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中国第六代战斗机取消垂尾,全靠矢量机动?听听杨伟总师怎么说

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  在美国、俄罗斯和中国等航空强国新公布的一些第六代机的研究方案中,大多数干脆取消了垂尾,连鸭翼或尾翼也没有,只是保留了主翼,这样飞机的纵向、水平机动和升力的产生,都要依靠主翼来实现,同时依靠矢量发动机技术来实现战机的敏捷机动。


  未来战斗机取消垂尾设计有什么好处呢?第一个好处就是隐身,未来战斗机的发展方向之一将是极端隐身化,也就是说,六代机追求拥有比现有五代机更上一层楼的隐身能力。这就要求它们在设计上拥有更大的创新、突破,取消垂尾就是实现这个目标的一条捷径。


  现有三代机、三代半战机都拥有高大的、和机身机翼呈90度垂直的垂尾,构成了巨大的直角反射器,显著增加了战机的雷达散射截面积(RCS)。而到了隐身战机时代,这成为一个不能忽视的问题,为此F-22、F-35、歼-20等隐身战机就采用了倾斜双垂尾,也就是V形垂尾,显著减少了RCS。问题是,即使是V形垂尾,也仍然会带来不可忽略的RCS值,限制这些隐身战机隐身性能的进一步提升。


  这个问题的终极解决办法就是釜底抽薪——完全取消垂尾设计。实际上,目前取消垂尾设计的飞机并不少,最典型的例子就是美国的B-2隐身轰炸机。更关键的问题是,取消垂尾设计后,飞机无法采用常规手段进行偏航控制,使得飞机的机动性明显降低。

  这个缺点对于B-2这种隐身轰炸机来说,没有什么太大影响,可对于隐身战斗机来说,却是一个致命的缺点。这也就是为什么现有隐身战斗机都是妥协性般地采用V形垂尾,没有完全取消垂尾。


  要实现取消垂尾高度隐身化和战机高机动性的完全统一,这一幕只能留给下一代战机来实现了。目前这个矛盾的解决方案已经出现,那就是给战机装备更加灵活的推力矢量发动机,推力矢量发动机可通过转动喷口靠尾喷气流来改变飞机的飞行状态,这样甚至能够让未来的战斗机将鸭翼、平尾、垂尾等动作面一起取消。


  新型的多元矢量推力发动机,喷管能够360°进行转动。通过喷口的上下左右调整,可改变飞机上下左右偏转的状态。所以未来战斗机是可以通过推力矢量发动机来代替水平尾翼和垂尾的。去年法国达索公司公布的法德新一代战机NGF战机便是如此。取消包括垂尾在内等动作面,将能够让未来战斗机的隐身能力有进一步的提升。

  未来战斗机取消垂尾的第二个好处就是降低结构重量,减小阻力,提升战斗机的飞行速度。现有战机采用的单、双垂尾为了保证气动控制效率,都比较高大。加上垂尾要求拥有足够的强度,所以整个垂尾的结构重量比较大,让战机变得更重。


  不仅如此,高大的垂尾在飞行中也产生很大的阻力,这对于追求飞行速度更快的下一代战斗机来说,也成为了一个不能忽视的问题,所以下一代战斗机取消垂尾设计,已经是大势所趋,毫无疑问了。

  中国歼-20第五代隐身战斗机的总设计师杨伟在此前接受央视采访时,曾说到中国目前正在展开六代战斗机的研制工作,并透露中国的第六代战斗机可能是科幻电影最大胆的想象都没有描述过的外形,基本特征首先就是远远超过五代机的隐身能力,以及具备超音速巡航能力。


  要想实现高度的隐身,几乎可以肯定就要取消歼-20战机的鸭翼和垂尾,让第六代战机实现全方位的全面隐身。杨伟还表态,中国第六代战斗机与美国已经站在同一水平线上,不过发动机仍然是制约中国空军发展的瓶颈。

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