【科普】兔子研发歼20过程

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苏霍夷是幸运的，兔子，白象大批的定单无疑养活了自己，但是对于下一代飞机，很难得到毛熊时代全国支援的地步。在穷困潦倒之下，苏霍夷和米高杨于1997年先后公开了S37和1。42技术，以求国家投资，同时，苏霍夷还推出苏54型单发苏27项目，还存在一个类似JAS39的单发鸭项目，他们看不到俄国的未来，拿低技术的轻型项目号称下一代，来希望穷困的国家来定货，从外型就可以看出：它们离隐身超巡十万八千里。

在毛熊时代的改进SU27姬的SU35姬项目登场了，它采用三翼面格局，更好地加强亚音速机动性和升力，在2005年，改进SU35姬又出现了，它又取消了鸭翼。但是，基础已经打下了!

经过一翻折腾，苏霍夷终于取得了国家支持，并找到了白象这样的取款机作为保障，苏霍夷已经没有时间和能力再创新了，时间拖延，白象很可能会变卦，白头鹰正暗送秋波。但是他们还是可以在苏27姬布局基础上发展一架4代机的!

大毛的4代面临一样的难题：隐身，超巡，机动，怎么解决?

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可以看到，大毛首先把超巡放在首位，主翼比 爱抚娘娘 有更大的后掠，主翼面积更小，载荷更高，进气道略带下方的弯曲，但是近乎直通，可以从前方看到发动机叶片!

好了，这样可以解决发动机不足的问题了，但是机动性比 爱抚娘娘 差很多，老毛子毕竟有气动外形的功底，他用两个补偿：

一全动V尾，较小面积的全动V垂尾，辅以放宽偏航静稳定的设计。

二重拾三翼面设计!

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这副下视图很好地展示了思路，双发动机之间的巨大凹腔是翼身融合体和翼下双发组成的宽大的升力体，可以说是SU27姬 思路的延续，隐身效果不好，但可动边条的处理很有意思

“有意思的是 T-50 的大边条。大边条不仅产生涡升力，还有利于为翼下进气口提供预压缩，减小大迎角下进气道的气流紊乱，改善发动机的工作条件。

苏-27姬 也采用大边条，但苏-27姬 的边条设计还比较保守，就是简单弧线过渡。

F-18E 采用饱满的所谓哥特式大边条，效果更好，但设计要求也更高，否则容易弄巧成拙。

在大毛对边条的深入研究和丰富经验支持下，T-50 采用了更大胆的梯形边条，和进气口、机翼的设计融为一体。

更有意思的是，边条前半是可动的，不仅产生更强的涡升力，还可以通过可动的边条前缘控制涡升力的位置，适合不同飞行状态的需要。

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应该指出，可动的边条前缘和鸭翼还是有差距的。

鸭翼有两大作用，1、产生涡升力;2、产生配平力矩。

可动边条在产生可控涡升力上和鸭翼相当，但不足以产生配平力矩。

鸭翼也是机翼，鸭翼靠产生升力来产生控制力矩，但机翼产生升力的前提是气流的连续性。

流经边条上表面的气流要到机尾才能和流经对应的下表面的气流汇合，破坏气流连续性的因素太多了，所以可动边条无法充当配平用的鸭翼，也和前缘襟翼改变机翼弯度的机制有本质的不同。另

一方面，T-50 的大型进气口可能是固定的，可动边条或许还能充当调节进气激波位置的作用。

苏-27姬 最大的设计特色是由翼身融合体和翼下双发组成的宽大的升力体，双发之间的隧道在大迎角飞行时兜住迎面气流，两侧的发动机舱好比巨型翼刀，平坦的机腹和水滴形的背脊组成巨型机翼，产生的升力可以高达总升力的 40%，辅佐本来已经很大的机翼，使实际翼载进一步降低，极大地提高了机动性。T-50 为了机内武器舱的空间，部分填补了隧道的空间，但还是有一个较浅的隧道存在，保留了升力体的作用。

部分填平的隧道和左右分得很开的双发使得机尾的处理比较棘手，苏-27姬 采用一个巨大的尾锥，T-50 的尾锥进一步增大，或许作为额外的机内油箱，或许容纳后向的探测和电子对抗设备，增加 T-50 的全向状态感知能力或自卫电子对抗能力。

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爱抚娘娘 增加两个涡流发生器，一个是菱形机头涡，一个是边条发生器，而T50由于在主翼翼面积以及后掠角为超级巡做出更多的让步，它于是增加了一个前部可动边条涡流发生器，可动边条在产生可控涡升力上和鸭翼相当，但不足以产生配平力矩。可以说T50战斗机巧妙地回避了弱点，增加了补偿。

它严格意义上说还不是三翼面战斗机，前部可动边条虽然没有配平功能，但是很好地避免了三翼面的缺陷，但是升力体设计和超巡对隐身的牺牲太大了!

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五 1998，迎难而上!

1996年后对于兔子611的设计人员，5代机的设计有初步的想法应该是有把握的。因为他们已经在干一件冒险的事了!1998年，“恶棍”歼10首飞，它对20姬的意义，远比一般人想象的大!

在1960年代末，兔子在“抬式”布局开始了歼9项目，中国在1960年代就开始希望能够领先世界，非常规的“抬式”布局—即鸭式布局已经开始大量的研究。当歼10在2005年公布后，无数的人都在拿它跟狮式飞机做文章，但是歼10真的那么简单吗?

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先从歼9项目说起：

歼9项目，可以说它是鸭式的八爷-2，公开资料如下：

601所对四种机翼平面形状方案均做出了模型，进行了风洞实验。

其中主要是考虑采用后掠翼还是三角翼，后掠翼和三角翼都是采用前缘后掠的方法来增加机翼的临界马赫数。

但是如果超音速飞行增加到马赫数为2。0 时，要采用亚音速后掠翼方案就必须使前缘后掠角大于 60 度，但前缘后掠角过大，翼根结构受力就会恶化，将增加结构重量;另外，低速时空气动力特性也将恶化，升力下降，阻力增加。

故采用大后掠翼很不利，而三角翼则比较适用，不但具有后掠翼所具有的优点，而且比较长的翼根弦长保证了根部结构受力状况，减轻结构重量，而且还有助于保证飞机的纵向飞行稳定性。所以六零一所淘汰了前三个方案，又把三角翼的前缘后掠角改为 55 度，称为歼9IV 方案。

这是一种正常布局形式的三角翼方案，起动外形上除机头改为两侧进气外，其余均与歼7，歼8 相同，类似于超7 的早期型，也就是歼7CP。

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歼9项目，重点要求超音速，兼顾良好亚音速性能，前鸭翼的设计是远没有现在成熟，更别提差动了，但是依然失败了，仅仅布局是静不稳定的，仍是严重超过中国乃至当时世界的气动控制水平的。歼9项目，在1970年代末下马了，但是它经过反反复复地修改，601所为鸭式布局已经打下基础了!

我们今日在夸奖611同时，不能忘记601的贡献

另一个不能不提到的就是LAVI

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以色列狮式(lavi)战斗机

以色列在1980年代开始了狮式战斗机项目，LAVI被某些人硬说成歼10的养父，它的设计是带着极大的以色列色彩的。

以色列国土小，他们对超音速拦截是极其不重视的，在1981年贝卡谷地空战更加强了以国的思想：他们没有将F15，F16置于传统优势空战区域中高空，而是利用苏制战机雷达杂波信号不好的特点在低空盘旋，这种战术十分成功。

在此基础上，以国的狮式第一是为了追求高涡流增升效果，机翼前沿延伸到鸭翼下方投影的中间，重视亚音速性能和提高升力，可以说它的布局是为了亚音速格斗和大挂载武器而生的!为了改善速度，第二点狮的机翼是后掠翼;这种布局可以说是独特的，也可以说是幼稚的。

以国声称：LAVI可以压倒F16，这无疑需要两个条件，1。以国的低空狭窄战斗环境。2 修形和白头鹰飞控援助，后者援助了JAS39才让其修得真身，但是对于LAVI，白头鹰却痛下杀手!

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“一方面鸭翼的操纵/配平存在巨大的问题，另一方面由于机翼后缘的10°后掠，存在严重的俯仰力矩上仰问题，整个飞机的较大迎角的配平能力和操纵性以及跨音速区域机动性上存在严重的缺陷，是直接导致项目仅试飞80多次便宣告流产的关键原因之一。”(引用大佬原话)

交错排列的鸭翼布局引起的气动扰流，是LAVI最大的问题，兔子得到以国的设计，肯定是摇头的，但是LAVI的电子技术，座舱仪表布置，操纵系统给了兔子很大启发，什么是现代飞机。

另类的台风!

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歼10 棍子 处于不同的环境，拦截超音速性能有着更大要求。歼10 棍子 设计十分漫长，其实就思路而言，歼10 棍子 与台风更相象，良好的亚音速性能和超音速性能兼顾，台风艰难，歼10棍子 更艰难，台风有鸭式布局中最好的发动机条件，而歼10 棍子 没有!

台风采用一种看似远距偶合的布局，充分体现约翰牛的设计飞机的简单粗暴的怪僻，但是它是一种很有研究的设计!

台风在涡流增升和操纵/配平上采取了分工合作的办法，2个大的可动鸭翼放置在远端获得较好的操纵/配平效果，而鸭翼和机翼中间则加装2个小的短直固定气动面充当涡流发生器，对弱化的涡流增升效果进行弥补;

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前鸭翼一定程度上可以认为是2个可动鸭翼加2个固定涡流发生器的组合。有大佬认为：严格的说远距耦合这个说法并不严谨，它只是近距耦合中设计取舍的一个极端化特例，而宋总，最早认为它是近距耦合!

台风的设计很好突出了超音速性能，亚音速性能还不错，可以说，台风的耦合采用了重视配平和控制的方式，远距的小面积鸭翼对涡升力收益不多，但是短直固定气动面保留了一点涡流发生器的作用，作为亚音速性能的补偿，它的主翼是低载荷的大面积三角翼，与F22的思路类似。台风号称是继 爱抚娘娘 后又一个能做高G超音速机动的飞机，虽然没有超巡能力，但是是第一个飞行性能接近F22的!这得宜于两台高推力发动机，台风的粗暴设计号称“鸭式机里的F15!”但是它的思路确实是一个途径!

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这种“假远距耦合”的思路没有别国采用，是因为亚音速性能牺牲太多，台风依仗强力发动机，用比别的鸭式布局比例都大的低翼载荷大三角翼来补偿，别的国家都没有。还有一个问题，远距耦合离主翼甚远，会伸到座舱中前位置，台风的“假远距耦合”也是如此，而在格斗中，良好的视野是一个重要的因素!

尽管如此，台风还是以现役中最接近 爱抚娘娘 的飞行特性，良好先进的设备取得了非常好的业绩，许多国家包括脚盆，袋鼠对F35球电心存怀疑，因为它是“空气动力狗”，却对能做高G超音速机动的台风青睐有加。很好理解的。

台风凶猛!

注意台风前鸭翼和主翼之间的小条，短直固定气动面，它是一个兼顾配平和涡升力的初步和小心的尝试，前翼强调配平，远离重心延伸到了前部机头位置，虽然面积小，但是对飞行员视线有影响。

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扯了这么多，说说设计变态的歼10棍子 了，棍子的研制很奇特，在1980年代就是针对SU27姬的，苏联时代，中国北方的防空几乎形同虚设，拦截能力依然是歼10 棍子 的重要部分，那么多的“逆火”早让军方睡不好觉了。那么，拦截之外，歼10 棍子 还要与苏27姬，米格29空战。

在得到Su27姬的数据之后，兔子设计人员一定会惊讶，SU27姬具有近乎世界第一的亚音速盘旋性能，超一流的过失速性能，爬升也是世界一流，但是超音速机动性能很差，而且滚转性能更是低的出奇，试飞英雄雷强的理解是：“SU27姬经过不断的修改，机体是补出来的。强度不好。”

不讨论SU27姬的设计是什么原因，(其实很好理解)，歼10 棍子 的思路与台风相象，在设计初，歼10 棍子 布局希望采用看似激进的双三角翼方案，但是经过研究发现：这种设计在经过飞控强化的传统三角翼面前没有优势，于是换了思路：能否用边条代替双三角翼?进行了一定的研究，虽然最后还是选择了最稳妥的传统三角翼，但是已经打下了另一个基础!

歼10 棍子 的主翼在初期是传统三角翼，到了定型阶段，修型巨大，略带海鸥状的上反，可以说是所有鸭式飞机中，仅仅歼10 棍子 主翼设计就是最费心血的!不是第一，就是第二!

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J-10 广大军迷谓之“棍子”“恶棍”

再扯主翼，可以成另一篇文章。主要还是鸭翼的设计，歼10 棍子 的鸭翼没有采用任何传统近距偶合或者远距偶合，也没有采用台风的假远距偶合，而是极其变态的!

首先，歼10 棍子 的鸭翼离主翼保持了一点距离，一般称为中距偶合，它兼顾了涡升力和配平的特点，但是又存在两者都不足的特点。如果歼10 棍子 的鸭翼仅仅如此平庸，那就大错特错了。

近距耦合的鸭翼产生涡升力的作用明显得多，有利于提高机动性，但力臂短，配平和俯仰控制作用降低，需要增加鸭翼面积，导致阻力和重量增加。但是要多大呢，谁也不敢冒险，但是611的军工兔子是个例外。



还是引用大佬的原话：“恶棍的鸭翼面积是最大的，而且是独一无二的采用了沿展向变弯度、非对称翼型的正升力鸭翼设计，这种设计在明显提高升力系数的同时，也极大的增加了涡流流场协调和飞控软件的设计难度。

在鸭式战斗机通常用后掠角和展弦比的机翼平面形状设计下，鸭翼作为涡流发生器能产生自身相对面积3~4倍的相对最大升力系数增量，再加上大面积鸭翼自身提供的正升力，诸位看官应该能明白珠海航展上恶棍何以推比不高却能做出非常出色的起飞加速爬升了。

恶棍的操纵/配平难题完全是在追求最大升力性能的情况下由精心协调鸭翼、机翼之间的气动关系和对飞控完善的深入调整来解决;这是一种非常冒险的赌博行为，当然也可是说是对鸭式布局吃的很透的结果。

成王败寇，611的这个设计最终非常成功，机动性敏捷性，操纵性稳定性，高升力系数，各方面该占的好处都占到了，要避免的缺陷也都避免了。”

当然，这种软硬通吃不可能是完全完美的，仅仅大面积鸭翼的材料，加工，偏转，飞控的结合就是大问题，可以说在三代鸭中，歼10 棍子 的变态设计是数一数二难的，笔者在2000年听到未经证实的消息，歼10 棍子 的气动和飞控都遇到了大问题，但是在设计人员的心血下，歼10 棍子还是在几年后公开了。



另一个问题是阻力，大鸭翼带来的阻力和重量是无法减掉的，对于此，成飞军工兔们在面积律做起了文章，歼10 棍子 在腰部明显收起了一块，这种收腰设计会影响内部结构，一般在传统强调超音速的二代才能看到，但是确实对减少阻力增强超音速性能有好处，即使如此，歼10 棍子 的速度依然没有超过采用梯形翼的F16，但是也到达了2马赫，最大速度在现代空战没有太大意义，1马赫以上的高G机动才是王道!许多人讥笑歼10 棍子 是驼背，那就让他们笑去。

歼-10 棍子 的鸭翼采用了沿展向变弯度的大面积正升力设计，并带有明显的上反角;这个设计以气动和飞控设计难度、风险为代价，获取高升力收益、大气动控制面的良好操纵效果、在机身纵向面积分布上的优化。下一代飞机又一个基础打下了。

爱中华里的财哥

军工是建立在国家实力，和整体工业能力，工人素质和先进管理上的，先有好锦，才能添花。

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爱中华里的财哥 发表于 2015-1-16 11:10
军工是建立在国家实力，和整体工业能力，工人素质和先进管理上的，先有好锦，才能添花。 ...

对的 终于发帖到20权限了。
先转到这里吧  谢谢