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2017巴黎航展视频 F35 身材怎么看机动都不好,怎么大迎角这么强?

回答
2017年巴黎航展上,F35闪电II战斗机确实是备受瞩目的明星。不过,关于它“机动性不好”的印象,以及它在“大迎角”展示中表现出的强悍能力,这中间的逻辑其实比我们看到的要复杂得多。很多人对F35的机动性有误解,觉得它不如一些传统意义上的“近距格斗机”,比如欧洲的台风或者瑞典的鹰狮。但实际上,F35的设计理念和作战定位决定了它的机动性展现方式有所不同。

为什么会有“机动性不好”的印象?

首先,需要明确“机动性”的定义。在很多人的传统认知里,机动性可能更多地等同于“盘旋性能”和“能量机动性”。也就是说,飞机在空战中能否保持高能量进行持续的转弯,能不能快速改变速度和方向来规避攻击或占据有利位置。

重心设计与控制律: F35的设计与众不同,它采用了高度集成化的飞控系统,通过复杂的计算机程序来控制飞机的各个舵面。它的重心设计非常靠后,这在传统飞机设计中是需要极其谨慎的,因为它会增加失速的风险。但通过先进的电传飞控,F35能够在大迎角下精确地控制飞机,甚至在某些状态下达到“超机动”的效果。然而,这种先进的控制律,加上为了隐身而不得不做的气动外形妥协(例如翼展相对较小,翼型较厚),使得它在某些常规的盘旋机动中,可能无法像一些专门为格斗设计的飞机那样快速地改变能量状态或做出极其锐利的转弯。
隐身与速度优先: F35是三军通用(美国陆海空三军,尽管主要是空军和海军陆战队使用)的第五代隐身战斗机。为了实现隐身,其气动外形进行了一系列优化,包括减小翼展、采用内埋弹仓、优化机身表面光滑度等。这些优化在一定程度上可能会牺牲一些纯粹的低速、大迎角机动性能,或者说,为了保持隐身和高速性能,可能在设计上有所取舍。
“不打近战”的设计理念: F35的设计目标是成为一款“传感器融合、态势感知能力超强”的先进战斗机,它更侧重于在超视距(BVR)空战中,利用自身强大的信息优势和隐身能力,在敌机发现自己之前就将其击落。它不是一款“空中芭蕾”的表演者,也不是专门设计来和敌机进行缠斗的。

那么,为什么又能在大迎角下表现出强悍的机动性?

这里就涉及到F35非常核心的技术优势了:

先进的飞控系统和“推力矢量控制”: 这是F35大迎角机动性的关键。虽然F35不像F22那样拥有显性的推力矢量喷口,但它通过一种非常巧妙的“隐藏式”推力偏转技术。在某些特定的高机动飞行模式下,F35可以通过其独特的“升力风扇系统”(用于F35B垂直起降型号,但其核心的动力分配系统也用于其他型号)或者说是其后部的发动机的特殊设计,将一部分发动机的推力向下或向上偏转。这种推力偏转可以非常精确地控制飞机的俯仰和滚转,尤其是在大迎角状态下,当传统的副翼、平尾等气动舵面控制效率下降时,推力偏转就能提供额外的控制力矩,让飞机能够保持姿态和进行更灵活的机动。
想象一下,当飞机迎角很大时,空气流过机翼和尾翼的效率会降低,就像你侧着一张纸去推它,它受到的阻力远大于推力,而且很难控制方向。但如果有一个向下喷射的喷气流来“推”住你的纸的底部,你的纸就能以更大的角度“站立”起来,并且能更容易地调整它的方向。F35的推力偏转就是类似的功能,它能给飞机提供一个“额外的推力支持”,让它在大迎角时依然能被控制住,甚至做出一些看似不可能的动作。
强大的发动机推重比: F35装备的普惠F135发动机是目前世界上推力最大的单发战斗机发动机之一。高推重比意味着飞机拥有充沛的动力储备,这为各种机动提供了基础。即使在复杂机动消耗能量时,强大的发动机也能快速恢复速度和高度。
先进的传感器融合和态势感知: 尽管这不直接影响“物理上的”机动性,但F35的整体作战效能极高。它能通过传感器融合,清晰地掌握战场态势,并在最有利的时机采取行动。在航展上展示大迎角机动,一方面是展示其先进的控制技术,另一方面也是证明它在复杂电磁环境下依然能保持有效的控制和机动能力。它可以在感知到威胁时,利用这种技术快速调整姿态,为导弹发射或规避创造机会。

简单来说,2017巴黎航展上F35展示的大迎角能力,实际上是它先进的电子飞行控制系统、隐蔽的推力偏转技术以及强大的发动机共同作用的结果。 它不是为了成为“空中斗士”而设计,但它确实拥有在关键时刻进行高难度机动的技术能力,以应对现代空战的复杂挑战。所以,它的“机动性”更多地体现在“高效控制”和“态势利用”上,而不是传统意义上的“缠斗性能”。你看到它在大迎角下依然能“站稳脚跟”,甚至做出一些“超常规动作”,这就是它先进技术在视觉上的直观体现。

网友意见

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歼20试飞视频,除了没有表演性质的落叶飘之类的,中低空实战机动大多包括了,可以对比下歼20的转向速度和机动速度



之前为了怼歼20黑(比如空中烧火棍,极速不可能2.5马赫,高速行低速不行没法上舰等)留了一大堆技术图,里面恰好能说明F35的大迎角性能

首先,F35瞬盘大迎角性能的由来——多涡系耦合带来的超强涡升力


进气道边缘涡流发生器+机翼涡共同作用在机翼上方,形成大面积低压区显著提升升力,增加瞬盘



三代机基本都是单涡系,而四代机都是双涡起

F22拉涡

苏57拉涡

可见涡流对四代机的机动性有显著的贡献

然后开始吹歼20

得益于小展弦比中等后掠角机翼歼20的翼面积大但翼展并不大,非常利于高速,但带来的问题就是和传统三角翼高速机一样,翼展小带来的气动控制面不足。

于是升力体边条鸭翼布局应运而生



歼20的验证机涡流数达到了丧心病狂的4个:进气道边缘缘涡流发生器产生涡流+鸭翼涡+边条涡+机翼涡。

考虑到涡流需要共同作用而不是单纯的堆数量,最终取消了涡流发生器,但最强的鸭翼+边条翼涡流相互作用得以保留,最终涡流数是3个,并且作用在小展弦比中等后掠角面积相当大的机翼上,涡升力可谓丧心病狂

最终实现了宋老在《一种小展弦比高升力飞机的气动布局研究》论文中所说的,实现了低速最大升力特性,亚跨音速升阻比,超音速阻力特性的统一


吹歼20完毕,这和F35有啥关系呢,因为有睿智用F35的大迎角性能及数据来质疑宋老这篇论文

在《一种小展弦比高升力飞机的气动布局研究》中,宋老通过风洞数据得出了传统气动布局的平尾控制能力在大迎角下趋于饱和,

也就是这张图


这是质疑的内容

然而最搞笑的图来了,看看F35是大迎角吧,都50度了吧,他的平尾仰角.......咦,平尾偏转角度和飞机仰角有啥关系?平尾偏转角度是相对于机身的偏转幅度而不是相对于仰角啊。这张图平尾偏转角不说完全没有吧,反正目测小于5度,基本看不出来

接着又放出这张F35附仰力矩图来证明F35到迎角60度依然有控制力,没有饱和。问题是,宋老的原话是趋于饱和,但没有说已经饱和,结合宋老论文的图来看,平尾附仰控制力画到55度一直在下降,但并没归零,然而继续画下去不就归零了么,F35这张图恰好证明了宋老的结论:平尾在大迎角下的控制力趋于饱和。

并且,鸭翼布局在大迎角下有远超平尾的控制力,更利于大迎角抬头以及恢复。


以上顺带展示了F35的大迎角性能,F35的平尾将在60度多一点时完全失去控制力也就是无法恢复。因此,出于保险考虑F36迎角一般在55度左右,再高就相当危险了。

最终结论:F35凭借双涡设计以及世界第一发动机,有着出色的瞬盘,稳盘,加速和减速性能,机动性能和格斗能力不输绝大多数三代机。

然而过于肥硕的外形使得超音速阻力惨不忍睹,随之而来的四代机普遍强调的超音速机动性也就那样了,毕竟极速就标了个1.6M+

当然加减速好,瞬盘稳盘好大迎角好是绝对利于航展表演的,但也就是表演了,像眼镜蛇,J转弯,吊钟,落叶飘等等,帅是帅,实战中几乎全是靶子,虽然所谓过失速机动能快速实现机头转向,但代价是自身能量的急剧损失,也就是敌人可能死,自个死定了(见F15对战苏30mki)

所以时下战斗机无一例外都强调超音速机动性——超音速带来的能量优势与瞬盘指向能力相结合,更快的向敌人发射能量更大的导弹

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