三角翼和鸭翼的战斗力 鸭翼 歼十和欧洲双风谁是赢家?

漫谈鸭翼 歼十和欧洲双风谁是赢家?

　　随着越战的结束，美军第三代超音速战机的设计思路开始逐步接受约翰·博伊德“能量空战”理论。放弃兼顾对空对地的“高大全”想法，开始强调战机的机动性能：注重推重比、持续盘旋能力和可操纵性等指标。由此产生了经典的F-15、F-16战机家族。而前苏联的新一代战机Su-27和Mig-29家族也体现了类似的思路。高机动性三代机统治天空的时代自此开始。

　　为追求机动性能，设计师们努力研究提升飞机升力的方式。对比这些初代三代机的气动布局，就很容易发现它们大多采用了带边条的梯形机翼设计。在1970年代，涡流的作用开始被发现和利用。边条这种机翼和机身之间的过渡结构成为当时主流的涡流发生得到了广泛应用。

　　那什么是涡流？我们都知道飞机是依靠机翼上下表面气流的压力差产生的升力才能飞起来的，由于压力差的存在，气流就会出现从机翼下方向上方回流的现象。这种现象卷起的稳定气流就是涡流。涡流的速度更快，因而压力更低，所以在流经机翼表面的时候可以显著提升机翼的升力。

　　涡流可以有效增加机翼的升力和可用迎角并推迟失速。所以边条结构在早期的三代机上得到了广泛的应用。

　　三角翼和鸭翼

　　随着人们不断提升对速度和机动性的追求，超音速阻力小、瞬时转弯率高、可自行产生涡升力、大迎角机动性好的三角翼逐渐受到重视。但是三角翼在低速时的气动性能较弱，盘旋性能不足，而且一旦三角翼的自身涡流崩溃将导致严重的失速后果。因此设计人员开始寻找各种办法来进行弥补，经历了边条翼、双三角翼的探索后，鸭翼重新回到人们的视野中（人类第一架飞机采用的就是鸭翼结构）。鸭翼作为一个强力的涡流发生器，可以与主翼的涡流产生交互作用，提升主翼升力，推迟失速，提高大迎角性能。是三角翼的好搭档。

　　鸭翼对飞机设计的影响远比涡流发生器要深远得多，与同时期开始流行的静不定设计共同作用影响了后续战机的设计思路：在最常用的拉起机头动作中，常规布局战机通过尾翼产生负升力使机身上仰，这样会损失飞机的总体升力；而鸭翼布局则可以直接提升鸭翼的升力来拉起机头，增加飞机的总体升力。因此可以大幅增加战机的敏捷性。

　　然而有明显的优点也就会有明显的缺陷：鸭翼涡流将对主翼的内外两部分分别产生下洗和上洗作用。下洗会降低内侧主翼的有效迎角从而减少其升力，而上洗气流则会增加主翼外侧迎角增加，使外翼段气流提早分离。在不同的飞行姿态中，鸭翼涡流对主翼的影响也不相同，这使得飞机操纵复杂化，以人的反应很难进行操纵，因此早期的鸭翼是不可动的，仅仅起到涡流发生器的作用而不能控制俯仰以降低操控难度。但这也限制了鸭翼布局的气动潜力。因此美军曾有一个著名的说法 “鸭翼最好放在敌机上”。

　　随着计算机控制技术的成熟，将鸭翼作为控制舵面成为可能。驾驶员通过操纵杆表达操纵意图，由计算机控制舵面来完成机动动作。鸭翼的优秀气动特性得以完全释放。于是在1990年代以后，以欧洲双风为代表的三代半战机不约而同的采用了鸭翼布局，我国歼十战机也是。那么，同为鸭翼布局的三代战机，它们的气动效果一样吗？