方便軍械人員能輕而易舉地裝掛。試掛的武器有聯合防區外武器、聯合直接攻擊彈藥、風修正彈藥布撒器、雷射製導炸彈和aim-120先進中距空對空飛彈。
f-35還計劃掛載新的武器,可能在機內攜帶兩枚微型聯合防空區外發射空地飛彈,每個機艙各一個,也可能掛載小型尋的攻擊性巡航飛彈(smacm)。它將具備在各種天氣情況下打擊移動目標的能力,每枚價格相當於微型jassm的20%。小型尋的攻擊性巡航飛彈的射程是250海裏左右。f-35飛機能夠運載8個小型尋的攻擊性巡航飛彈。