一直以来,美国人都十分蔑视带有鸭翼的战斗机,美军所有战斗机都是常规布局,没有一架鸭翼布局的飞机,只有F-14A雄猫舰载机布置在翼套里,有一对可伸缩但不能偏转的小翼。而且美军有一句著名的话:“鸭翼,最好安装在敌人的飞机上”。那么,美国为什么不喜欢在战斗机上安装鸭翼?
首先需要了解什么是鸭翼布局,简单来说便是采用了鸭翼,或者说是鸭式布局的飞机。鸭式布局通常指将水平尾翼放置在主翼之前机头两侧的飞机布局,而放在主翼之前的这对水平尾翼就被称作是鸭翼。这对翼面所能够起到的作用,是确保飞机不易失速,可控飞行迎角比较大,简化飞机驾驶流程,保证飞行安全。以中国的歼-10战机为例,受发动机性能限制,歼-10战机的推重比并不高,但是它的大仰角起飞距离只有250-300米,鸭翼布局设计显然是功不可没。
同时,鸭翼布局还有一个优点就是可以产生涡流,可以在战机主翼上表面制造出涡流,在主翼上表面形成一个低压区,由此可以提升主翼升力,因此采用鸭式布局的飞机升阻比较大,升力系数表现好,飞机爬升时鸭翼还可以提供抬头力矩平衡低头力矩,提高了战机的飞行性能,这就是所谓的鸭式布局耦合现象。
但是鸭翼的缺点也非常明显:上文曾提到鸭翼会产生特殊的涡流,正是这个涡流影响了鸭式布局的稳定性。鸭式布局的飞机,鸭翼、机翼和尾翼之间会存在极为复杂的干扰气流,因此必须要经过大量的实验和计算,才能够得出一个相对来说较为出色的机身设计。即便得出了能够确保机翼之间的完美数据,鸭式飞机也存在着飞控系统复杂、着陆性能较差等问题。换句话说,鸭式布局是一种好坏分明的飞机设计。
美国人认为鸭翼布局属于一种“投机取巧”的设计,是在发动机性能不足的情况下不得不采用的“捷径”,自然会存在“有得必有失”的情况。而美国作为世界上航空科学技术最为发达的国家,对于鸭式布局的研究要比全世界大部分国家都要深。早在1984年,美国麦道公司就曾以F-15战机为模板改进出了一款带鸭翼的战机NF-15B“敏捷鹰”。美国人通过这款战机成功验证了鸭式布局的优点所在,NF-15B有着惊人的32吨起飞重量,4500公里的超大航程,以及更短的滑跑距离。可以说,这种鸭式布局,一度让美军感到心动。
因此,美国人并非看不上鸭翼,相反还曾在鸭翼布局上尝到过甜头。当然,美国人至今没有列装一款鸭翼布局的飞机,这在某些层面影响了人们对于美国人看待鸭式布局的看法,误认为美军看不上鸭式布局也是很正常的。但是接下来的一个问题其实更为关键:为何美军没有列装鸭式布局的飞机。
原因也很简单,那就是美国人在航空发动机领域领先全世界。俗话说,力大砖头飞。美国拥有性能先进、推力强大的航空发动机,搭配常规布局即可实现所有设计性能指标,自然没有必要浪费这种力气去选择更加复杂的鸭翼布局设计。
由于有着极为强劲澎湃的航空发动机,美军战机的起飞重量能够得到最低限度的保证,无需依靠鸭式布局来弥补飞机性能的不足。而这和中国的歼-20刚好形成了对比。有说法认为,歼-20的种种优秀的气动设计,实际上都是为了弥补发动机推力的不足。中国航空发动机的落后令中国战机的研发也受到了相当程度的局限。
另外,还有一种并不是很靠谱的猜测,也能从某种程度上说明美军为何不愿意采取鸭式布局:由于俄罗斯、瑞典、法国、以色列和中国的一些战斗机,例如欧洲的JAS-39“鹰狮”、“阵风”、“台风”战机、俄罗斯的苏-30SM,中国的歼-10、歼-20均采用了鸭翼布局。都采用了鸭式布局,美军不愿意起用类似布局的飞机,以给外界“美军抄袭模仿其他国家”的把柄。换句话说,美国人是为了面子,而不愿意采取这种付出和收益成正比的优秀气动布局,特别是在航发有着极大优势的情况下,是否采取鸭式布局对于美军的战斗力影响并不大,而政治正确在此时就能够起到决定性的影响。
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