标题: 中国航空获得无尾自由了 [打印本页] 作者: 晨枫 时间: 6 天前 标题: 中国航空获得无尾自由了 本帖最后由 晨枫 于 2025-8-10 14:38 编辑 " B9 L3 B+ o7 u7 \8 I) H- u1 C7 K9 ?! |; Z7 L1 u* s- v3 c G
无尾飞机是很久以来的梦想。# w7 l) e, l. ^3 g* C$ i
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飞机尾翼是用来控制飞机姿态的。常见的尾翼是三翼面：一个垂尾，一对平尾。高性能飞机可能采用四翼面：双垂尾加平尾。( R* w, a; Q- w& X. |: @
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常见尾翼有很多变形，但都带来结构重量和飞行阻力。说到底，尾翼就是较小、以气动控制而不是升力为目的的“机翼”。有的全动，有的分固定面和活动面，但依然是通过与机翼同样的机理，像产生升力一样产生控制力矩。 . Y& ~5 A! X/ h8 S6 p) ^/ F$ T . l$ {: g7 d% g% K不管用什么原理解释机翼的升力机制，机翼说到底就是用阻力换升力的装置，阻力则用动力克服。所以飞机必须有动力，不管这动力来自自身的发动机推力，还是来自高度带来的重力。换句话说，尾翼的控制作用越好，阻力越大。无尾翼当然就消除了相关的阻力。在隐身时代，不存在的反射面才是真隐身，无尾也是刚需。 + X( q5 n/ X$ H* |1 L( J0 ?6 B& i l, a4 j) S- B
当然，无尾翼不是真的取消了尾翼，只是取消了垂尾，平尾或者相应的装置还是有的。飞机的关键在于升力，但莱特兄弟发明飞机不是因为发现了机翼，李林达尔等人已经通过滑翔证明了机翼的升力基础，茹科夫斯基等人更是在理论上奠定了升力的基础。莱特兄弟的决定性贡献在于实现可控飞行。; @& |5 o* r+ H
' w' {5 Z K. c/ w那还是飞机设计“没有规矩”的时代，莱特兄弟把尾翼搬到前面，实际上是鸭式飞机。更重要的是，莱特兄弟用卷动翼尖实现了横滚控制。更加有效、对结构和机械更加友好的副翼是寇蒂斯随后发明的。莱特兄弟和寇蒂斯的专利官司扼杀了早期美国飞机的发展，直到一战时代罗斯福（时认海军部副部长）一声令下，把所有人的专利统统收缴到国家主管的专利库，谁都可以在国家规定的“公平费用”后使用，才解决了美国航空工业的起飞问题。专利库在一战后解散了，回归传统专利制度。很多人怀念，认为现在应该重拾专利库制度，避免大公司之间用专利护城河阻挠科技发展，这是题外话了。* K- y+ D% o# j0 f
3 A# O! H, O2 a2 | g1 E在二战前后，德国人霍顿兄弟（Walter and Reimer Horten）和美国人杰克·诺斯罗普（Jack Northrop，诺斯罗普飞机公司的奠基人）发明了无尾飞机，但太超前于时代，很快成为故纸堆里的稀罕事。 & f: ~, T5 U$ z+ e' h# ?: q2 h% z; u( I- F 8 P( B7 i$ d$ ?2 P9 p" v5 g' p 5 D' j4 G/ W1 [7 j3 t2 d. N ; k6 X9 V. I" u( }) @7 h8 C$ F9 g, k9 d$ Y6 @/ V
无尾飞机要飞起来不难，难的是保持飞控。俯仰控制力臂太短，偏航控制需要差动阻力，这些问题直到B-2才得到解决，但依然算“黑科技”。 - Q6 ~: V7 h/ l t0 f/ J( }" X } 1 D+ F& q4 C6 l! k/ _" i ) {/ r" c) d# z7 ^ T d3 z1 j' D7 I' V" r- S$ o0 k
此后，诺斯罗普、洛克希德、麦道都推出不同型号的无尾飞翼，波音的“翼身融合体”也可看做无尾飞翼的一种变异。- o' K& u% O) x! C
' Z/ [+ P+ F6 F, I, a* } 0 J9 M' N- J, L9 n) F7 w诺斯罗普X-47B + I- o' G6 P& V 0 J$ u% \8 R4 R2 Z4 y; a8 W; a! Q |0 [* Y. w9 P
洛克希德RQ-180 0 }+ }' h$ `" _# m1 ]" b3 Q4 I( n$ [3 {$ T+ B H + r/ p: z. v9 X5 X6 Y0 {+ K波音X-482 d( ~) K; d; Y5 M; {' z3 \, l
+ z# M; M0 P+ i, j& J7 v7 o9 W : v& S3 z B$ n! e0 I9 ~6 ^: U麦道X-36 3 k, ?; ~0 X! v+ e; I1 b" a * m* g4 h, c3 f1 o现在是中国航空科技爆发性发展的年代，中国当然不放过无尾飞机这一赛道，也成果不菲。无人机一马当先，攻击-11和彩虹-7都是例子。 ; h# c [# w4 [- |, W j- E ' _/ z. B9 q2 C% s ( R1 y$ Y; n, n( \- Q6 a' I1 g/ }& h% }攻击-11; W5 X( s7 D) ~! A( W+ u9 ~
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彩虹-7 2 R5 ^$ a1 _3 P4 ]$ T) x9 h: h : `. J: n9 v+ A9 }到这里，还可以说是中国摸着美国的尾巴走。但接下来就倒过来了。. T% n8 H2 p3 V0 D: I, n3 d8 s* P4 r
% A* W( G$ E W% V q! H ( a; `- m6 |( w3 e( P# L7 R6 K网传的成六) n; r4 O& Y/ F# B" p
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网传的沈六. _3 u* [) ^% C
. N2 g9 m1 ^0 a2 H; y9 c9 h% B* T 9 g' m4 a4 n, Y) M新近流传的另一种不知名的无尾战斗机2 S' k6 l- {8 z$ G- @ i
7 d: P. ^/ _( I2 p- A% A从2024年底到现在，网上接连流传至少3中无尾战斗机。在此之前，战斗机无尾化已经谈了有一段时间了，但落地的一个没有，直到中国悄悄底炸响了惊雷。南北双六是接连炸响的，第三个就世界航空发展的一般速度，相隔也不长。 7 t+ S# K d) ~1 q; M 4 y( `, L* a# x/ A+ g) v战斗机显然可以得益于无尾的好处。全向隐身和穿透制空是第六代战斗机的基本特征。这不是前向隐身和前线空优的简单外推，而是革命性的。前向隐身和前线制空依然是现行作战，顶多渗入到浅近纵深。全向隐身和穿透制空则是网格化作战，在整个战场上遍地开花，。这不只是直扑胸膛，而是对着头顶、脚踝、腰椎、膝盖、脖颈、肩窝统统刺下去。不仅要一击倒地，更要一击肢解。 9 [ c) j D0 a% y. I G' U I& n" u/ B# z: T+ U$ y. F
因此无尾不只是加成，而且是刚需。但只有中国不仅做到了，而且飞上了天。美国F-47在PPT上实现了，FA-XX连像样的PPT都没有。英国、法国的下一代战斗机都只敢浅V尾，不敢无尾。 6 U: R8 z' v; K" R) ~0 w1 M 4 n" h9 P* i1 O4 X无尾飞翼已经不算新了，尽管相关飞控技术依然在欧美属于高大上，只有老字号敢玩，一般人玩不起。至今也只在低机动飞机上玩，高机动飞机以上只有X-36那样的研究机或者F-47那样的PPT战斗机。6 w) j6 g- v" \: }6 g1 Y
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量变导致质变，高机动飞机对飞控的要求不只是对低机动飞机加料。在极限条件下，很多过去不必考虑的问题都出来了。比如说，大迎角下，翼面上气流容易发生分离，那时升力丧失，控制作用丧失，没有相应反制的话，然后就没有然后了。但无尾不仅无尾，鸭翼也最好没有，所以F-47的鸭翼引起很多争议。 " z2 b: `% z# L( {' w & `8 ]! }+ U9 h: k1 l2 A5 q/ e问题是，没有鸭翼的话，大迎角时如何确保不发生气流分离？成六、沈六和新六（在没有更多细节和信息的情况下，姑且称为新六）显然都是高机动的，也显然没有鸭翼，只能猜想是某种复杂的涡流控制提供的可靠气动控制，可能还有矢量推力的帮助。中国的矢量推力三条腿走路，既有俄系3D转动喷管，也有美系的2D摆动挡板，还有独特的“转动喷管加指节挡板”的两级矢量机制。现在的图片还很模糊，不好判断这三种六代机采用了那种机制，或者说有没有矢量推力，但做不到高机动是拿不到准生证的。7 O: \7 c/ m% ^
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俯仰控制还好想象，偏航控制在无尾飞机上通常是通过差动阻力实现的，具体来说，就是开裂式副翼。这增加阻力，有损隐身，但是“必要的邪恶”。成六采用独特的两段式外段可偏转副翼，具体机制依然有待理清；沈六和新六在没有更多信息之前，姑且认为还是开裂式副翼。挑战在于：这些偏航控制方式需要适应高速度、大迎角状态下的高负荷工作，这超出了长期领先的西方技术前沿。 2 ^' S) N# }4 H* q9 f4 s + H0 W& G1 d' V. b) f麦道X-36采用超大的鸭翼，波音F-47似乎保留了鸭翼，应该就是为了解决开裂式副翼控制力度不足的问题。但中国“六代机三剑客”做到了，因为中国已经做到了“无尾自由”。这意味着气动和数字电传飞控两方面的熟能生巧。6 Y5 F1 x3 d; L# N9 Q: z
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上一个先进航空技术迅速被中国完成白菜的是DSI进气口，结果弄到“超级得亲妈都不认识的超级米格-21”教练-9都用上了DSI。
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