如果說鴨翼是發動機受限下對機動性和極限速度的妥協,那是否可以通過矢量發動機來回歸常規佈局?
今天看到了fc31的三號原型機,個人感覺線條流暢比殲20漂亮,才這麼突發奇想,如果fc31也能換裝矢量推力發動機並加大主翼的後掠角豈不美哉?隱身八爺 ,這想法現實嗎?
先說是不是---矢量發動機的前提是發動機的動力有了較大的餘量後的設計。既然已經有動力餘量了,也就不需要所謂「發動機受限」的問題了。
鴨翼設計是飛機的氣動佈局,按照飛行器設計原理上,相對於後置水平尾翼來說,前置水平控制--鴨翼是增升的!也就是說在改變飛機機頭指向這個動作的時候,一定程度上可減少發動機推力輸出的負影響,從而達到所謂彌補「動力不足」---
飛機的俯仰動平衡中,水平尾翼非升力翼面設計,槓桿原理中可以體現:為維持機頭稍微向上的指向,反而是「負升力」,特別是當拉桿引發水平舵面向上翹起的時候,目測是飛機抬頭離開地面或飛向更高處,普遍以為是拉桿導致飛機升力增加。
事實上恰恰相反---水平尾翼拉桿動作的時候,是增加了水平尾翼部分的向下動作,實際上是飛機尾部向下,以飛機重心(高速飛行中以氣動中心)為支點,改變了飛機機頭指向,在發動機動力下使飛機向機頭指向運動。但水平尾翼動作不但使機尾下行,還在飛機原來行進航線上增加了阻力面積(機身投影及水平舵面),導致原來航線上的速度下降,故起飛或飛行階段拉桿,很容易導致飛機失速,因機身長度原因,民航機特別限定起飛速度及拉桿角度,防止飛機機身後部及尾部擦地導致機身損傷,這也是大部分民航機機身尾部設計是向上收斂形成尾椎的重要原因。
鴨翼因其在飛機重心(動心)只前,本身就是升力翼面設計,增加了飛機的升力面積,拉桿動作的時候也是以增加鴨翼升力做飛機抬頭動作,在飛機大迎角狀態下避免舵面失速,還能減阻增升。
在高速(音速或超音速)飛行的時候,鴨翼還有前置渦流發生器的作用,經過試驗確定其產生渦流在主翼上起到增升的作用,從而提升飛機載荷。,故鴨翼相對於水平尾翼的設計來說,同等推力狀況下損失更少升力更高的作用。確實是起到了「動力不夠,鴨翼來湊」的直觀效果!
美軍口說不要(鴨翼最好的作用是出現在敵方的飛機上),身體缺很誠實----F16和F18的各代機型中可以看出,其翼邊條是一代比一代大,一代比一代長(從座艙中部延伸到超過座艙前部),如去掉水平尾翼,把放大了的翼邊條設計成為全動舵面---也就是鴨翼了。
人類第一架動力飛機也是鴨翼佈局!
故題主這兩個議題邏輯上並非直接相關-----
不可以,因為發動機矢量和常規佈局的兼容性差。
下面兩圖是氣動院1996年的論文,也是J20和雪鴞的基礎理論,闡述了為什麼雪鴞要做成三翼面而不是用矢量發動機。