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国产六代机标配疑出炉!或与歼20有决定性不同,无垂尾已成共识
2020-05-20           作者: 虚实九变

尽管目前全球各国空军还远未彻底进入五代机时代,但出于对新技术和新装备的追求,各大主要军事国家已经开始在第六代战斗机领域展开了紧锣密鼓的研发工作。从近年来各方发布的下一代战斗机概念预想图来看,尽管外形和功能定位各不相同,却也有令人意外的“共识”,那就是基本都去掉了一个对于飞行器来说非常重要的装置——垂直尾翼。从某种角度来说,第六代战斗机的技术标配之一可能就是无垂尾设计。

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相比起现有的五代机,第六代战斗机会且只会对隐身性能有更加苛刻的要求。在飞机的气动外形设计上,设计师必然会追求更加平整光滑的效果,毕竟“折线”越少,雷达反射概率就越小。如此一来,妨碍飞机获得全向隐身能力的垂直尾翼就显得有些“碍眼”了。

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从侧面来看一架战机,垂直尾翼可谓是雷达波最为理想的探测对象。根据美国空军与NASA上世纪70年代的研究成果显示,垂直尾翼“贡献”了侧向雷达反射面积的60%以上,几乎是天然的“信号放大器”。既然如此,人们自然会想到如何减少垂尾的侧向投影面积,于是乎就出现了倾斜垂尾设计,即垂直尾翼不再与机身呈90度夹角,而是向外侧倾斜。

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需要指出的是,倾斜垂尾设计只能应用于双垂尾战斗机上,对于那些只有一个垂直尾翼的战斗机来说,它们绝不可能采用这种设计,否则将造成气流不平衡。

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自全球首架真正意义上的隐身战机F-117开始,美国人开始使用倾斜式双垂尾设计,包括之后的F-22、YF-23和F-35,无一不是如此。至于近年来加入隐身元素升级改造的F-15SE“沉默鹰”战斗机,双垂尾同样由此前的垂直式改为了倾斜式。不光是美制战机,我们的歼20、俄罗斯的苏-57、日本的“心神”验证机、韩国的K-FX战斗机和伊朗的F-313原型机等皆是如此。

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倾斜垂直尾翼确实行之有效,但却并非问题的根本解决之道,因为垂尾依然凸出于机身,破坏了机身的平整度,倾斜设计只是部分缓解和减少了侧向投影与雷达反射面积。从最理想的角度来说,没有垂直尾翼的飞机才有最好的隐身效果。虽然听起来有些疯狂,但这并非不可能。

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或许很多人都会感到意外,莱特兄弟于1903年发明的人类首架飞机“飞行者一号”就是典型的无垂尾设计。当然,“飞行者一号”只是为了能离开地面,并不追求机动性,当时也没有对隐身能力的考虑,但这起码证明了无垂尾飞行器的技术可行性。

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到了上世纪四五十年代,德国的Go-229战斗机、美国XB-35和YB-49轰炸机的出现,则意味着无垂尾飞机可以被投入正式使用。而人类历史上真正意义上的首款切实可用的无垂尾战机,则是美国的B-2隐身轰炸机。B-2轰炸机不仅有出色的正向与后向隐身能力,且由于没有安装垂尾,机身侧向投影大为缩小,等于被最大限度地“拍扁”了,取得了划时代的侧向隐身进步。

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当然,受到飞控和发动机技术限制,在B-2诞生的年代,无垂尾设计最多只能支持不追求机动性的轰炸机使用,战斗机还远远无法抛弃垂直尾翼。但如今,随着“飞-火-推”一体化技术的进步与普及,以及推力矢量发动机的出现,垂直尾翼对于战斗机来说似乎不再是必备品,因为三维轴对称矢量发动机已经可以赋予飞机完整的矢量机动能力。或许也正因如此,各国六代机方案才都不约而同地选择了取消垂直尾翼。

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从这个角度来说,国内对六代机的研发很可能也将紧跟世界潮流,以无垂尾设计为标配。届时,预想中的国产第六代战斗机定将在外形上与现有的歼20乃至其他战机出现决定性的差别,给人带来不俗的视觉冲击感。

责任编辑: 蔚 蓝 文章来源:
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