【簡介：】本篇文章給大家談?wù)劇讹w機(jī)的氣動(dòng)布局形式有哪幾種》對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。本文目錄一覽：
1、飛機(jī)的氣動(dòng)布局形式有哪些


2、飛機(jī)的氣動(dòng)外形主要指什么，為什么殲8

本篇文章給大家談?wù)劇讹w機(jī)的氣動(dòng)布局形式有哪幾種》對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。

本文目錄一覽：

• 1、飛機(jī)的氣動(dòng)布局形式有哪些
• 2、飛機(jī)的氣動(dòng)外形主要指什么，為什么殲8的外形就差于殲10 和 F22的
• 3、戰(zhàn)斗機(jī)氣動(dòng)布局有哪些？
• 4、1. 飛機(jī)的氣動(dòng)布局形式有哪些?請(qǐng)簡述各布局形式的特點(diǎn)。(20分)
• 5、殲-13的氣動(dòng)外形特點(diǎn)是什么？

飛機(jī)的氣動(dòng)布局形式有哪些

飛機(jī)的氣動(dòng)布局大致分為以下幾類：

常規(guī)布局：飛機(jī)設(shè)計(jì)師們通常將飛機(jī)的水平尾翼和垂直尾翼都放在機(jī)翼后面的飛機(jī)尾部。這種布局一直沿用到現(xiàn)在，也是現(xiàn)代飛機(jī)最經(jīng)常采用的氣動(dòng)布局，因此稱之為“常規(guī)布局”。代表機(jī)型：F-22，Su-27等。

鴨式布局：是一種十分適合于超音速空戰(zhàn)的氣動(dòng)布局。早在二戰(zhàn)前，前蘇聯(lián)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果將水平尾翼移到主翼之前的機(jī)頭兩側(cè)，就可以用較小的翼面來達(dá)到同樣的操縱效能，而且前翼和機(jī)翼可以同時(shí)產(chǎn)生升力，而不像水平尾翼那樣，平衡俯仰力矩多數(shù)情況下會(huì)產(chǎn)生負(fù)升力。在大迎角狀態(tài)下，鴨翼只需要減少產(chǎn)生升力即可產(chǎn)生低頭力矩（稱為卸載控制面），從而有效保證大迎角下抑制過度抬頭的可控性。早期的鴨式布局飛起來像一只鴨子，“鴨式布局”由此得名。代表機(jī)型：J-10。

無尾布局：無平尾、無垂尾和飛翼布局也可以統(tǒng)稱為無尾布局。對(duì)于無平尾布局，其基本優(yōu)點(diǎn)為超音速阻力小和飛機(jī)重量較輕，但其起降性能及其它一些性能不佳，總之以常規(guī)觀點(diǎn)而言，無尾布局不能算是一種理想的選擇。代表機(jī)型：幻影-2000

三翼面（也稱前掠翼）：在常規(guī)布局的飛機(jī)主翼前機(jī)身兩側(cè)增加一對(duì)鴨翼的布局稱為“三翼面布局”。代表機(jī)型：Su-47。

飛翼布局：飛翼布局沒有水平尾翼，連垂直尾翼都沒有，更像一片飄在天空中的樹葉。代表機(jī)型：B-2。

可變后掠翼：即在常規(guī)布局模式的基礎(chǔ)上，讓主機(jī)翼采用后動(dòng)方式來實(shí)現(xiàn)飛機(jī)不同狀態(tài)下的飛機(jī)狀態(tài)。說一句這種結(jié)構(gòu)的飛機(jī)重量都很重，我國也試圖研制過但最終放棄了。代表機(jī)型：F-14。

飛機(jī)的氣動(dòng)外形主要指什么，為什么殲8的外形就差于殲10 和 F22的

氣動(dòng)外形是很復(fù)雜的概念，翼型、布局等，J8是傳統(tǒng)布局，J10就鴨翼了，靈活性更高但是靜穩(wěn)定度是負(fù)的，沒有技術(shù)很難研發(fā)

戰(zhàn)斗機(jī)氣動(dòng)布局有哪些？

氣動(dòng)布局主要決定戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)動(dòng)性。戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù)不同，機(jī)動(dòng)性要求也不一樣，這必然導(dǎo)致氣動(dòng)布局形態(tài)各異。戰(zhàn)斗機(jī)的氣動(dòng)布局有很多種，現(xiàn)代主要有常規(guī)布局、鴨式布局、無尾布局、三翼面布局等。這些布局都有各自的特殊性及優(yōu)缺點(diǎn)。

常規(guī)布局：自從萊特兄弟發(fā)明第一架飛機(jī)以來，飛機(jī)設(shè)計(jì)師們通常將飛機(jī)的水平尾翼和垂直尾翼都放在機(jī)翼后面的飛機(jī)尾部。這種布局一直沿用到現(xiàn)在，也是戰(zhàn)斗機(jī)最經(jīng)常采用的氣動(dòng)布局，因此稱之為“常規(guī)布局”。20多年前，研究人員發(fā)現(xiàn)，如果在機(jī)翼前沿根部靠近機(jī)身兩側(cè)處增加一片大后掠角圓弧形的機(jī)翼面積，就可以大為改善飛機(jī)大迎角狀態(tài)的升力。這增加的部分在我國一般叫做“邊條”。新式戰(zhàn)斗機(jī)很多都采用這種布局，如俄羅斯的米格－29、蘇－27、美國的F－22、F－16、F－18等。只要看到一型飛機(jī)采用了邊條的設(shè)計(jì)，就可推測(cè)到這型飛機(jī)是強(qiáng)調(diào)近距離格斗性能，適合大迎角、大過載機(jī)動(dòng)飛行的。美國的飛機(jī)一直鐘情于常規(guī)布局。雖然美國通過X－31試驗(yàn)機(jī)已經(jīng)獲得了鴨式布局設(shè)計(jì)的要領(lǐng)，但在新一代戰(zhàn)斗機(jī)F－22亮相時(shí)，大家看到的仍然是常規(guī)布局。

鴨式布局，指在機(jī)翼前方機(jī)身上裝有水平小翼面而沒有水平尾翼的布局，是一種十分適合于超音速空戰(zhàn)的氣動(dòng)布局，歷史悠久，萊特兄弟制造的世界上第一架真正的飛機(jī)就是鴨式布局，飛起來看著像一只鴨子，“鴨式布局”由此得名。早在二戰(zhàn)前，前蘇聯(lián)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果將水平尾翼移到主翼之前的機(jī)頭兩側(cè)，就可以用較小的翼面來達(dá)到同樣的操縱效能，而且前翼和機(jī)翼可以同時(shí)產(chǎn)生升力，而不像水平尾翼那樣，平衡俯仰力矩多數(shù)情況下會(huì)產(chǎn)生負(fù)升力。采用鴨式布局的飛機(jī)的前翼稱為“鴨翼”。戰(zhàn)機(jī)的鴨翼有兩種，一種是不能操縱的，其功能是當(dāng)飛機(jī)處在大迎角狀態(tài)時(shí)加強(qiáng)機(jī)翼的前緣渦流，改善飛機(jī)大迎角狀態(tài)的性能，也利于飛機(jī)的短距起降。真正有可操縱鴨翼的戰(zhàn)機(jī)目前有歐洲的EF－2000、法國的“陣風(fēng)”、瑞典的JAS－39等，還有如今我國最先進(jìn)的殲—20 、殲-10。這些飛機(jī)的鴨翼除了用以產(chǎn)生渦流外，還用于改善跨音速過程中安定性驟降的問題，同時(shí)也可減少配平阻力、有利于超音速空戰(zhàn)。在降落時(shí)，鴨翼還可偏轉(zhuǎn)一個(gè)很大的負(fù)角，起減速板的作用。

無尾布局：無平尾、無垂尾和飛翼布局也可以統(tǒng)稱為無尾布局。比如法國的幻影3、幻影2000以及美國的F102、F106，它們沒有水平尾翼，僅有垂直尾翼。采用無尾布局的飛機(jī)通常改用副翼來代替平尾，當(dāng)左右機(jī)翼的副翼同時(shí)向上或向下偏轉(zhuǎn)時(shí)，它起平尾的作用；左右副翼偏轉(zhuǎn)角度不同時(shí)起副翼的作用，使飛機(jī)傾斜或保持橫側(cè)平衡。飛機(jī)沒有水平尾翼可減少飛行中的阻力及重量，其基本優(yōu)點(diǎn)為超音速阻力小和飛機(jī)重量較輕，使飛機(jī)容易加速到超音速狀態(tài)，但其起降性能及其它一些性能不佳，總之以常規(guī)觀點(diǎn)而言，無尾布局不能算是一種理想的選擇。然而，隨著隱身成為現(xiàn)代軍用飛機(jī)的主要要求之一以及新一代戰(zhàn)斗機(jī)對(duì)超音速巡航能力的要求，使得無尾——特別是無垂尾形式的戰(zhàn)斗機(jī)方案越來越受到更多的重視。 對(duì)于一架戰(zhàn)斗機(jī)而言，實(shí)現(xiàn)無尾布局將帶來諸多優(yōu)點(diǎn)。首先是飛機(jī)重量顯著減少；其次，因?yàn)槿∠膊渴谷珯C(jī)質(zhì)量更趨合理地沿機(jī)翼翼展分布，從而可以減小機(jī)翼彎曲載荷，使結(jié)構(gòu)重量進(jìn)一步減輕；另外，尾翼的取消可以明顯減小飛機(jī)的氣動(dòng)阻力，同常規(guī)布局相比，其型阻可減小60%以上；不言而喻，取消尾翼之后將使飛機(jī)的目標(biāo)特征尺寸大為減小，隱身性能得到極大提高；最后尾翼的取消同時(shí)減少了操縱面、作動(dòng)器和液壓系統(tǒng)，從而也改善了維修性和具有了更低的全壽命周期成本。在有垂尾的常規(guī)飛機(jī)上，垂尾的作用是提供偏航/滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，尤其是偏航穩(wěn)定性，此外垂尾的方向舵還參與飛機(jī)的偏航控制。取消垂尾之后，飛機(jī)將變?yōu)楹较蜢o不穩(wěn)定，同時(shí)喪失偏航控制能力。采用放寬靜穩(wěn)技術(shù)之后，無垂尾飛機(jī)可以是航向靜不穩(wěn)的，但不能是不可控的。針對(duì)這一問題可以采用推力矢量技術(shù)加以解決。推力矢量技術(shù)作為新一代戰(zhàn)斗機(jī)高機(jī)動(dòng)性的主要?jiǎng)恿δ壳耙呀?jīng)得到了較為完善的發(fā)展，大量實(shí)驗(yàn)都證明，在無垂尾的情況下，推力矢量具有足夠有效的操縱功能。

三翼面布局：在常規(guī)布局的飛機(jī)主翼前機(jī)身兩側(cè)增加一對(duì)鴨翼的布局稱為“三翼面布局”。三翼面布局形式可以說最早出現(xiàn)在六十年代初，米高揚(yáng)設(shè)計(jì)局由米格-21改型而得的Е-6Т3和Е-8試驗(yàn)機(jī)。三翼面的采用使得飛機(jī)機(jī)動(dòng)性得到提高，而且宜于實(shí)現(xiàn)直接力控制達(dá)到對(duì)飛行軌跡的精確控制，同時(shí)使飛機(jī)在載荷分配上也更趨合理。俄羅斯的蘇－34、蘇－37和蘇-47都采用這種布局。美國在F－18上也試過這種布局，但沒有發(fā)展為生產(chǎn)型號(hào)。 三翼面布局的前翼所起的作用與鴨式布局的前翼相同，使飛機(jī)跨音速和超音速飛行時(shí)的機(jī)動(dòng)性較好。但目前這種布局的飛機(jī)大多是用常規(guī)布局的飛機(jī)改裝成的。三翼面布局的缺點(diǎn)是增加了鴨翼，阻力和重量自然也會(huì)增大，電傳操縱系統(tǒng)也會(huì)復(fù)雜一些。不過這種布局對(duì)改進(jìn)常規(guī)布局戰(zhàn)機(jī)的機(jī)動(dòng)性會(huì)有較好的效果。

變后掠翼布局：變后掠布局較好的兼顧了飛機(jī)分別在高速和低速狀態(tài)下對(duì)氣動(dòng)外形的要求，在六七十年代曾得到廣泛應(yīng)用，如：F111、F14、米格23等。但由于變后掠結(jié)構(gòu)所帶來的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、結(jié)構(gòu)重量的激增，再加上其它一些更為簡單有效的協(xié)調(diào)飛機(jī)高低速之間矛盾的措施的使用，在新發(fā)展的飛機(jī)中實(shí)際上已經(jīng)很少有采用這種布局形式的例子了。

1. 飛機(jī)的氣動(dòng)布局形式有哪些?請(qǐng)簡述各布局形式的特點(diǎn)。(20分)

大千世界千變?nèi)f化，飛機(jī)也是形態(tài)各異，大的、小的、胖的、瘦的，四個(gè)翅膀的、兩個(gè)翅膀的甚至還有一個(gè)翅膀的，打個(gè)比方，飛機(jī)的式樣就像寵物狗一樣，當(dāng)真是品種豐富，血統(tǒng)復(fù)雜。俗話說外行看熱鬧，內(nèi)行看門道，既然飛機(jī)的外觀是空氣動(dòng)力原理決定的，那么這么多種飛機(jī)的形狀在飛機(jī)設(shè)計(jì)中就有個(gè)稱謂，叫做空氣動(dòng)力布局。

蘇－27的邊條使之具有不亞于鴨式布局飛機(jī)的大迎角飛行操縱性，以至于可以做出

“普加契夫眼鏡蛇”這樣的高難度動(dòng)作。

我們看到任何一架飛機(jī)，首先注意到的就是氣動(dòng)布局。簡單地說，氣動(dòng)布局就是指

飛機(jī)的各翼面，如主翼、尾翼等是如何放置的，氣動(dòng)布局主要決定飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性，至于

發(fā)動(dòng)機(jī)、座艙以及武器等放在哪里的問題，則籠統(tǒng)地稱為飛機(jī)的總體布局。

飛機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù)不同，機(jī)動(dòng)性要求也不一樣，這必然導(dǎo)致氣動(dòng)布局形態(tài)各異?，F(xiàn)代

作戰(zhàn)飛機(jī)的氣動(dòng)布局有很多種，主要有常規(guī)布局、無尾布局、鴨式布局、三翼面布局和

飛翼布局等。這些布局都有各自的特殊性及優(yōu)缺點(diǎn)。

EF－2000“臺(tái)風(fēng)”的前翼只有很小的面積，卻有很大的作用。

常規(guī)布局

自從萊特兄弟發(fā)明第一架飛機(jī)以來，飛機(jī)設(shè)計(jì)師們通常將飛機(jī)的水平尾翼和垂直尾翼都

放在機(jī)翼后面的飛機(jī)尾部。這種布局一直沿用到現(xiàn)在，也是現(xiàn)代飛機(jī)最經(jīng)常采用的氣動(dòng)布局，因此稱之為“常規(guī)布局”。

20多年前，研究人員發(fā)現(xiàn)，如果在機(jī)翼前沿根部靠近機(jī)身兩側(cè)處增加一片大后掠角圓弧

形的機(jī)翼面積，就可以大為改善飛機(jī)大迎角狀態(tài)的升力。這增加的部分在我國一般叫做“邊條”。新式戰(zhàn)斗機(jī)很多都采用這種布局，如俄羅斯的米格－29、蘇－27、美國的F－22、F－16、F－18等。只要看到一型飛機(jī)采用了邊條的設(shè)計(jì)，就可推測(cè)到這型飛機(jī)是強(qiáng)調(diào)近距離格斗性能，適合大迎角、大過載機(jī)動(dòng)飛行的。

美國的飛機(jī)一直鐘情于常規(guī)布局。雖然美國通過X－31試驗(yàn)機(jī)已經(jīng)獲得了鴨式布局設(shè)計(jì)

的要領(lǐng)，但在新一代戰(zhàn)斗機(jī)F－22亮相時(shí)，大家看到的仍然是常規(guī)布局。

無尾布局

通常說的“無尾布局”，是指無水平尾翼，垂直尾翼還是有的。這種布局，在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)就開始實(shí)用了。德國的火箭動(dòng)力戰(zhàn)斗機(jī)Me－163就是這種布局。60年代采用這種布局的飛機(jī)比較多，如法國的“幻影”Ⅲ、美國的F－102、F－106、英國的“火神”式轟炸機(jī)等。在無尾布局的飛機(jī)上，副翼兼顧了平尾的作用。省去了平尾，可以減少飛機(jī)的重量和阻力，使之容易跨過音速阻力突增區(qū)，其缺點(diǎn)主要是起降性能差。

無尾布局的飛機(jī)高空高速性能好，適合做截?fù)魴C(jī)用。但其低空區(qū)音速機(jī)動(dòng)性能差，不符

合現(xiàn)代飛機(jī)發(fā)展趨勢(shì)，正逐漸被鴨式布局所取代。

鴨式布局

鴨式布局，是一種十分適合于超音速空戰(zhàn)的氣動(dòng)布局。早在二戰(zhàn)前，前蘇聯(lián)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如

果將水平尾翼移到主翼之前的機(jī)頭兩側(cè)，就可以用較小的翼面來達(dá)到同樣的操縱效能，而且

前翼和機(jī)翼可以同時(shí)產(chǎn)生升力，而不像水平尾翼那樣，平衡俯仰力矩多數(shù)情況下會(huì)產(chǎn)生負(fù)升

力。早期的鴨式布局飛起來像一只鴨子，“鴨式布局”由此得名。

采用鴨式布局的飛機(jī)的前翼稱為“鴨翼”。戰(zhàn)機(jī)的鴨翼有兩種，一種是不能操縱的，其功能是當(dāng)飛機(jī)處在大迎角狀態(tài)時(shí)加強(qiáng)機(jī)翼的前緣渦流，改善飛機(jī)大迎角狀態(tài)的性能，也有利于飛機(jī)的短矩起降。真正有可操縱鴨翼的戰(zhàn)機(jī)目前有歐洲的EF－2000、法國的“陣風(fēng)”、瑞典的JAS－39等。這些飛機(jī)的鴨翼除了用以產(chǎn)生渦流外，還用于改善跨音速過程中安定性驟降的問題，同時(shí)也可減少配平阻力、有利于超音

速空戰(zhàn)。在降落時(shí)，鴨翼還可偏轉(zhuǎn)一個(gè)很大的負(fù)角，起減速板的作用。據(jù)稱，俄羅斯下一代

的飛機(jī)也考慮使用鴨式布局。

三翼面布局

在常規(guī)布局的飛機(jī)主翼前機(jī)身兩側(cè)增加一對(duì)鴨翼的布局稱為“三翼面布局”。俄羅斯的蘇－34、蘇－35和蘇－37都采用這種布局。美國在F－18上也試過這種布局，但沒有發(fā)展為生產(chǎn)型號(hào)。

三翼面布局的前翼所起的作用與鴨式布局的前翼相同，使飛機(jī)跨音速和超音速飛行時(shí)的

機(jī)動(dòng)性較好。但目前這種布局的飛機(jī)大多是用常規(guī)布局的飛機(jī)改裝成的。三翼面布局的缺點(diǎn)

是增加了鴨翼，阻力和重量自然也會(huì)增大，電傳操縱系統(tǒng)也會(huì)復(fù)雜一些。不過這種布局對(duì)改

進(jìn)常規(guī)布局戰(zhàn)機(jī)的機(jī)動(dòng)性會(huì)有較好的效果。

飛翼布局

早在二戰(zhàn)期間，美國和德國就開始研究這種布局的飛機(jī)?，F(xiàn)代采用飛翼布局的最新式飛機(jī)，就是大名鼎鼎的美國B－2隱型轟炸機(jī)。由于飛翼布局沒有水平尾翼，連垂直尾翼都沒有，只是像一片飄在天空中的樹葉，所以其雷達(dá)反射波很弱，據(jù)說B－2在雷達(dá)上的反射面積只有同類大小飛機(jī)的百分之一。

過去，飛機(jī)沒有電傳操縱系統(tǒng)，也沒有計(jì)算機(jī)幫助飛機(jī)員操縱飛機(jī)，因此，飛翼式飛機(jī)的飛行控制問題一直難以解決?，F(xiàn)代化的B－2采用一套新式的副翼系統(tǒng)來進(jìn)行方向操縱（請(qǐng)參照上一期今日軍事的B－2圖片）。這種副翼由上下兩片合成，兩片副翼可以分別向上或向下偏轉(zhuǎn)，也可以兩片合起來同時(shí)向上或向下偏轉(zhuǎn)。當(dāng)飛機(jī)需要轉(zhuǎn)向時(shí)，一側(cè)的副翼就張開，增加這一側(cè)機(jī)翼的阻力，飛機(jī)就得到了偏轉(zhuǎn)的力；如果飛機(jī)兩側(cè)副面張開相等角度，兩側(cè)機(jī)翼都增加阻力，就起到減速板的作用；如果副翼面上下兩片結(jié)合起來一齊偏轉(zhuǎn)，機(jī)翼一側(cè)的副翼向上，另一側(cè)的副翼向下，則起副翼作用，使飛機(jī)傾斜；如果左右兩側(cè)的副

翼同時(shí)向上或向下偏轉(zhuǎn)，則這對(duì)副翼就能發(fā)揮升降舵的作用。這種多功能舵面主要用來保持或改變飛機(jī)的航向，所以稱為“阻力方向舵”。

類似B－2這樣的飛翼布局，其空氣氣動(dòng)力效率高、升阻比大、隱身性能好，但機(jī)動(dòng)性差、操縱效能低，所以這種局面目前只適用于轟炸機(jī)。

氣動(dòng)布局形式是氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)中首先需要考慮的問題。目前飛機(jī)設(shè)計(jì)中主要采用的包括

以下幾種：

正常布局；

鴨式布局；

變后掠布局；

三翼面布局；

無平尾布局；

無垂尾布局；

飛翼布局。

正常布局是迄今為止被使用最多的一種布局形式，目前仍然被應(yīng)用于各類飛機(jī)之上。

鴨式布局在早期未能得到足夠的重視，但隨著超音速時(shí)代的來臨，鴨式布局的優(yōu)點(diǎn)逐漸

為人們所認(rèn)識(shí)。目前廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)斗機(jī)之上的近距鴨式布局利用鴨翼與機(jī)翼的前緣分離

渦之間相互有利干擾使渦系更加穩(wěn)定，推遲了渦的破裂，為大迎角飛行提供了足夠的渦

升力，顯著的提高了戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)動(dòng)性。此外，采用ACT和靜不穩(wěn)定的鴨式布局的優(yōu)點(diǎn)則更

為突出。

變后掠布局較好的兼顧了飛機(jī)分別在高速和低速狀態(tài)下對(duì)氣動(dòng)外形的要求，在六七十年

代曾得到廣泛應(yīng)用，但由于變后掠結(jié)構(gòu)所帶來的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、結(jié)構(gòu)重量的激增，再加上

其它一些更為簡單有效的協(xié)調(diào)飛機(jī)高低速之間矛盾的措施的使用，在新發(fā)展的飛機(jī)中實(shí)

際上已經(jīng)很少有采用這種布局形式的例子了。

三翼面布局形式可以說最早出現(xiàn)在六十年代初，米高揚(yáng)設(shè)計(jì)局由米格-21改型而得的Е-

6Т3和Е-8試驗(yàn)機(jī)。三翼面的采用使得飛機(jī)機(jī)動(dòng)性得到提高，而且宜于實(shí)現(xiàn)直接力控制

達(dá)到對(duì)飛行軌跡的精確控制，同時(shí)使飛機(jī)在載荷分配上也更趨合理。

無平尾、無垂尾和飛翼布局也可以統(tǒng)稱為無尾布局。對(duì)于無平尾布局，其基本優(yōu)點(diǎn)為：

超音速阻力小和飛機(jī)中兩較輕，但其起降性能及其它一些性能不佳，總之以常規(guī)觀點(diǎn)而

言，無尾布局不能算是一種理想的選擇。然而，隨著隱身成為現(xiàn)代軍用飛機(jī)的主要要求

之一以及新一代戰(zhàn)斗機(jī)對(duì)超音速巡航能力的要求，使得無尾——特別是無垂尾形式的戰(zhàn)

斗機(jī)方案越來越受到更多的重視。

對(duì)于一架戰(zhàn)斗機(jī)而言，實(shí)現(xiàn)無尾布局將帶來諸多優(yōu)點(diǎn)。首先是飛機(jī)重量顯著減少；其次

，因?yàn)槿∠膊渴谷珯C(jī)質(zhì)量更趨合理地沿機(jī)翼翼展分布，從而可以減小機(jī)翼彎曲載荷，

使結(jié)構(gòu)重量進(jìn)一步減輕；另外，尾翼的取消可以明顯減小飛機(jī)的氣動(dòng)阻力，同常規(guī)布局

相比，其型阻可減小60%以上；不言而喻，取消尾翼之后將使飛機(jī)的目標(biāo)特征尺寸大為減

小，隱身性能得到極大提高；最后尾翼的取消同時(shí)減少了操縱面、作動(dòng)器和液壓系統(tǒng)，

從而也改善了維修性和具有了更低的全壽命周期成本。

在有垂尾的常規(guī)飛機(jī)上，垂尾的作用是提供偏航/滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，尤其是偏航穩(wěn)定性，此外

垂尾的方向舵還參與飛機(jī)的偏航控制。取消垂尾之后，飛機(jī)將變?yōu)楹较蜢o不穩(wěn)定，同時(shí)

喪失偏航控制能力。采用放寬靜穩(wěn)技術(shù)之后，無垂尾飛機(jī)可以是航向靜不穩(wěn)的，但不能

是不可控的。針對(duì)這一問題可以采用推力矢量技術(shù)加以解決。推力矢量技術(shù)作為新一代

戰(zhàn)斗機(jī)高機(jī)動(dòng)性的主要?jiǎng)恿δ壳耙呀?jīng)得到了較為完善的發(fā)展，大量實(shí)驗(yàn)都證明，在無垂

尾的情況下，推力矢量具有足夠有效的操縱功能。

一個(gè)不容忽視的問題是，推力矢量系統(tǒng)發(fā)生故障或者在作戰(zhàn)中受傷后飛機(jī)如何操縱。在

最低的要求下，推力矢量系統(tǒng)失效后飛機(jī)至少還應(yīng)具有安全返航的能力，因此無垂尾飛

機(jī)的平飛、不太劇烈的轉(zhuǎn)彎機(jī)動(dòng)以及著陸所需的偏航控制能力應(yīng)該能夠由氣動(dòng)力控制來

滿足。作為無尾飛機(jī)的余度保險(xiǎn)操縱方式之一的是與傳統(tǒng)機(jī)翼設(shè)計(jì)方法完全不同的所謂

“主動(dòng)氣動(dòng)彈性機(jī)翼”（AAW）。在傳統(tǒng)機(jī)翼設(shè)計(jì)中，一般都要保證剛度以使機(jī)翼變形最

小，而AAW利用機(jī)翼的柔度作為一種對(duì)飛機(jī)進(jìn)行操縱的方式，它通過使整個(gè)機(jī)翼發(fā)生一定

的變形而得到操縱飛機(jī)所需的氣動(dòng)力。通常規(guī)舵面相比，AAW具有效率高而翼面變形小的

特點(diǎn)。除了AAW技術(shù)之外，還有其它一些傳統(tǒng)非傳統(tǒng)的氣動(dòng)操縱方式也可以推力矢量系統(tǒng)

的余度保險(xiǎn)和補(bǔ)充。它們包括開裂式副翼、機(jī)翼擾流板、全動(dòng)翼梢、差動(dòng)前翼、非對(duì)稱

機(jī)頭邊條、擾流片-開縫-折流板（SSD）、前緣襟翼等等。

無論是采用AAW還是采用氣動(dòng)操縱面的方式，無尾飛機(jī)都需要有全新的飛行控制律。無尾

飛機(jī)在縱向和航向都將是靜不穩(wěn)定的，這就要求飛機(jī)上的各類操縱裝置共同協(xié)作產(chǎn)生所

需的各種力和力矩，各操縱裝置還將存在各種線性或非線性的相互干擾，使得控制律變

得相當(dāng)復(fù)雜。此外在部分操縱裝置失效的情況下，剩下的操縱裝置需要實(shí)時(shí)重新構(gòu)型，

并且需要實(shí)時(shí)地采用新的控制律，即所謂“重構(gòu)系統(tǒng)”。這些都是無尾飛機(jī)設(shè)計(jì)中需要

加以解決的問題。

常規(guī)機(jī)翼的設(shè)計(jì)采用由操縱面產(chǎn)生操縱力、操縱力矩的方式控制飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)。因?yàn)闄C(jī)翼

的剛度不足而帶來的氣動(dòng)彈性效應(yīng)將減弱操縱面的效能，同時(shí)使機(jī)翼的顫振特性變差，

為使這種操縱方式有效的發(fā)揮其作用，在設(shè)計(jì)中就必須使機(jī)翼具有足夠的剛度，由此也

必然使機(jī)翼的結(jié)構(gòu)顯著重量增加，造成整機(jī)重量上升。

隨著主動(dòng)控制技術(shù)（ACT）的發(fā)展成熟及其在航空技術(shù)中的廣泛運(yùn)用，利用結(jié)構(gòu)的柔度使

機(jī)翼產(chǎn)生一定的變形從而控制飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的方法得以成為可能，這就是所謂“主動(dòng)氣動(dòng)彈

性機(jī)翼（AAW）”。與常規(guī)機(jī)翼設(shè)計(jì)思路不同，AAW允許機(jī)翼進(jìn)行大幅度的氣動(dòng)扭轉(zhuǎn)，在

全權(quán)限、快速響應(yīng)的主動(dòng)控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制下，多個(gè)前后緣操縱面協(xié)調(diào)偏轉(zhuǎn)，主動(dòng)使

機(jī)翼發(fā)生所期望的彈性變形，由變形的機(jī)翼產(chǎn)生操縱力，從而控制飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)。因?yàn)樵?/p>

AAW中控制力由整個(gè)機(jī)翼而非幾個(gè)操縱面產(chǎn)生，所以只要設(shè)計(jì)合理，操縱面僅需偏轉(zhuǎn)很小

的角度（ ）即可提供足夠的操縱力，而此時(shí)機(jī)翼的扭轉(zhuǎn)變形較傳統(tǒng)機(jī)翼還要小。

AAW通過主動(dòng)有效地控制機(jī)翼的柔度達(dá)到控制飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的目的，其關(guān)鍵技術(shù)包括ACT和氣

動(dòng)伺服彈性（ASE）技術(shù)，涉及氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、控制等多門學(xué)科，是ASE、ACT、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、

機(jī)翼設(shè)計(jì)、傳感器、測(cè)量技術(shù)、計(jì)算技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)的綜合。采用AAW之后可以獲得很大

的收益，目前確知的包括：

顯著增強(qiáng)控制能力；

全飛行包線內(nèi)減小氣動(dòng)阻力；

減小機(jī)翼結(jié)構(gòu)重量；

抑制顫振和提高顫振臨界速度；

陣風(fēng)與機(jī)動(dòng)載荷減緩。

目前AAW的研究已經(jīng)取得了一定的成果，其優(yōu)點(diǎn)也得到了驗(yàn)證。將AAW應(yīng)用于F/A-18的機(jī)

翼后，在性能不變的情況下，其結(jié)構(gòu)重量下降48%，扭轉(zhuǎn)剛度可以降低40%；又如將AAW應(yīng)

用于F-16的機(jī)翼，機(jī)翼外段剛度可降低25%，結(jié)構(gòu)重量降低20%，在高速壓下控制效能卻

提高了10%。

AAW的優(yōu)點(diǎn)將給飛機(jī)控制方法帶來一場變革，作為無尾布局飛機(jī)的最佳輔助控制手段，使

得AAW成為未來航空技術(shù)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

殲-13的氣動(dòng)外形特點(diǎn)是什么？

殲-13型殲擊機(jī)的氣動(dòng)外形十分巧妙。首先，作為一架絕對(duì)空中優(yōu)勢(shì)殲擊機(jī)，殲-13即需要具備盡可能大的最大飛行馬赫數(shù)以追擊或規(guī)避敵機(jī)，又需要能在亞音速或跨音速作高機(jī)動(dòng)飛行。為了平衡矛盾，該機(jī)主翼采用了邊條機(jī)翼形式。

由于有邊條前翼，使整架飛機(jī)的有效后掠角增大，相對(duì)厚度減小，所以激波阻力較小，適合于超音速飛行的要求。而基本翼的存在，又使整個(gè)機(jī)翼的有效展弦比增大，可減小低亞音速及跨音速時(shí)的誘導(dǎo)阻力，特別是大仰角飛行時(shí)，從邊條分離產(chǎn)生的邊條渦形成有利干擾從而增加了升力。

另外拖出的邊條渦流還可以給上翼面補(bǔ)充動(dòng)能，延緩基本翼上的分離，從而又可以產(chǎn)生相當(dāng)大的附加升力，這就非常有利于飛機(jī)在高亞音速或跨音速時(shí)作高機(jī)動(dòng)飛行。

殲-13的兩種氣動(dòng)構(gòu)型，上為機(jī)腹進(jìn)氣，下為兩側(cè)進(jìn)氣。

在當(dāng)時(shí)同量級(jí)的新戰(zhàn)斗機(jī)中，同時(shí)研制的還有美制的F-16，這一型飛機(jī)設(shè)計(jì)非常成功，并經(jīng)過了不斷改進(jìn)，成為了北約國家的主力裝備。雖然同處兩個(gè)世界，意識(shí)形態(tài)完全不同。殲-13與F-16的外形差別也是非常之大，但是在主翼的設(shè)計(jì)上確是驚人的相似。

同是采用了邊條翼形式。雖然這一機(jī)翼構(gòu)型現(xiàn)在已是十分常見，但在60年代末卻是絕無僅有的。而且美國畢竟至少擁有二次世界大戰(zhàn)以及噴氣時(shí)代殲擊機(jī)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，而中國什么都沒有，能參考的至多不過是米格-19，然而在完全獨(dú)立的，沒有任何經(jīng)驗(yàn)的情況下，竟能設(shè)計(jì)出如此先進(jìn)而巧妙的機(jī)翼構(gòu)型，本身就是個(gè)奇跡。

不僅如此，為了使阻力減至盡可能的小，殲-13采用了上單翼。但是上單翼形式穩(wěn)定性好，不利于高機(jī)動(dòng)飛行。所以該機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)巧妙地使主翼下反，增加了飛機(jī)的軸向不穩(wěn)定性，解決了這個(gè)矛盾的問題。

而且該型機(jī)是中國殲擊機(jī)首次采用前緣機(jī)動(dòng)襟翼，雖然偏轉(zhuǎn)速度現(xiàn)在已不得而知，但足以和飛機(jī)的俯仰姿態(tài)響應(yīng)，和飛機(jī)的飛行馬赫數(shù)及仰角相配。更何況當(dāng)時(shí)我國還沒有隨控布局中的“放寬靜穩(wěn)定度”技術(shù)，飛機(jī)無法靠“增穩(wěn)系統(tǒng)”自動(dòng)控制舵面，所以使用這一設(shè)計(jì)是十分大膽的。

關(guān)于《飛機(jī)的氣動(dòng)布局形式有哪幾種》的介紹到此就結(jié)束了。