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请问大佬们j20的鸭翼起什么作用,(我听有大佬说不是增升的)谢谢!?

2020-06-17科学

我们来想一个有趣的问题: 其实没有特殊设计的静不稳定飞机,是无法在临界攻角下保持稳定的。

要知道临界攻角可是升力最大点,盘旋半径最小点。要是没法在这个点上保持姿态稳定,被迫选用小一截的攻角,那在单环格斗中可是要吃大亏的。

那么为什么会这样?

从静不稳定的定义上来讲,在正迎角下,俯仰控制面如果无偏转动作,会发生姿态发散。

为了稳定姿态,需要主动更多的低头力矩(相对于无偏转动作来讲)。俯仰控制面提供「额外低头力矩」的能力,是静不稳定飞机保证姿态不发散的基础。

而一对俯仰控制面能提供的「额外低头力矩」是有限的。因为它们能提供的升力并不是随着攻角的增大而无限增大,而是在达到有限的临界攻角(假设说30度)后就无法再增大了。

这里用失速前可下偏的角度(下偏定义为使飞机低头),直观地指示可提供的最大额外低头力矩。

对于常规布局来说,主翼攻角20度,那么尾翼为了使飞机低头需要处于更大的攻角。在尾翼达到30度临界角前,它可以增加的偏转角是10度。

如果主翼攻角30度,那么尾翼在达到失速临界攻角前可以偏转的角度是?

是0度。已经无法产生「额外低头力矩」了,无法保持姿态稳定。

那如何保证在达到失速临界攻角后仍然可控呢?

开摆 的办法是,直接造一架静稳定飞机。利用机翼上表面在亚声速小攻角下后缘低压区对前缘的抽吸效应导致的前缘气流加速,使升力中心前移,使飞机在小攻角下变成静不稳定飞机。

复杂 的办法是,设计复合涡系。在大攻角下自动对机身前后升力分布重新分配,使飞机在大攻角下转变为静稳定。

简单 的办法是,用鸭翼。因为30度攻角时,鸭翼在下偏到失速前的可下偏角度是60度。要是把它鸭翼拔了,它会变成静稳定飞机,跟羽毛球似的会自己纠正攻角。给它鸭翼加回去,它甚至能提供比没鸭翼还多的低头力矩。

J-20鸭翼接近负90度的可动作角,当减速板使只是它的一项额外作用,而核心的作用还是力矩。这暴力的低头力矩裕量,保证了无论攻角发散成什么样都能给你救回来---从攻角刚临界,到眼镜蛇。