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[武器展望] 中国航空获得无尾自由了

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 楼主| 发表于 昨天 02:03 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2025-8-10 14:38 编辑
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& N  M9 v9 v& i: }无尾飞机是很久以来的梦想。
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飞机尾翼是用来控制飞机姿态的。常见的尾翼是三翼面:一个垂尾,一对平尾。高性能飞机可能采用四翼面:双垂尾加平尾。
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常见尾翼有很多变形,但都带来结构重量和飞行阻力。说到底,尾翼就是较小、以气动控制而不是升力为目的的“机翼”。有的全动,有的分固定面和活动面,但依然是通过与机翼同样的机理,像产生升力一样产生控制力矩。
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不管用什么原理解释机翼的升力机制,机翼说到底就是用阻力换升力的装置,阻力则用动力克服。所以飞机必须有动力,不管这动力来自自身的发动机推力,还是来自高度带来的重力。换句话说,尾翼的控制作用越好,阻力越大。无尾翼当然就消除了相关的阻力。在隐身时代,不存在的反射面才是真隐身,无尾也是刚需。
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6 W, e6 ?" p4 q- D: K' e" A. `当然,无尾翼不是真的取消了尾翼,只是取消了垂尾,平尾或者相应的装置还是有的。飞机的关键在于升力,但莱特兄弟发明飞机不是因为发现了机翼,李林达尔等人已经通过滑翔证明了机翼的升力基础,茹科夫斯基等人更是在理论上奠定了升力的基础。莱特兄弟的决定性贡献在于实现可控飞行。2 r1 G6 p0 ~" Y# ~  A+ f3 \- P1 \
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那还是飞机设计“没有规矩”的时代,莱特兄弟把尾翼搬到前面,实际上是鸭式飞机。更重要的是,莱特兄弟用卷动翼尖实现了横滚控制。更加有效、对结构和机械更加友好的副翼是寇蒂斯随后发明的。莱特兄弟和寇蒂斯的专利官司扼杀了早期美国飞机的发展,直到一战时代罗斯福(时认海军部副部长)一声令下,把所有人的专利统统收缴到国家主管的专利库,谁都可以在国家规定的“公平费用”后使用,才解决了美国航空工业的起飞问题。专利库在一战后解散了,回归传统专利制度。很多人怀念,认为现在应该重拾专利库制度,避免大公司之间用专利护城河阻挠科技发展,这是题外话了。, D- N: T8 M+ G/ F- D

: V3 O- ^2 d! E+ k7 N在二战前后,德国人霍顿兄弟(Walter and Reimer Horten)和美国人杰克·诺斯罗普(Jack Northrop,诺斯罗普飞机公司的奠基人)发明了无尾飞机,但太超前于时代,很快成为故纸堆里的稀罕事。5 X# m4 w% s! W" c$ ?

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+ q; d9 Z. _6 ~6 K无尾飞机要飞起来不难,难的是保持飞控。俯仰控制力臂太短,偏航控制需要差动阻力,这些问题直到B-2才得到解决,但依然算“黑科技”。& `' h8 E) o; b
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. J2 r5 i+ i  y; U- l4 q/ ^, L此后,诺斯罗普、洛克希德、麦道都推出不同型号的无尾飞翼,波音的“翼身融合体”也可看做无尾飞翼的一种变异。5 H! s, H7 A, A
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4 d- a# H" X. J1 k诺斯罗普X-47B
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7 e% u- F" q2 W0 Z. y; ^- ]* B* ]洛克希德RQ-1806 r* m) k* K+ d5 P  J/ M
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波音X-48. H6 b0 ~: L, L& m' f3 t; j1 \
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麦道X-36
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+ r5 _7 v. n' k9 J7 B6 _现在是中国航空科技爆发性发展的年代,中国当然不放过无尾飞机这一赛道,也成果不菲。无人机一马当先,攻击-11和彩虹-7都是例子。0 D/ A  H; H1 K  ?: A% c

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2 m( q' c  ]& o& f, `攻击-11% w1 K' |, L* U5 z2 q8 o! n6 w

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彩虹-7
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& ~1 _1 J. E: D" o) n3 \9 j' f; C2 c到这里,还可以说是中国摸着美国的尾巴走。但接下来就倒过来了。/ S9 [6 k9 Y9 T9 X; K

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网传的成六
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" h7 O' G+ K$ B. K3 P0 K" k4 T网传的沈六
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" Q2 d1 a: Z+ B4 j- d1 P新近流传的另一种不知名的无尾战斗机
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从2024年底到现在,网上接连流传至少3中无尾战斗机。在此之前,战斗机无尾化已经谈了有一段时间了,但落地的一个没有,直到中国悄悄底炸响了惊雷。南北双六是接连炸响的,第三个就世界航空发展的一般速度,相隔也不长。1 J+ U) Z% a# i5 {5 d5 x

9 V. z1 d& U1 l战斗机显然可以得益于无尾的好处。全向隐身和穿透制空是第六代战斗机的基本特征。这不是前向隐身和前线空优的简单外推,而是革命性的。前向隐身和前线制空依然是现行作战,顶多渗入到浅近纵深。全向隐身和穿透制空则是网格化作战,在整个战场上遍地开花,。这不只是直扑胸膛,而是对着头顶、脚踝、腰椎、膝盖、脖颈、肩窝统统刺下去。不仅要一击倒地,更要一击肢解。2 a2 }3 W2 \3 V8 W" P

9 [* H! ~8 e- V因此无尾不只是加成,而且是刚需。但只有中国不仅做到了,而且飞上了天。美国F-47在PPT上实现了,FA-XX连像样的PPT都没有。英国、法国的下一代战斗机都只敢浅V尾,不敢无尾。
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. e$ u5 K7 A& z/ t$ A1 y: u5 E无尾飞翼已经不算新了,尽管相关飞控技术依然在欧美属于高大上,只有老字号敢玩,一般人玩不起。至今也只在低机动飞机上玩,高机动飞机以上只有X-36那样的研究机或者F-47那样的PPT战斗机。
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: y2 N6 K4 _: W0 e- k量变导致质变,高机动飞机对飞控的要求不只是对低机动飞机加料。在极限条件下,很多过去不必考虑的问题都出来了。比如说,大迎角下,翼面上气流容易发生分离,那时升力丧失,控制作用丧失,没有相应反制的话,然后就没有然后了。但无尾不仅无尾,鸭翼也最好没有,所以F-47的鸭翼引起很多争议。! }+ M3 n2 o, `+ x
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问题是,没有鸭翼的话,大迎角时如何确保不发生气流分离?成六、沈六和新六(在没有更多细节和信息的情况下,姑且称为新六)显然都是高机动的,也显然没有鸭翼,只能猜想是某种复杂的涡流控制提供的可靠气动控制,可能还有矢量推力的帮助。中国的矢量推力三条腿走路,既有俄系3D转动喷管,也有美系的2D摆动挡板,还有独特的“转动喷管加指节挡板”的两级矢量机制。现在的图片还很模糊,不好判断这三种六代机采用了那种机制,或者说有没有矢量推力,但做不到高机动是拿不到准生证的。8 x0 D  v9 h$ e7 ^1 l/ [8 y

5 L* _9 S" t( w俯仰控制还好想象,偏航控制在无尾飞机上通常是通过差动阻力实现的,具体来说,就是开裂式副翼。这增加阻力,有损隐身,但是“必要的邪恶”。成六采用独特的两段式外段可偏转副翼,具体机制依然有待理清;沈六和新六在没有更多信息之前,姑且认为还是开裂式副翼。挑战在于:这些偏航控制方式需要适应高速度、大迎角状态下的高负荷工作,这超出了长期领先的西方技术前沿。$ D/ [& [& h, _7 f3 F2 [

' f9 O0 m3 I/ p) F: V8 G) `麦道X-36采用超大的鸭翼,波音F-47似乎保留了鸭翼,应该就是为了解决开裂式副翼控制力度不足的问题。但中国“六代机三剑客”做到了,因为中国已经做到了“无尾自由”。这意味着气动和数字电传飞控两方面的熟能生巧。
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3 C  L: u! N5 R) `上一个先进航空技术迅速被中国完成白菜的是DSI进气口,结果弄到“超级得亲妈都不认识的超级米格-21”教练-9都用上了DSI。

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