一直以来我国战机设计都采用前苏联平尾布局

http://www.sina.com.cn 2008年04月07日 07:45 现代兵器
一直以来我国战机设计都采用前苏联平尾布局
瑞典JAS-39已经成为世界新一代轻型战机佼佼者

  平尾 在后机身的气动面设计上,FC-1将切尖的直轴平尾布置在后边条的外侧,在稍靠前的后边条下方布置腹鳍,同样切尖的垂尾位置也较平尾靠前。一直以来我国的战斗机设计中都师法前苏联的平尾布局,采用转轴相对机身纵轴成一个夹角的斜轴平尾。斜轴平尾的转轴顺平尾后掠方向,因此即使平尾有很大的后掠角,转轴仍然得以布置在平尾厚度较大的位置结构上比较有利,而且转轴处于平尾的亚音速压心与超音速压心之间,铰链力矩较小,而且跨音速变化不大,这是斜轴平尾的主要优点。但是西方设计战斗机时多采用转轴垂直机身纵轴的直轴平尾,既然反其道而行之,直轴平尾自然享受不到斜轴平尾的那些好处,通常转轴不能布置在厚度最大处,对于使用大后掠设计较为不利,而且铰链力矩较大。但是直轴平尾也有自身的好处,主要是斜轴平尾由于转轴斜置,随平尾偏度增加平尾效率下降而且出现非线性,而直轴平尾则有较好的大偏度效率,而且基本保持线性变化。从结构考虑的话,直轴平尾只需要通过一个加强框安装,而斜轴平尾需要两个加强框承力,而且存在一个纵向力矩,显然直轴平尾有利于减轻机身结构的重量。考虑到现代战斗机多数使用中等前缘后掠角,而且强调大迎角的配平能力,直轴平尾的优点显得较为明显,包括俄罗斯第三代战斗机在内的所有正常布局现代先进战斗机都采用了直轴平尾。但是直轴平尾另有一个缺点,就是直轴平尾后掠角较小,而且为了保证根部厚度,往往根梢比较大,所以颤振特性比较差,通常采用切尖方式解决,FC-1飞机也是采用这种方式。但是稍低于翼弦平面的平尾处于机翼的尾迹中,尾迹的压力脉动也可导致平尾颤振,我国台湾省自制的F-CK-1战斗机便因此发生过事故,所以也有很多飞机将平尾作一定角度的下反,F-16就是这样,F-CK-1在发生事故后也采取了下反平尾的设计。后边条下布置腹鳍的做法与米格-29的早期原型机类似,SU-27飞机也是同样的设计,相比F-16的腹鳍设计,这种相隔较远的腹鳍能够避免互相干扰,效率较高,阻力较小,但是腹鳍受力要先传递到后边条上,然后才有后边条传到机身加强框,比F-16那样直接传给机身加强框要稍重一些。于这种细微处往往可见飞机设计并不一定有一个确定的最优设计,常常会做一些权衡取舍来获得需要的结果。当时FC-1飞机的垂尾设计比较普通,垂尾较平尾靠前是为了避免大迎角平尾尾迹的遮蔽影响垂尾效率,较高大的垂尾也有利于提高大迎角方向安定性,方向舵的铰链线后掠角较小也可以改善大迎角效率,但是超音速的效率就比较低。垂尾的顶端为了防颤振作了切尖处理,垂尾根部有一条厚度较大的背鳍,背鳍内容纳方向舵作动器,背鳍向前延伸较长,在气动上有类似边条的效果,大侧滑角时的背鳍涡有利于提高垂尾和方向舵的效率。背鳍向后延伸出减速伞整流罩,减速伞舱伸出垂尾后缘较远,相比是为减少底部阻力而作的整流考虑。(未完待续) 现代兵器杂志第3期

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