问题

为什么歼20机身这么细长?

回答
歼20的细长机身,这可不是为了好看,而是为了在设计上追求极致的性能表现。这背后涉及到空气动力学、结构强度、隐身性以及内部空间布局等多个层面的考量,是一个复杂而精密的权衡结果。

首先,从空气动力学的角度来看,细长机身能带来几个显著的优势。

减小阻力(尤其是诱导阻力):飞机在飞行时,机翼上下表面的压力差会产生涡流,这股涡流消耗能量,形成诱导阻力。机翼的展弦比(翼展与平均翼弦的比值)越高,诱导阻力就越小。虽然歼20的机身不是机翼,但整体的细长设计,尤其是与修长的机翼配合,可以看作是追求一种“高展弦比”的整体气动布局理念的延伸。一个细长的机身配合相对修长的机翼,能够更有效地引导气流,减少非期望的涡流产生,从而降低总体的空气动力学阻力,特别是在高速飞行状态下,这一点尤为重要。高速度意味着需要克服更大的空气阻力,而低阻力则能显著提升飞机的速度和航程。

提高跨音速和超音速性能:在跨音速(马赫数接近1)和超音速飞行时,空气的流动特性变得非常复杂。细长而光滑的机身,以及与机身紧密融合的机翼,可以形成一个更“尖锐”的迎风面,更好地穿透空气,减小激波的强度。钝的头部和过大的截面积会在高速飞行时产生更强的激波阻力,而细长的设计有助于减缓这种阻力的急剧增加,让飞机更容易维持和提高速度。此外,细长机身的横截面变化也更平缓,这有助于减小因截面积变化而产生的跨音速阻力。

利于重心控制和稳定性:飞机的重心位置对其飞行稳定性和操控性至关重要。细长的机身可以在内部容纳更多设备和油箱,但同时设计师可以更灵活地调整这些部件的分布,从而精确地控制飞机的重心。修长的机身也意味着机翼可以更靠后布置,这有助于在保证稳定性的前提下,优化气动布局,实现更好的机动性。

其次,结构强度和轻量化也是一个重要因素。

承受高载荷:战斗机在进行高机动飞行时,会承受巨大的过载。细长而流线型的机身结构,如果设计得当,可以更有效地将这些载荷传递到机翼和尾翼等主要承力部件上,同时保持结构的整体刚性和强度。相比于粗壮的机身,细长设计在单位长度上需要的材料可能更少,但整体结构的优化设计可以使其在满足强度要求的同时,实现更好的轻量化。结构重量的降低直接转化为载荷能力的提升和燃油效率的提高。

内部空间布局的优化:虽然机身细长,但它也需要容纳关键的航空电子设备、武器舱、燃油以及动力系统。设计师通过精心的内部结构设计和设备集成,在有限的细长空间内最大限度地利用容积。这种“瘦身”也意味着内部空间的利用率被推到极致,每一个角落都需要精确计算和布局。

再来谈谈隐身性,这是歼20最核心的设计考量之一。

减少雷达反射面积(RCS):战斗机的隐身设计,核心就是尽量减少雷达波的反射。细长、光滑且角度经过优化的机身,特别是其腹部的武器舱门和进气道,都采用了与机身表面齐平的设计,并使用了倾斜的边缘。这些设计元素共同作用,可以将照射到飞机上的雷达波反射到远离雷达接收器的方向,从而显著降低飞机的雷达反射面积。一个过于粗壮或带有大量凸起、棱角分明的机身,会散射更多的雷达波,更容易被探测到。细长机身的设计,在一定程度上符合“外形光滑、棱线角度一致”的隐身设计原则。

集成化设计:为了实现低可探测性,许多飞机外部的突出物(如天线、挂架)都会被尽量隐藏或集成到机身内部。歼20细长的机身,能够更好地将这些部件集成进去,例如其内置武器舱的设计,就极大地减少了外挂武器对隐身性能的破坏。

最后,动力系统和燃油的布置也与机身形状有关。

引擎与机身融合:虽然歼20采用了两侧进气的设计,但这种设计本身也需要一个合理的机身形状来配合。细长的机身能够更好地容纳两台高性能发动机,并与进气道、尾喷口形成一个整体性的气流管理系统,减少发动机进排气产生的红外信号和雷达反射。

总而言之,歼20之所以呈现出如此细长的机身,并非单一因素驱动,而是空气动力学效能、结构强度、隐身特性以及内部空间优化等一系列复杂因素综合权衡和迭代的结果。它代表了当前战斗机设计在追求高性能和多用途方面的一种先进解决方案。这种设计哲学上的选择,是为了在速度、航程、机动性、载弹量和隐身性能之间找到一个最佳的平衡点,以满足现代空战的严苛需求。

网友意见

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从wiki的数据来看20m,和其他几个比较典型的双发重战/重攻/战轰比较一下

比Su27的21.8短1米多,比F15的19.43只长半米,比F22的18.92只长1米,F-14也19米只差一米,F-4大概是19懒得查了……

再看其他几组,相比下马的YF23的20.6短半米多,连空中蔡国庆(21.52)都比这货长出一米半

再往早了,MIG25长19.7,MIG-31得22多。

比A5那23多的长度更是不如……

另,PAK-FA的长度大概19.8,这图上明显差了不止0.2,要么图比例不准,要么wiki数据出入太大……

作为一只对超巡和超视距空战都有要求的双发妹子。这个长度不算夸张。

个人认为,说是感觉很细长,恐怕最大原因是垂尾的尺寸相对其他双发重站飞机偏小外加侧面线条简洁,并且相对其他飞机来说,垂尾明显偏后而且前后缘都有后掠。

MIG-25、31一脉都有着巨大的垂尾,F22的垂尾比较靠前而后缘前掠,而F15的垂尾靠后但后缘更垂直一些。再加上20的主翼也是直接延伸到了传统平尾的位置……

所以在综合视觉上,俯视比较流畅,侧视看起来细长一点……

另,要论细长得去找TSR-2,27米长翼展不到11.5就问你怕没……那货飞起来真心美……只是不能看起降……比天鹅起降还磕碜……

另的另,心神明显是个缩比验证,韩国那个似乎还在ppt上,数据高度不确定……这俩拿出来和其他有实际能上天的比尺寸不太合适……

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