苏37战斗机
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歼20的鸭式布局曾引起过国内外的激烈讨论，作为唯一一种安装了鸭翼的第五代战机，歼20为何会采用这种看似离经叛道的激进升力设计，又为何会引发鸭翼在超音速飞行中无用的言论？本文将对这些问题逐一进行探讨。
鸭式布局是什么
所谓鸭式布局其实就是在飞机前端安装水平前翼的气动设计，早年间采用这种布局的飞机前翼形状和鸭子的脚蹼相似，所以水平前翼又被称为鸭翼，这种气动布局也被叫作鸭式布局。鸭式布局和常规布局的飞机相比，最大的提升就在升力方面。
之所以会出现增升效应，主要是因为气流经过鸭翼后，会由于翼面上下的气压不同，在翼尖位置形成内卷的空气漩涡，学名又叫翼尖涡。鸭翼形成的涡流流过主翼表面的时候，会进一步加大翼面上下的气压差，从而产生更强大的升力。
虽然理论上鸭式布局能加大增强飞机的升力系数，但在电传飞控出现以前，鸭翼的效率其实是很低的，无法对飞机的飞行品质起到正向的影响，所以鸭式布局一直都算是飞机气动设计中的非主流。
但即便如此，世界上也不乏采用鸭式布局的先进战机，除了国产的歼10和歼20，欧洲的台风和阵风两种四代半战机都是非常典型的鸭式布局，老牌航空强国瑞典研发的JAS39战机也是如此。
除了完全采用鸭式布局的战机，国际上还曾流行过为常规布局的战机型号增加鸭翼以提升飞行性能的风潮，美国就曾在F15战机的基础上增加一对来自F18战机的水平尾翼作为鸭翼，打造出了独一无二的F15 ACTIVE验证机。
该机的目的是为了验证鸭翼设计对常规布局飞机的操控性提升，负责试验的NASA也证实，F15 ACTIVE确实在爬升率和稳盘性能上相对普通F15有了巨大提升，但由于该机出现的时候，电传飞控技术还比较落后，使得飞机的操纵品质并没有达到理想状态，最终这一方案被美国抛弃。
无独有偶，苏俄也曾在与F15齐名的苏27战机上安装鸭翼，除了当年昙花一现的苏37，用作舰载机的苏33甚至今天的苏30MKI上都装备一对小鸭翼。但随着飞控技术和矢量推力技术的提升，新一代侧卫家族成员几乎都放弃了小鸭翼的设计。
纵观这些装备鸭翼的战斗机型号，不难发现高机动性是它们共有的性能特征，实际上鸭式布局本就是一种强调战机机动能力的设计，而这种能力的实现也几乎都是在亚音速条件下，鸭翼主要作用的还是战机的低速机动性。
鸭翼对超音速飞行无用
别看现代战机基本都具备超音速飞行能力，但亚音速段的飞行机理和超音速段完全不同，亚音速飞行时升力的主体是机翼，而超音速飞行中，真正担当主要升力的是整个飞行器的结构外形。上个世纪那些极端强调高空高速和超音速飞行性能的战机，机翼面积都小的可怜。
所以鸭翼对于超音速飞行来说属于专业不对口，歼20身上真正会在超音速飞行中产生作用的设计反而是机体侧面的边条。不要小看边条的作用，其在超音速飞行中对战机机动能力的提升要远超体积大得多的鸭翼。
边条设计的原理并不复杂，其作用是帮助歼20尽量不受超音速激波的影响，以降低飞行阻力。其实只要多观察一番歼20的飞行表现就会发现，在高速飞行时，鸭翼几乎都不会改变角度，只有当飞机速度降下来，全动鸭翼才会开始产生配平和增升的作用。
实际上，我军虽然一直高度评价歼20的超音速机动能力，但从未说过鸭翼在这其中起到了多少作用。歼20的超音速机动性主要还是来源于特定角度的机头设计和修长的机身以及大三角翼，美国空军也承认，歼20更长的机身可能会让其比F22具备更好的高速机动性能。
虽然鸭翼无益于提升战机的超音速性能，那有没有一种特殊的气动设计能够在亚音速和超音速阶段都起到作用呢？这个答案其实早在数十年前就已经被提出过，这就是曾风靡一时的变后掠翼设计。
最著名的变后掠翼战机当属美国的F14雄猫了，之所以会应用这种设计，美国格鲁曼公司就是为了解决战机超音速后产生的激波问题。而他们的解决办法就是在超音速飞行中将机翼收起来，从而让战机被收拢在激波内部以减小阻力。
而在亚音速飞行时，又能将机翼展开，获得更大的升力面积和更好的低速操纵性，实现一套设计适应多种速度环境的目标。在后来的NATF项目上，洛克希德马丁公司也曾计划为海军版F22战机换装变后掠翼，最后是因为项目下马才就此作罢。
不过变后掠翼也不是一种完美的解决方案，为了实现机翼的收放，其翼盒结构极为复杂，给飞机增加了大量不必要的结构死重，所以在F14和F111这两种战机退役以后，美国再也没有研制过新的变后掠翼战机。
不过我们也不应该完全否认歼20鸭式布局对超音速能力的作用，曾几何时，鸭翼也被认为会破坏战机的隐身外形，所以并不适合第五代战机安装，但歼20的出现却打破了这种偏见。
2023年3月，歼20在拦截美军B1B轰炸机的过程中，直到进入美军飞行员目视距离才被发现，足以说明其隐身能力之强。或许歼20的鸭翼在超音速飞行中，也会有我们意想不到的效果。
参考资料：
1 鸭式飞机 ．人民网[引用日期2013-10-12]
2 （英）理查德·布洛克利（Richard Blockey），（美）史维（Wei Shyy）主编,航空航天科技出版工程 5 动力学与控制,北京理工大学出版社,2016.06,第145页
3 （英）丹尼斯·豪著；孙秦，韩忠华，钟小平译,飞机载荷与结构布局,航空工业出版社,2014.01,第97页
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叔食范3334目前世界上有几架苏37? -
敖静浅19398419846 ______ 苏37战斗机于1998年首飞,并 首次在9月2日的英国范罗堡国际航展上向全世界的航空界人士作了令人叹为观止的表演,当年造苏-37就是拿苏-35换了个矢量发动机,因为苏-35卖不动,所以想就着这个瓶子装个新酒忽悠一下,这就是苏-37那一...
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叔食范3334苏47金雕式战斗机的设计 -
敖静浅19398419846 ______ S-37的尺寸与苏霍伊公司以前的大型战机(如苏-35)相当.为了减少研发资金,S-37借用了苏-27家族的前端机身,垂直尾翼和起落架.但是它也使用等离子隐身技术,内部武器仓,和为更先进的雷达留出的空间.虽然概念与1980年代美国的X...
叔食范3334请问当今载弹量最大的战斗机是什么? -
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叔食范3334苏 - 37真的是第四代隐身战斗机吗?
敖静浅19398419846 ______ 苏-37“金雕”前掠翼战斗机突出的隐身性能、超音速巡航能力、超视距作战能力和适合多种战术用途.多功能全天候战斗机由莫斯科“苏霍伊”设计局研发,原型机于1996年4月进行首次试飞.该机采用前掠式机翼,发动机为推力矢量控制技术.该机使用人工智能技术等先进的数字控制系统,能够在整个飞行过程中,包括飞机进行低空飞行、对空中和地面目标进行攻击时,对飞机进行自动控制.飞机还能够有效抵抗敌方的无线电干扰及光电子干扰.机长22.18米,机高6.43米,翼展14.7米,机翼面积62平方米.它的最大平飞速度海平面为1400千米/小时,高空中为2500千米/小时,爬升率230米/秒,实用升限1.88万米.
叔食范3334苏 - - 37是四代机吗? -
敖静浅19398419846 ______ 第四代战斗机,应具备,发动机在不开加力时具有超音速巡航的能力、良好的隐身性能、高敏捷性和机动性特别是过失速机动能力、短距起落性能、目视格斗、超视距攻击和对地攻击的能力、高可靠性和维护性. 苏37已经坠毁了,机尾编号711...
叔食范3334谁给详细介绍下SU - 37 和 SU - 47 -
敖静浅19398419846 ______ 苏-37是俄罗斯苏霍伊实验设计局开始型联合股份公司研制的多用途全天候超动性战斗机,苏-37在苏-27基础上为俄罗斯空军研制一系列第四代战斗机和第五代多功能战斗机计划实施过程中的重要一步.苏-37采用“不稳定三翼面”气动布局和推...
叔食范3334苏 - 37是不是4代战机
敖静浅19398419846 ______ 不是.我们所说的沙漠迷彩的711号苏37MR,其实看编号就看出来了,就是一架老式苏35战斗机,加了两台AL37FU发动机和矢量口来骗银子的,结果一笔合同也没等到,2002年,AL37FU发动机寿命到期,那个所谓的苏37又变回了苏35,在一次转场飞行中坠毁了.那根本就是一个骗局
叔食范3334苏 - 47金雕是不是最帅,最酷? -
敖静浅19398419846 ______ 苏-37“金雕”前掠翼战斗机突出的隐身性能、超音速巡航能力、超视距作战能力和适合多种战术用途.多功能全天候战斗机由莫斯科“苏霍伊”设计局研发,原型机于1996年4月进行首次试飞.该机采用前掠式机翼,发动机为推力矢量控制技术...
叔食范3334苏 - 37和F - 22哪个更强?
敖静浅19398419846 ______ 两者各有所长,苏-37的机动性能F-22比不上,F-22的隐身性能和电子对抗能力比苏-37好. 如果进行远程交战,苏-37会吃亏,如果要近距离格斗空战格斗那F-22可能吃不消. 1.基本性能互有短长 2.远程拦截F—22争先 3.近距格斗苏—37占优 ...