鴨式布局這麼好我們都來搞!以色列鴨式飛機如何一步步走向失敗?
发布时间:2018-10-08 21:03:25

鴨式布局是上世紀70年代出現的風潮,由於升阻比大,機動性好,超音速性能優勢,而且整機重量輕,起降距離短,受到了全世界航空大國一致熱追,雖然第一款鴨式布局飛機由瑞典人在1970年就批量一款半鴨式布局JA37雷戰鬥機,但是在整個80年代,全世界研發鴨式布局的熱潮中,瑞典人也繼續領先,開發出了JAS39鷹獅鴨式戰鬥機,這一款戰鬥機,採用鴨式布局後,飛機空重比雷幾乎小了43%,發動機推力最大推力減小了三分之一,而且載彈量幾乎保持一致,而且機動性更好,這就是鴨式布局的威力。


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飛機小了一大圈,性能指標還提高了,這就是鴨式布局給飛機設計師帶來的紅利

歐洲的英法都不約而同採用了鴨式布局,法國人在鴨式布局上花了很多功夫,最早就是在幻影3幻影5機翼前方加一個小型固定三角翼面,雖然這麼一點點小東西,但是對于飛機的升力卻有大幅度的提升,盤旋性能提高了20%多,但是渦流增升帶來的阻力也使得飛機的加速性降低了11%左右,由於法國發動機歷來比較弱,所以就採取了比較謹慎的做法,儘量降低鴨式布局帶來的阻力,所以,採用了一個超小面積的鴨翼作為陣風戰鬥機的三角機翼補充,最終也使得陣風戰鬥機,加速和爬升能力和幻影2000相比有了台階性的進步,同時保持了三角翼飛機盤旋和滾轉的優勢,最終成為一種強悍的,能和F15匹敵的先進戰鬥機。


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陣風戰鬥機在增升和減速之間做了謹慎的選擇,最終陣風戰鬥機性能比較均衡

而歐洲颱風戰鬥機在英國和德國這對難兄難弟的相互忽悠下,放棄了渦流增升,幾乎就作為一個遠距離的前置平尾使用,超音速性能確實不錯,就是亞音速機動性稍差點意思,雖然飛機總推力比陣風大了3噸,最終格鬥還是經常輸。


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英德合作的颱風戰鬥機就是個飆車狂,速度是最大追求

而美國人經歷了多款鴨翼研究飛機之後,還是選擇放棄,而俄羅斯人在歐洲鴨式浪潮中,也動搖了,在蘇聯解體前開發出了重型鴨式飛機-米格1.44,大體設計來說,很像颱風戰鬥機吹胖,性能指標也偏向於超音速高速飆車,當然,不合時宜的缺席了隱身時代,慘遭淘汰。


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米格1.44感覺很像大型颱風,追求超音速性能,機腹彈倉4發導彈

而中國在殲10戰鬥機上,缺乏經驗,在跨音速格鬥上傾注了過多的精力,而雷達技術落後導致機頭太粗,機翼面積大使得飛機加速性能不夠好,在新一代鴨式戰鬥機殲20研發上,雖然也有個碩大的機頭,但是設計師還是將主要精力用於提高超音速性能上,而且保證了隱身性能,造就了一個傳奇。


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殲10是總師宋文驄設計的第一款全新戰鬥機,也是唯一一款,由於缺乏經驗,性能有些缺陷

從殲10到殲20,中國設計師才搞懂了鴨式飛機設計,對於中國第一次完全掌握三代機設計製造技術,和鴨式布局設計來說,殲10也可以算滿分,有殲10做基礎,殲20方案出來很快,在殲10戰鬥機批量生產2-3年後,成都飛機研究所就拿出了殲20的詳細設計方案,最終在四代重殲項目競爭中奪冠。


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殲20在殲10基礎上,設計更加完美

而另外一個野心勃勃的小國,早在上世紀70年代也展開了鴨式布局的研發,經過20年的努力最終失敗,這就是以色列的獅LAVI戰鬥機。


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以色列LAVi戰鬥機

最初他們就是想在成功的幼獅C2飛機上開發一款輕型便宜的空戰飛機,以色列人的研究結果表明,僅僅安裝一個鴨翼,就可以使得飛機的大迎角性能飛速提升,提升幅度高達50%,而且攻角範圍可以輕鬆達到30度,而大部分三代機最大攻角就是24度。


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小小的鴨翼就有無窮的魔力,這使得全世界飛機設計師為之瘋狂


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這就是以色列人第一個鴨式戰鬥機方案,飛機採用後掠翼,鴨翼和主翼重疊這設計特點一直延續下去

可以看出,鴨翼和主翼重疊而且機翼採用展弦比較大的後掠翼設計,可以最大限度的壓縮機身總長以及機翼尺寸,將鴨式布局,渦升力干擾能力壓榨到極限,這也是猶太人的一個特色吧。

1974-1976年進一步研究結果,得到了ARIEH式戰鬥機最早的一些設計構想:經過驗證的氣動布局設計-使用幼獅C2的鴨翼。在F15和F16上經過驗證的先進發動機-PW-F100。電傳操縱控制-隨控布局CCV構型,結構和幼獅近似(這一點專門針對第一個方案),翼身融合體,帶雷達,最大9G極限過載。


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保留鴨式設計,但是強調機身和幼獅相似是這個方案的特色

但是經過認真研究後,結合以色列購買F16A得到的關鍵數據,以色列人很快就發現這個沿用幼獅C2方案的嚴重不足了,在穩定盤旋和作戰半徑數據有相當的差距,但是載重和瞬盤有超越,最終的結果決定修改:

修改也包含雙發高推比設計,也可能採用英國羅羅公司的RB199設計,從對空和對地能力來看,以色列人還是不滿意,需要大力提升。


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為了得到最佳效果,以色列人嘗試了很多種進氣道方式,最終發現F16的進氣道最好

由於雙髮帶來了高推比優勢,當然也帶來了高重量和阻力,最終使得初衷低價成為泡影,所以,雙發方案下馬。


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雙發設計機身寬敞,帶了極佳的掛彈潛力和機動性

在發動機的選擇上,也經歷了一番波折,最初採用一台F18的F404發動機,飛機尺寸和重量得到了極度的縮減,得到了一個不錯的結果,在飛機載重能力和航程方面超越了幼獅C2。


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這就是單發鴨式布局方案,採用7噸推力的F404發動機,飛機很輕,載重能力驚人

最終在LO-33布局上得到的參數使得以色列人下了決心,未來戰鬥機就是這個樣子:鴨翼三角翼組合的氣動布局,全動鴨翼,機腹進氣道,翼身融合,電傳操縱配合靜不穩定布局設計,能到手的最先進的發動機。

而且以色列人對新飛機的要求定調了:和F16一樣的對空能力和電傳操縱,和F4一樣的掛彈能力和對地攻擊作戰半徑,帶對空對地作戰雷達,而且要求飛機高生存力:內置電子對抗設備,減低可觀察信號,提高穿越敵人防區的速度。


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這就是最終定調的LAVI獅式戰鬥機

最終的得到獅式戰鬥機的氣動要求:飛機有最高的瞬時盤旋和穩定盤旋能力,優秀的跨音速和超音速加速性,以及軍推下的低空高速飛行速度。

機翼展弦比2.35,前緣後掠角54度,50個剖面形狀組成的機翼外形(太複雜了),操縱面控制規律由飛行狀態決定(比如,飛行速度和攻角,對空還是對地模式)。


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中國殲10機翼設計和獅式戰鬥機類似複雜,但是鴨翼和機翼組合則拉長了距離,不敢重疊

發動機選擇則比較容易,從F404起步,F100,F1120,最終選擇了F1120這個漏氣渦扇發動機,使用高端F100發動機的話,性能將會超越F16對美國軍機外銷不利,而這款飛機研製費需要美國支援。

為了保證項目能進行下去,不和美國的當紅飛機F16衝突,以色列人選擇了F1120這個F100高端發動機的降檔產品,最終強調對地攻擊能力,掛點多,掛載重量大,高達8.3噸!


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猶太人的瘋狂也體現在,飛機一共有16個掛點,超越了蘇27的12個,F16的9個


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這是獅式戰鬥機遠程對地攻擊的典型掛載,2個超大油箱,一大堆炸彈

當然,過於狂妄的設想,往往在冷酷無情的物理法則面前立即撞得粉碎,獅式戰鬥機試飛後,就發現了抬頭太猛難於控制,而且鴨翼和機翼距離太緊,耦合作用強,但是帶來了巨大的阻力,導致飛機航程嚴重不達標,而且所有的解決問題的夢想都在美國人身上。


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以色列人開發這個小型的炸彈卡車,最終遭到失敗

當然美國人也不是傻子,吭哧吭哧幫猶太人把這個戰鬥機的設計實現了,F16哪裡還有活路!

1985年美國人終於怒了,獅式戰鬥機gun!!!


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F16是美國三代機的現金牛,誰動了都和美國嚴重過不去,LAVI不死沒天理

獅式戰鬥機是以色列歷史上最大的一次軍事開發項目,也是以色列飛機公司最後一次自主研發複雜戰鬥機項目,費用嚴重超支,技術問題嚴重,最終下馬,大量設計師下崗,這嚴重打擊了猶太人的自信,當然在獅式戰鬥機流散下崗人員內,以色列人在網際網路找到了新的G點,幾百上千個新技術公司崛起,從另外一個角度支撐了以色列的發展。

或許,LAVI死的很好很合適。

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