01架FC-1原型机翼刀是可以拆卸的(图)

    翼刀 01架原型机上出现的翼刀曾经让很多军迷感到惊讶，翼刀是一种阻止机翼上表面附面层向翼梢堆积，推迟翼尖分离的简单气动手段，在前苏联和我国的喷气式战斗机上很常见，但是在三代机上基本上没有这样的设计。针对这个问题杨伟总师曾经向记者解释这对翼刀是一个可以拆卸的保险手段，如果试飞顺利的话可以拆除，后来果然03架原型机上没有了翼刀，01架的翼刀也被拆掉。对于边条布局的飞机，上表面翼刀具有与普通翼刀相同的推迟翼尖失速的功能，同时也可以减轻大迎角有侧滑时的不对称涡破裂现象，有利于飞机保持横侧安定性，但是翼刀同时也促使前缘涡提早破裂。这种我的提早破裂，一方面减小了升力系数和失速迎角，当然是不利的，但是同时也减弱了边条布局的俯仰力矩上仰问题，根据杨伟总师的说法，这应该是设计这个翼刀的主要目的。此后的试飞应该是证明了飞机的大迎角纵向控制能力没有问题，所以果断取消了翼刀以获得更大的升力。美国F/A-18E/F飞机的机翼前缘锯齿设计从目的上讲也是希望推迟翼尖失速改善飞机的操稳特性，不过锯齿可以拖出一个涡系对升力和升力分布都有好处，这点要比翼刀好。但是美国人没有料到锯齿和前缘襟翼的相互作用会导致两侧机翼分离流动的不对称造成急剧的掉翼尖现象，这个现象成为F/A-18E/F飞机试飞过程中的主要问题，后来通过加装折叠铰链多孔整流罩才解决。

    襟副翼 FC-1飞机的根梢比较大，翼梢的导弹挂架正好可以作为防颤杆，但是在弦长和厚度都很小的翼梢布置挂架估计还是要付出一些重量代价。FC-1飞机在机翼上设有前缘机动襟翼，后缘襟翼和副翼，这种布置方式既是原超-7的延续，也是成都飞机设计研究所和成飞公司近年研制的机型上常见的。前缘机动襟翼在变弯度增升推迟失速和减小诱导阻力方面的效果不须赘述，在后缘布置襟翼和副翼也是相当普遍的设计。目前有一些先进战斗机如F-16和苏-27采用了襟副翼设计，将襟翼与副翼连为一体，这样在起降时有更大面积的后缘增升装置，做滚转操纵时操纵面的控制力矩也较大，不过随着飞控的进步，所有操纵面的控制均由飞控计算机统一调度，外侧副翼也可下偏增加升力，而需要副翼操纵滚转时，襟副翼内段产生的力矩较小，但是阻力增量却较大，反不如足够控制能力的独立副翼，很多新的战斗机方案也采用独立襟翼和副翼的设计。不过，笔者观察这个时期的FC-1原型机试飞照片，外侧副翼在起降时并不偏转，而成都飞机设计研究所稍早研制的另一种战斗机在起降时却可以看到外侧副翼与内侧襟翼偏角一致，可见FC-1的飞控软件在这方面的功能尚未完全开发出来。在机翼后有贯通的后边条是FC-1有别于原超-7的一个设计，后边条设计在战斗机中首见于F-16，其作用一方面是相当于尾撑为平尾提供足够的力臂，另一方面后边条在前部边条涡的影响下可以产生一定的升力，这个升力在重心之后而且距离较远有明显的低头作用。FC-1飞机不但采取了后边条设计，而且后边条较宽，显然设计者希望FC-1飞机有足够的大迎角恢复力矩。不难推测这个阶段的FC-1设计已经较多地考虑了大迎角机动性，狭窄边条的作用终究有限，这时已埋下了日后修改边条设计的伏笔。

　　后机身 FC-1飞机虽然采用正常布局，后部安定面和操纵面布置都不出人意料，但是在后体设计上仍然出现了令人诧异的地方。通常来说，飞机的尾部为了避免气流出现分离产生过大的阻力，往往设法从较远的位置开始收缩机身，这样就不会有太大的收缩角，可以保持表面气流的附着。但是FC-1飞机却很特别的在尾部渐渐地增大机身直径，直到平尾转轴略靠前一些的位置才突然地收缩，应该说这么大的收缩角在目前的其他战斗机上都很难见到，而且这一段收缩曲面跟后面平直的喷管之间的衔接也很突兀。这种急剧收缩的设计一方面容易分离，另一方面这段扩张流管即使不分离也会产生压差阻力，超音速的时候转折处可能会发生膨胀波，这些都是不利的地方，而且在同类战斗机如鹰狮、F-20上面也可以看到后体的收缩并不设计成那么剧烈。成都飞机设计研究所的设计人员当然不可能忽略这个细节，要知道一架飞机的后体阻力可以占整机阻力的30-50%之多！参考采用同系列发动机的俄罗斯米格-29系列战斗机和伊朗Shahagh飞机的后体设计，发现这两种飞机的后体也没有出现这样的情况，从RD93发动机的照片看在加力燃烧室延伸段也没有大的外凸部件，所以这种设计也不是空间冲突造成的。以前曾经有分析认为FC-1项目由于发动机的选择可能会由于俄罗斯和巴基斯坦关系的变化而发生变化，所以这种做法可能是为了选择其他发动机做的准备。但是现在FC-1的发动机选择已成定局，而且04架原型机为了减小阻力对前机身设计作了重大改动的情况下，后体设计仍然保持不变，充分说明了这种设计是经过深思熟虑后的选择。此外超-7时期飞机有多种发动机可选，从模型看后体设计上也是较和缓的收缩，也说明了这一点。排除了诸般因素之后，似乎还是以这种设计是从面积分布考虑出发的推测较为合理，如果后体外型过早开始收缩的话，在全机的面积分布上可能会较为远离理想分布，这样超音速波阻就比较大，比如F-20飞机就是考虑了飞机有足够的剩余推力飞到2.0马赫的速度才放心选择了波阻较大的直线收缩后体设计。总的来说，为满足面积分布的要求而在后体做外鼓而后急剧收缩的设计十分少见，通常飞机的面积分布与其他要求还是能比较好的协调，而且在飞机一开始设计时就会考虑这点，所以F-102那样的尾部鼓包再也没有出现过。但是FC-1飞机在中机身容积上似乎比较紧张，除了起落架舱盖上延续设计单位风格的鼓包之外，翼根上下表面也有长条形的鼓包，在这种情况下FC-1飞机可能想要收缩中机身而不可得，于是无奈采取了后机身修形，通过牺牲亚音速阻力来换取减小超音速阻力的设计，考虑到FC-1在一些细节上显示出很强的改善高速性能的愿望，笔者认为这样推测应该有一定的合理性。另一点比较有意思的是成都飞机设计研究所设计的新型多用途歼击机的后体线型与FC-1也有些类似，只是AL-31FN发动机喷管安装节尺寸较粗，后体的衔接处收缩不太剧烈，也许这是设计单位认为可以以较小的代价满足全机气动要求的办法也未可知。

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