近日,网上流传到一张新型战机首飞的照片,据称该战机型号为歼-17,是中国最新型的歼击轰炸机。从外形上看这个飞机非常怪异,其最著名的特点就是主翼前方宽大的边条翼和扁平的机头。据称该型飞机装备了国产涡扇-10发动机,是中国版的苏-34,能够替代中国的歼轰-7和轰-6执行远程对地打击任务。甚至有人煞有介事的说这款飞机的机头比苏-34更大,可以装备更大的雷达,因此也具有很强的空战能力。然而从飞机设计的角度来说,这款新飞机却完全不符合基本的设计原则。
该照片战机里其他部分都比较正常,是苏-27的经典传统构型,关键就在机头和边条翼违反了常规。其中机头因为没有俯视图只有上视图无法判断其整体构造,所以不能做出武断的判断,但其边条翼的设计则完全违反了飞机设计的原则。
网上最近流传的所谓歼-17战斗轰炸机照片
边条翼是现代战机基本都会采用的构造,战机在大迎角状态下产生气流分离而主翼失速时,边条翼会和空气作用产生气流涡。这种气流涡会对主翼产生一个从下而上的压力,从而产生升力,在一定迎角下这个升力甚至可以和主翼面最大升力接近,从而扩大了飞机在大迎角时的可操作性。这个涡升力不能太大也不能太小,太小自然无法承担起大迎角操作的重任,太大则会导致飞机失去平衡。一般影响边条翼性能的因素有边条翼的前缘后掠角、面积、前缘形状和主翼的配合程度。下面从影响边条翼性能的几个因素对该照片中飞机边条翼构造做出判断。
一、前缘后掠角(无法判断)
边条翼形成的涡要足够大但也要稳定,一般从形成稳定的涡升力来说,前缘后掠角应该大于70°,但在前缘后掠角大于76°时,机头方向会产生一个不对称的涡升力,给飞机很大的侧力,导致飞机失去稳定,因此飞机的前缘后掠角一般不大于76°。图片中没有给出飞机机翼具体结构,也就无法看出飞机的前缘后掠角,因此无法作出判断。
F-16就采取了S型边条翼的构造用来增升,但能明显看到其翼面积很小,且后掠角很大
二、边条翼的面积(不符合)
边条面积太大将使俯仰力矩前移,对基本翼的作用增大。这就会给整个飞机前部一个向上的力矩抬头力矩,这个力矩太大,则飞机就要失去控制,特别是大迎角的时候,飞机机头被向上推而尾翼无法平衡,飞机就倾向于向更大的迎角发展,最终导致失速机毁人亡。但也不能太小,因为边条面积可以提高大迎角的升阻比,就可以使飞机携带更多的载荷。
为了平衡这两个矛盾边条一般选择边条翼面积和主翼面积之比ka=(0.05-0.1)之间,且主要是展向为辅,弦向为主。但我们看到图片中国这款飞机的边条和主翼面积之比已经超过了这一区间,因此飞机是不可控的。