Chinese Military Articles: Translation Thread

Engineer

Major
Re: Translation of amateur Chinese military article, take a look!

Ch. 2. We are at the part about choosing the aerodynamic configuration:

42] 1996之后,是时候检视我们对策了。中国的研究人员仔细考察了F22的设计,同时原苏联S37和米格1. 42验证机先后暴光,但是对于我们自己的飞机,设计人员对于落后的工业体系依然心中无数。

[43] 采用类F22的常规布局是最稳妥的,但是中国和俄国都意识到:在材料和发动机落后的情况下,常规布局是没有指望能够与F22对抗的。在2000年前,中国与俄国在技术方开展了合作,但是没有就第5代战斗机达成任何一致。可以肯定,在611所宋总的《一种小展弦比高升力飞机的气动布局研究》发表之前,中国已经对第5代战机的基础进行了大量的研究,但是对于采用哪一种构型还没有确定。

[44] 这里懒的写,套用某大佬的原话:“宋老《一种小展弦比高升力飞机的气动布局研究》论文中援引的方案是611 上世纪90年代中期对四代气动探索的一个过程成果,该方案的涡升力设计重点仍然在翼面形式的边条、鸭翼、机翼的气动耦合上;菱形机头出于隐身和大迎角偏航稳定性的优势被引入设计中,但尚未很好的融入整个布局,机头涡被认为是鸭翼涡的一个不利干扰因素。今天的歼-10气动是早期众多方案中较为稳妥的一个,沿用了歼-9计划中大量现有的风洞资料,而更激进的双三角翼方案因为风险过大而被放弃;《小展弦比》一文中的边条翼鸭 式布局方案应该就是由早年落选的鸭式双三角翼方案逐步演化而来。”

[45] 宋老《一种小展弦比高升力飞机的气动布局研究》在那时只是一种备选方案,沈飞也提出了自己的方案,在竞争中,沈飞601所似乎批评了鸭式布局的缺陷(以下会提到),阐明了三翼面对于配平,机动和升力的好处。但是有几个问题是无法回避的:三翼面对于RCS的增加比鸭式和常规布局复杂,对于阻力的增加更是发动机不能承受之重的。对此,601所似乎还有常规布局作为后备,正是他们自己的不确定性和无绝对把握使他们输掉了重型机的 竞争。

.....

Thnx for helping out! If you guys are interested in something a little long term we can propose a list of professional and well written amateur articles that we can tackle in the future.
These were translated by me already. In fact, I have provided the link to the translation to these exact paragraphs. Part does not equal to chapter.
 

siegecrossbow

Brigadier
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  • #32
Re: Translation of amateur Chinese military article, take a look!

These were translated by me already. In fact, I have provided the link to the translation to these exact paragraphs. Part does not equal to chapter.
I see... so the author intended this to be part 2 of CH.1?
 

Engineer

Major
Re: Translation of amateur Chinese military article, take a look!

The author separated his writing into part 1 and 2, because the entire thing was too long. What have been translated on this forum are the latter chapters in part 1, where you guys are at now.
 

latenlazy

Colonel
Re: Translation of amateur Chinese military article, take a look!

Given that Engineer and pugachev already did that section, are there other sections after paragraph 56?
 

latenlazy

Colonel
Re: Translation of amateur Chinese military article, take a look!

Siege has put it lightly. The difference between Chinese language and any latin letter orientated languages, is that letter languages are more or less linear like "codes", while Chinese language is non-linear, it do not exists if seperated from the Chinese civilization itself. You don't speak and write proper Chinese if you do not think and live like Chinese. (there's no "impose" possible, saying, the close relationship with English and French, you can somewhat understand what French people trying to express, while you don't have to be familiar with France the nation)

But, refer to more concerned "translation", you would be surprised how thin a well translated (English to Chinese) document it compares to the original one, while the codex / cortext / content being expressed throughly, if not enhanced. The catch, is what siege said, how you gonna "well translate" it. Tenses and singulars and plurals... these are means to put for the language to make it linear (you need only linear thinking to master it from now on), while Chinese trying as non-linear as possible, to express anything. ie, tenses, singulars & plurals got many ways to be addressed (hey, Chinese addresses these aspects too), while not simply "add a tense" in the phrase.


OT:

A little fry your mind: find the differences below:

田, 由, 甲, 申, 日, 口, 门 …… (hahahaha.... like an IQ test?)

Chinese character IS NOT LETTER, each having a coherent meaning of its own.


Cheers, and hats off for all those contribute to the enhance and extends of human civilization.
Hey, for what's it's worth, at least it's not as bad as classical right?
 

siegecrossbow

Brigadier
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  • #36
Re: Translation of amateur Chinese military article, take a look!

Given that Engineer and pugachev already did that section, are there other sections after paragraph 56?
We can start with part 2. I don't think they did part 2:

下:开始



四 中俄:没有乐趣的道路



在1996年,中国611所研究人员一定是眉头紧锁,问题已经很明确了,只要隐身材料和涂料过关,



新歼采用鸭式是完全可以达到隐身的。但是4代战斗机并非只是隐身的!而是对飞行有着巨大的追求的!



是该罗列这些问题和解决问题的方法的时候了。



鸭式布局好处是:
....
 

Engineer

Major
Re: Translation of amateur Chinese military article, take a look!

Given that Engineer and pugachev already did that section, are there other sections after paragraph 56?
Yes. Translation of paragraph 57 to the end of Part 1. After that is part 2, which has not been translated:
下:开始

四中俄:没有乐趣的道路

在1996年,中国611所研究人员一定是眉头紧锁,问题已经很明确了,只要隐身材料和涂料过 关,

新歼采用鸭式是完全可以达到隐身的。但是4代战斗机并非只是隐身的!而是对飞行有着巨大的追求 的!

是该罗列这些问题和解决问题的方法的时候了。

鸭式布局好处是:

1 鸭式布局可以比常规布局有更强的前翼涡升力,这可以让主翼面积可以缩小,达到常规布局用大面积主翼才能达到 的良好升阻比,(因为有前鸭翼作为涡流发生器),这一点用相对推比小的发动机能够达到更好的升力,以及相似 甚至更好亚音速性能。

2 鸭式布局可以更好地放宽静不稳定,这并不意味着比常规布局更机动,但是意味着更好的敏捷性和设计对机动更宽 的兀余度。

问题:

1配平,升阻比和涡升力控制前两者决定超巡和超音速机动,后者决定亚音速机动和升力,但是在鸭式飞机上,它 们是严重矛盾的!而4代战斗机,它恰恰要求这两者都要拔尖!

2 飞控要求更加复杂,4代机对于3代来说,更上一步:由于隐形的需要,外形几乎要求一体,第4代隐身机体几乎 就是违反空气动力学的!S型进气道,内武器格舱这就要求飞控的变态,而鸭式?那就是变态加难!

很难说当宋总那篇著名的论文出来前,技术人员理清了头绪,但是,他们一定是有初步的想法的,611所的技术 人员,铁了心要上鸭翼的。因为他们是有一系列型号作为基础的!对于配平和涡升力的矛盾,他们是 思路的。

在阐述之前,让我们先跑一下题,看一下俄国人的道路。

苏-27,以小边条作为涡流发生器是其共有的特征,并开始放宽静稳定度,模拟电传足以满足控制需求;它是苏联时 代最后的绝响,然后,红色帝国消失了。

对于老毛子的设计人员来说,他们的5代项目一下落入没有资金和人员流失的困境,武器研制不能脱离国运的走向 ,无论是米格,苏霍夷,都落入工程师要自己种菜的地步,俄国的4代项目停滞了。

苏霍夷是幸运的,中国,印度大批的定单无疑养活了自己,但是对于下一代飞机,很难得到苏联时代全国支援的地 步。在穷困潦倒之下,苏霍夷和米高杨于1997年先后公开了S37和1.42技术,以求国家投资,同时,苏 霍夷还推出苏54型单发苏27项目,还存在一个类似JAS39的单发鸭项目,他们看不到俄国的未来,拿低技 术的轻型项目号称下一代,来希望穷困的国家来定货,从外型就可以看出:它们离隐身超巡十万八千 里。

在苏联时代的改进SU27的SU35项目登场了,它采用三翼面格局,更好地加强亚音速机动性和升力,在20 05年,改进SU35又出现了,它又取消了鸭翼。但是,基础已经打下了!

经过一翻折腾,苏霍夷终于取得了国家支持,并找到了印度这样的取款机作为保障,苏霍夷已经没有
时间和能力再创新了,时间拖延,印度很可能会变卦,美国正暗送秋波。但是他们还是可以在苏27布局基础上发 展一架4代机的!


老毛子的4代面临一样的难题:隐身,超巡,机动,怎么解决?

可以看到,俄国首先把超巡放在首位,主翼比F22有更大的后掠,主翼面积更小,载荷更高,进气道略带下方的 弯曲,但是近乎直通,可以从前方看到发动机叶片!

好了,这样可以解决发动机不足的问题了,但是机动性比F22差很多,老毛子毕竟有气动外形的功底,他用两个 补偿:

一全动V尾,较小面积的全动V垂尾,辅以放宽偏航静稳定的设计。

二重拾三翼面设计!


这副下视图很好地展示了思路,双发动机之间的巨大凹腔是
翼身融合体和翼下双发组成的宽大的升力体,可以说是SU27思路的延续,隐身效果不好,但可动边条的处理很 有意思

“有意思的是 T-50 的大边条。大边条不仅产生涡升力,还有利于为翼下进气口提供预压缩,减小大迎角下进气道的气流紊乱,改善发 动机的工作条件。苏-27 也采用大边条,但苏-27 的边条设计还比较保守,就是简单弧线过渡。F-18E 采用饱满的所谓哥特式大边条,效果更好,但设计要求也更高,否则容易弄巧成拙。在俄罗斯对边条的深入研究和 丰富经验支持下,T-50 采用了更大胆的梯形边条,和进气口、机翼的设计融为一体。更有意思的是,边条前半是可动的,不仅产生更强的 涡升力,还可以通过可动的边条前缘控制涡升力的位置,适合不同飞行状态的需要。应该指出,可动的边条前缘和 鸭翼还是有差距的。鸭翼有两大作用,1、产生涡升力;2、产生配平力矩。可动边条在产生可控涡升力上和鸭翼 相当,但不足以产生配平力矩。鸭翼也是机翼,鸭翼靠产生升力来产生控制力矩,但机翼产生升力的前提是气流的 连续性。流经边条上表面的气流要到机尾才能和流经对应的下表面的气流汇合,破坏气流连续性的因素太多了,所 以可动边条无法充当配平用的鸭翼,也和前缘襟翼改变机翼弯度的机制有本质的不同。另一方面,T-50 的大型进气口可能是固定的,可动边条或许还能充当调节进气激波位置的作用。

苏-27 最大的设计特色是由翼身融合体和翼下双发组成的宽大的升力体,双发之间的隧道在大迎角飞行时兜住迎面气流, 两侧的发动机舱好比巨型翼刀,平坦的机腹和水滴形的背脊组成巨型机翼,产生的升力可以高达总升 力的 40%,辅佐本来已经很大的机翼,使实际翼载进一步降低,极大地提高了机动性。T-50 为了机内武器舱的空间,部分填补了隧道的空间,但还是有一个较浅的隧道存在,保留了升力体的作 用。

部分填平的隧道和左右分得很开的双发使得机尾的处理比较棘手,苏-27 采用一个巨大的尾锥,T-50 的尾锥进一步增大,或许作为额外的机内油箱,或许容纳后向的探测和电子对抗设备,增加 T-50 的全向状态感知能力或自卫电子对抗能力。“(晨枫)

引用晨枫大官人的话后,本人来说吧:F22增加两个涡流发生器,一个是菱形机头涡,一个是边条发生器,而T 50由于在主翼翼面积以及后掠角为超级巡做出更多的让步,它于是增加了一个前部可动边条涡流发生器,可动边 条在产生可控涡升力上和鸭翼相当,但不足以产生配平力矩。可以说T50战斗机巧妙地回避了弱点,增加了补偿 。

它严格意义上说还不是三翼面战斗机,前部可动边条虽然没有配平功能,但是很好地避免了三翼面的缺陷,但是升 力体设计和超巡对隐身的牺牲太大了!

这副图展示了T50的进气道的向上弯曲,但是依然能看到发动机叶片,依然不如F22,和歼20隐身理想,好 处是推力损失小
注意右上方的T50,全动边条可以差动,类似假鸭翼,注意此设计有趣的是全动边条如此下翻时遮挡了发动机进 气道!隐身上它们之间的雷达波反射不说,在飞行中调节进气激波位置的作用如何进行,飞控如何调整实在令人感 兴趣。可能如此翻转在于滑跑时对于进气道完全遮挡以免吸入杂物,这是苏27和米格29的思想延 续---不过有人提醒我,可动边条似乎面积小不能完全遮挡进气道,大量图片表明,T50在飞行中全动边条翻转幅度很 小。未见如此下翻的。那么可能它的假鸭翼作用不是很大,本人认为:如果飞行中这么翻转,飞机有 熄火的危险。


五 1998,迎难而上!

1996年后对于中国611的设计人员,5代机的设计有初步的想法应该是有把握的。因为他们已经在干一件冒 险的事了!1998年,“恶棍”歼10首飞,它对歼20的意义,远比一般人想象的大!

在1960年代末,中国在“抬式”布局开始了歼9项目,中国在1960年代就开始希望能够领先世界,非常规 的“抬式”布局—即鸭式布局已经开始大量的研究。当歼10在2005年公布后,无数的人都在拿它跟狮式飞机 做文章,但是歼10真的那么简单吗?

先从歼9项目说起:



歼9项目,可以说它是鸭式的歼8-2,公开资料如下:

601所对四种机翼平面形状方案均做出了模型,进行了风洞实验。其中主要是考虑采用后掠翼还是三角翼,后掠 翼和三角翼都是采用前缘后掠的方法来增加机翼的临界马赫数。但是如果超音速飞行增加到马赫数为 2.0 时,要采用亚音速后掠翼方案就必须使前缘后掠角大于 60 度,但前缘后掠角过大,翼根结构受力就会恶化,将增加结构重量;另外,低速时空气动力特性也将恶化,升力下 降,阻力增加。故采用大后掠翼很不利,而三角翼则比较适用,不但具有后掠翼所具有的优点,而且比较长的翼根 弦长保证了根部结构受力状况,减轻结构重量,而且还有助于保证飞机的纵向飞行稳定性。所以六零一所淘汰了前 三个方案,又把三角翼的前缘后掠角改为 55 度,称为歼9IV 方案。这是一种正常布局形式的三角翼方案,起动外形上除机头改为两侧进气外,其余均与歼7,歼 8 相同,类似于超7 的早期型,也就是歼7CP。

歼9项目,重点要求超音速,兼顾良好亚音速性能,前鸭翼的设计是远没有现在成熟,更别提差动了,但是依然失 败了,仅仅布局是静不稳定的,仍是严重超过中国乃至当时世界的气动控制水平的。歼9项目,在1970年代末 下马了,但是它经过反反复复地修改,601所为鸭式布局已经打下基础了!

我们今日在夸奖611同时,不能忘记601的贡献

另一个不能不提到的就是LAVI。

以色列在1980年代开始了狮式战斗机项目,LAVI被某些人硬说成歼10的养父,它的设计是带着极大的以 色列色彩的。

以色列国土小,他们对超音速拦截是极其不重视的,在1981年贝卡谷地空战更加强了以国的思想:他们没有将 F15,F16置于传统优势空战区域中高空,而是利用苏制战机雷达杂波信号不好的特点在低空盘旋,这种战术 十分成功。

在此基础上,以国的狮式第一是为了追求高涡流增升效果,机翼前沿延伸到鸭翼下方投影的中间,重视亚音速性能 和提高升力,可以说它的布局是为了亚音速格斗和大挂载武器而生的!为了改善速度,第二点狮的机翼是后掠翼; 这种布局可以说是独特的,也可以说是幼稚的。以国声称:LAVI可以压倒F16,这无疑需要两个条件,1。 以国的低空狭窄战斗环境。2 修形和美国飞控援助,后者援助了JAS39才让其修得真身,但是对于LAVI,美国却痛下杀手 !

“一方面鸭翼的操纵/配平存在巨大的问题,另一方面由于机翼后缘的10°后掠,存在严重的俯仰力矩上仰问题,整个飞机的较大迎角 的配平能力和操纵性以及跨音速区域机动性上存在严重的缺陷,是直接导致项目仅试飞80多次便宣告流产的关键 原因之一。”(引用大佬原话)



交错排列的鸭翼布局引起的气动扰流,是LAVI最大的问题,中国得到以国的设计,肯定是摇头的,但是LAV I的电子技术,座舱仪表布置,操纵系统给了中国很大启发,什么是现代飞机。

另类的台风!
歼10处于不同的环境,拦截超音速性能有着更大要求。歼10设计十分漫长,其实就思路而言,歼10与台风更 相象,良好的亚音速性能和超音速性能兼顾,台风艰难,歼10更艰难,台风有鸭式布局中最好的发动机条件,而 歼10没有!

台风采用一种看似远距偶合的布局,充分体现英国人的设计飞机的简单粗暴的怪僻,但是它是一种很有研究的设计 !

台风在涡流增升和操纵/配平上采取了分工合作的办法,2个大的可动鸭翼放置在远端获得较好的操纵/配平效果,而鸭翼和机翼中间则加装2个小的短直固定气动面充当涡流发生器,对弱化的涡流增升效 果进行弥补;

前鸭翼一定程度上可以认为是2个可动鸭翼加2个固定涡流发生器的组合。有大佬认为:严格的说远距耦合这个说 法并不严谨,它只是近距耦合中设计取舍的一个极端化特例,而宋总,最早认为它是近距耦合!

台风的设计很好突出了超音速性能,亚音速性能还不错,可以说,台风的耦合采用了重视配平和控制的方式,远距 的小面积鸭翼对涡升力收益不多,但是短直固定气动面保留了一点涡流发生器的作用,作为亚音速性能的补偿,它 的主翼是低载荷的大面积三角翼,与F22的思路类似。台风号称是继F22后又一个能做高G超音速机动的飞机 ,虽然没有超巡能力,但是是第一个飞行性能接近F22的!这得宜于两台高推力发动机,台风的粗暴设计号称“ 鸭式机里的F15!”但是它的思路确实是一个途径!

这种“假远距耦合”的思路没有别国采用,是因为亚音速性能牺牲太多,台风依仗强力发动机,用比别的鸭式布局 比例都大的低翼载荷大三角翼来补偿,别的国家都没有。还有一个问题,远距耦合离主翼甚远,会伸到座舱中前位 置,台风的“假远距耦合”也是如此,而在格斗中,良好的视野是一个重要的因素!

尽管如此,台风还是以现役中最接近F22的飞行特性,良好先进的设备取得了非常好的业绩,许多国家包括日本 ,澳大利亚对F35心存怀疑,因为它是“空气动力狗”,却对能做高G超音速机动的台风青睐有加。很好理解的 。
台风凶猛!


注意台风前鸭翼和主翼之间的小条,短直固定气动面,它是一个兼顾配平和涡升力的初步和小心的尝试,前翼强调 配平,远离重心延伸到了前部机头位置,虽然面积小,但是对飞行员视线有影响。

扯了这么多,说说设计变态的歼10了,歼10的研制很奇特,在1980年代就是针对SU27的,苏联时代, 中国北方的防空几乎形同虚设,拦截能力依然是歼10的重要部分,那么多的“逆火”早让军方睡不好觉了。那么 ,拦截之外,歼10还要与苏27,米格29空战。

在得到Su27的数据之后,中国设计人员一定会惊讶,SU27具有近乎世界第一的亚音速盘旋性能,超一流的 过失速性能,爬升也是世界一流,但是超音速机动性能很差,而且滚转性能更是低的出奇,试飞英雄雷强的理解是 :“SU27经过不断的修改,机体是补出来的。强度不好。”

不讨论SU27的设计是什么原因,(其实很好理解),歼10的思路与台风相象,在设计初,歼1 0 布局希望采用看似激进的双三角翼方案,但是经过研究发现:这种设计在经过飞控强化的传统三角翼面前没有优势 ,于是换了思路:能否用边条代替双三角翼?进行了一定的研究,虽然最后还是选择了最稳妥的传统三角翼,但是 已经打下了另一个基础!

歼10的主翼在初期是传统三角翼,到了定型阶段,修型巨大,略带海鸥状的上反,可以说是所有鸭式飞机中,仅 仅歼10主翼设计就是最费心血的!不是第一,就是第二!

再扯主翼,可以成另一篇文章.主要还是鸭翼的设计,歼10的鸭翼没有采用任何传统近距偶合或者远距偶合,也 没有采用台风的假远距偶合,而是极其变态的!

首先,歼10的鸭翼离主翼保持了一点距离,一般称为中距偶合,它兼顾了涡升力和配平的特点,但是又存在两者 都不足的特点。如果歼10的鸭翼仅仅如此平庸,那就大错特错了。

近距耦合的鸭翼产生涡升力的作用明显得多,有利于提高机动性,但力臂短,配平和俯仰控制作用降低,需要增加 鸭翼面积,导致阻力和重量增加。但是要多大呢,谁也不敢冒险,但是611的中国人是个例外。

还是引用大佬的原话:“恶棍的鸭翼面积是最大的,而且是独一无二的采用了沿展向变弯度、非对称翼型的正升力 鸭翼设计,这种设计在明显提高升力系数的同时,也极大的增加了涡流流场协调和飞控软件的设计难度。在鸭式战 斗机通常用后掠角和展弦比的机翼平面形状设计下,鸭翼作为涡流发生器能产生自身相对面积3~4倍的相对最大 升力系数增量,再加上大面积鸭翼自身提供的正升力,诸位看官应该能明白珠海航展上恶棍何以推比不高却能做出 非常出色的起飞加速爬升了。恶棍的操纵/配平难题完全是在追求最大升力性能的情况下由精心协调鸭翼、机翼之间的气动关系和对飞控完善的深入调整来解 决;这是一种非常冒险的赌博行为,当然也可是说是对鸭式布局吃的很透的结果。成王败寇,611的这个设计最 终非常成功,机动性敏捷性,操纵性稳定性,高升力系数,各方面该占的好处都占到了,要避免的缺陷也都避免了 。”

当然,这种软硬通吃不可能是完全完美的,仅仅大面积鸭翼的材料,加工,偏转,飞控的结合就是大问题,可以说 在三代鸭中,歼10的变态设计是数一数二难的,笔者在2000年听到未经证实的消息,歼10的气动和飞控都 遇到了大问题,但是在设计人员的心血下,歼10还是在几年后公开了。

另一个问题是阻力,大鸭翼带来的阻力和重量是无法减掉的,对于此,成飞人员在面积律做起了文章,歼10在腰 部明显收起了一块,这种收腰设计会影响内部结构,一般在传统强调超音速的二代才能看到,但是确实对减少阻力 增强超音速性能有好处,即使如此,歼10的速度依然没有超过采用梯形翼的F16,但是也到达了2马赫,最大 速度在现代空战没有太大意义,1马赫以上的高G机动才是王道!许多人讥笑歼10是驼背,那就让 他们笑去。




歼-10的鸭翼采用了沿展向变弯度的大面积正升力设计,并带有明显的上反角;这个设计以气动和飞控设计难度、风 险为代价,获取高升力收益、大气动控制面的良好操纵效果、在机身纵向面积分布上的优化。下一代飞机又一个基 础打下了。

歼10很好地兼顾了配平和涡升力平衡的问题,当然它还是不太完美的。有未经证实的消称:尽管不如台风,但是 歼10也可以做超音速敏捷机动!具备优良的亚音速性能。不管如何,尽管机体设计不如SU27优美,但歼10 由于鸭翼涡流发生器造成的不亚于SU27的爬升力,结合飞控将近十倍于SU27的滚转率是后者在空战中难以 抓住的!SU27只有引诱歼10在小速度才有优势!歼10大胜Su27,4:0,8:0早不是空话!(当然 ,Su27的任务扩展性和大航程,大载荷是歼10远比不上的)

歼10,无论是气动设计,还是复合材料,飞控。它是走向军机航空强国的奠基石!

歼10,台风,它们对超音速和亚音速机动性能的同时要求都造成了近乎变态的设计,虽然它们离F22依然望不 可及,但是确实证明了鸭式战斗机配平和涡升力可以兼顾!

而歼20要在他们的基础上,更加地变态加变态!!!

六 王者梦想一:菱形机头



终于到了重点部分,我们歼20的历程了,这篇屁文的长度,远远超过我这个屁民的想象。累死了。

如果谈歼20,那么就不能只谈鸭翼,要从整体说起。这?怎么说呢?

“解决配平的另一个途径是采用推力矢量控制(TVC)技术。采用 TVC,其主要优点有:在气动操纵面基础上又增加了一个配平手段,配平能力自然大幅增强;高速飞行时气动操 纵面偏转将产生极大阻力,而采用 TVC 可以起到同样的操纵效果却无需偏转操纵面;TVC 并不仅仅是偏转推力矢量而产生法向分力,强大的发动机喷流将在后机身形成引射作用,产生新的“升力”增量, 同时参与配平。F-22 的超音速机动性大幅提高,TVC 技术功不可没。”(晨枫)---累死了,又偷懒用别人的东西了。

继续引用某大佬文,别拍我:“611在1997年完稿的《推力矢量控制对飞机操稳特性的影响》 论文使用了歼-10的动力学模型进行了配合轴对称矢量推力喷管的模拟仿真研究;根据该论文,鸭式布局和矢量推力的结合能够 在过失速区域内有效的扩展飞行包线,获得良好的操纵性稳定性。需要注意的是,论文中提到的一个名词,所谓“ 横航向自动控制系统”,很可能就是指控制鸭翼差动的系统。

从该论文可以看出,鸭式布局和矢量推力整合的研究,611至少在12年以前就开始了。四代的矢量推力整合研 制虽然未必有什么工程上的经验,理论上的准备应该还是充分的。”


鸭式布局和矢量推力整合,基础之一又有了,设计者从宋老的论文中开始了设计,先从哪里开始呢?

对,先从机头开始吧。

歼20的机头出现了整体座舱,让人泪流满面,我们在歼10初期,风档还需要法国货啊,但是这十几年时间,工 业取得多大的进步啊,另外既然要用整体座舱来符合隐身标准,不破坏整体效果,那歼20的隐身能 力有多强!?

但是重点不这里,类似F22的菱形机头首先是必须的。

F22的菱形机头有两个作用:第一,隐身不规则雷达散射,这大家都知道,另一方面也很重要:菱形机头切开气 流,机头两侧斜面对空气有压缩效果。也就是说,又是一个涡流发生器。

上文提到,四代机从SU27,F16开始有了边条涡流空气发生器,F18的大哥特边条涡流空气发生器非常漂 亮,当然鸭式布局的前鸭翼涡流发生器比常规布局有效的多,这是说过的。F22是首创造了量产飞机机头涡,F 22增加了2个涡流发生器,它就是机头涡,小边条涡流做为辅助。

作为升力体和隐身设计,对于几乎斤斤计较的歼20来说,菱形机头是不可缺少的,飞控的复杂似乎虽然还是难题 ,不过还好解决,但是宋老在他的论文中出现了一个忧虑:作为主要涡流发生器,鸭翼的涡流会不会收到机头涡的 干扰?!

这似乎又是一个棘手的问题。在T50上,机头涡和类似假鸭翼的可动边条似乎也存在这种问题。

根据一些公开的消息,似乎经过验证,这问题并不大,可以用飞控解决,但本人认为:它依然影响了歼20和T5 0的设计。但对于歼20来说,它带来一个好处,一个坏处。好处是:偶合配平和涡升力的问题解决又有一个考虑 ,坏处马上会说到,但是也不能说是弱点。

似乎为了将机头涡对鸭翼和前缘机动边条影响到最小,歼20和T50似乎都采用了让鸭翼和前缘机动边条远离机 头的设计。T50机头离机翼很远并不是没有原因。


天鹅般的T50,长脖子不是没有原因,平心而论,T50比其他4代机漂亮幽雅地多,但是漂亮的背后,是设计 的巨大让步,对于4代机来说,机体本来就是怪异的。

接下来,该最大的难题了:鸭翼对配平和涡升力矛盾的处理。

歼20的鸭翼依然采用了歼10的思路,利用沿展向变弯度的大面积正升力设计,并带有明显的上反角;这个设计 以气动和飞控设计难度、风险为代价,获取高升力收益、大气动控制面的良好操纵效果、在机身纵向面积分布上的 优化。追求配平和涡升力的兼顾,但是不仅仅如此!

如果台风的思路是远距离小鸭翼用来加强配平和控制,用小地几乎看不见的气动发生器保留一点涡流发生器作用, 那么歼20的思路,是台风和歼10思路的强悍发展!

七 王者梦想二:成飞的决断!

如果想要追赶并超越F22,配平和涡升力必须都要强悍!

歼20似乎又走到了歼10的路子上来,但是这一次,成飞的技术人员将十几年前的边条控制研究大胆地运用上了 。

歼20的偶合可以说是中距偶合,但实际上,真正的主翼离前翼有相当距离,大面积的前翼保证配平作用,同时又 兼顾涡升力,但是如果主翼真的离前翼远,那涡升力无疑还是丧失很多的,歼20的重心实际远离前鸭翼,配平保 证了绝对强大,超音速机动性能非常突出,但是亚音速和升力体的削弱怎么办!

台风将用小地几乎看不见的气动发生器保留一点涡流发生器作用,放大主翼面积,但是歼20的解决是变态到极点 的,主翼面积不放大!用边条增加一个主涡流发生器!这种看似乎类似台风的假远距偶合世界独一无 二!

这样歼20的主要涡流发生器增加到了三个,机头涡,鸭翼涡,机翼涡,而边条涡将会作为一种重要的辅助性的气 动措施,用于鸭翼、机翼与机身气动融合设计中的修形和对涡流流场的改善和提升!

在两年前,最接近的构想是可能会出现机翼前沿延伸出一个锐利的窄边条,鸭翼安置在边条上的设计。但是我们都 没有想到,歼20边条涡的重要性是超乎想象的。它几乎可以算一个独立的主要涡流发生器!





边条增加涡升力,与实际远离重心配平能力良好的大面积鸭翼能够达到涡升力和配平能力的双重强悍,不仅仅如此 ,它们的设计结合隐身翼身融合的要求,呈现出一个平面的整体升力体效果!这种好处是世界都知道的,但是除了 早期1990年代美国人的实际验证之外都没有实际运用!在歼20上马推力矢量后,配平能力将进 一步加大!

道理是谁都明白的,但是实际运用基本都是没有实力的,除了少数,牛逼的美国认为F22可以满足需要,没有实 际运用。英法可以做,但他们不敢冒这样的险。不管如何,这种布局不是随便就可复制的,

谁也没有把它实际实施,但成飞就这么做了。

如此多个主要涡流控制面,它需要飞控和气动布局近乎漫长的探索,T50也采用了多个涡流发生器,但是它的可 动边条更多的是补偿常规布局为超巡所做出的让步,严格说,T50的下部双发之间凹腔升力体是保守的,与结合 隐身的F22,歼20的整体升力体几乎可以说是两个时代,而歼20的结合整体隐身融合的多涡流发生器的整体 升力体是有人战斗机中唯一的。

仅仅为了符合隐身的机体设计,就够让美国人得意的了,歼20的隐身非常规多涡流发生器的整体升力体,它的气 动设计需要多大的努力,飞控系统需要多复杂!?

一位资身网友这样说:“歼20的侧部和前方已经让我很满意了,但是看了它的飞行俯视图,我才发觉,它的布局 的大胆远超过我们的想象,我原来担心的是发动机,但我们现在更担忧飞控的复杂,成飞准备好了吗?相比之下, 发动机我倒不担心了。”


可以看到整体平滑的下部设计,无论机头,鸭翼,边条,主翼,进气道,发动机中前部都很好地融合到整体中,呈 现一个整体隐身的升力体
可以说,歼20的技术无论是鸭翼,边条,DSi进气道都有歼10,FC1作为技术积累,可以说,歼20的技 术并没有超出世界现有的技术范围,但是把它们结合起来,需要极其雄厚的功底,歼20还是第一个敢于投入实用 的。以后也不会有多少能达到。


继续我们的话题。

类似台风的假远距鸭翼确定了,但是带来一个新问题,由于重心远,远距鸭翼一般会移动到机头前缘,遮挡住飞行 员的视线,台风就是这样,另外,菱形机头的机头涡对前鸭翼涡流影响有多大?本人没有参加过风洞实验,本人不 知。歼20似乎继续采用了将前鸭翼位于座舱后的做法,而将重心进一步后移,一是减少机头涡对前鸭翼涡的干扰 ,二是避免那大鸭翼遮挡住了飞行员格斗视线,这样,机身长度由于本身前鸭翼与边条翼和主翼距离的假远距偶合 布局长度往后移而变的无可避免的修长起来。




不过鸭翼位于进气道两侧造成假远距偶合机体长也很正常,无论是隐身还是减少气动扰流都是收益良多的,台风将 进气道位于下部减少气动扰流,小鸭翼做反八字位于机头,这种思路对隐身内部弹舱还是格斗优良视角都是无法解 决的。


另一个机身长度的原因是复杂的,歼20比F22更强调面积率减少,减少阻力,“隐身八爷”虽然是胡扯,但是 相比粗短的F22,歼20更加细的多,而S形进气道无疑在后机身扭转,这就很占据了宝贵的机内空间,为了给 内部武器格舱留出空间,歼20的体长是无疑的。而T50由于两肋发动机只是稍微向下扭转,中间不占空间,所 以不用那么长,代价就是隐身糟糕!

F22粗短,是由于变态发动机,T50优美不长,是由于不隐身,歼20长一点,是由于鸭布局与隐身,超巡平 衡的需要。

但是修长不等于机动会不好,歼20的整体设计可以保证超一流的机动性,这要看飞控的功底了。

九王者梦想三 其他细节
另外,歼20的鸭翼依然采用了歼10的思路,利用沿展向变弯度的大面积正升力设计,并带有明显的上反角;这 个设计以气动和飞控设计难度、风险为代价,获取高升力收益、大气动控制面的良好操纵效果、在机身纵向面积分 布上的优化。但缺点是没有与主翼,边条翼一个高度,隐身能力似乎不如平行布置,实际上,平行布置的飞控要求 更高,而对涡流的复杂更糟,可能成飞经过计算,并没有采用这种看似先进的布局,虽然会存在一些信号散射,但 并不是不好处理的问题。

鸭翼的隐身难度不在于与主翼之间的信号散射,更不在于偏转,由于主翼前缘机动襟翼在各个飞机都有,最难处理 ,而实际飞机的控制面如前缘机动襟翼,尾翼,垂尾等都需要偏转,鸭翼偏转的处理并不是什么难处理的问题。问 题主要在于鸭翼与机体之间的接缝和转动轴。


歼20采用一小边条突起遮挡接缝的做法,(绿圈处)这种思路在瑞典JAS39隐身研究就出现了,但是瑞典人 没有坚持下去,它能降低RCS,但似乎又带来了一个小控制面。歼20的设计人员敢于上如此多的控制面,胆量 和功底可怕!

主翼,歼20的设计是中规中距的,采用了大后掠的梯形翼做法,类似法国阵风一样简洁明快,考虑到了与机身不 平行降低RCS信号反射,能够保证相对小的面积配合众多涡升力对超音速和亚音速的效果。许多人希望考虑W形 翼,但是它看似科幻,其实有很多弊病:

1 加工复杂,成本提高,而强度有缺陷。

2 W形翼自身之间会有一些雷达波反射。而大后掠的梯形翼看似简单,其实内敛的隐身效果是绝对不错的 。

3W形翼为加强强度,必然会造成重量上升。不管如何,它必然会向前沿展,造成机身长度增加,而如果向后伸出 去,尖缘在起飞降落时有擦地的危险。

很漂亮的CG图,但是机翼漂亮的背后,是众多的问题,另外歼20的两侧进气道向内侧弯曲,而不是进气道进口 向下,背部凹下去一块对隐身,对空间没有什么意义。这幅图无疑受到了YF23的影响,不过还是 很漂亮



终于到了快要结束的时候,眼睛都花了。但是还有一个重要的问题,水平尾翼和反V字形的俯璞。

还是继续引用大佬的话吧:“在第三代战斗机中,鸭式战斗机之所以表现出优于常规布局的性能,一个重要的原因 就是可动鸭翼对涡流体系能够施加一定程度的主动控制,而鸭翼差动则在此基础上进一步深化。鸭翼差动的目的有 两个:第一是通过鸭翼涡对机头、机身进行强烈的不对称侧洗,在飞机重心前产生强烈的偏航力矩,结合重心后的 垂直尾翼同步偏转,实现直接侧力控制,能够对航向轴实施直接控制。正是因为拥有对航向轴的直接控制能力,宋 老的论文里才敢提出使用小面积的全动V垂尾,放宽战斗机的偏航稳定性这样在现役战斗机中没有先例的方案。第 二是通过鸭翼差动,主动控制、调整两侧鸭翼涡体系的强弱,保证大迎角状态下的稳定性。很多第三代战斗机迎角 超过一定程度,左右漩涡体系就开始不对称或者不对称破裂,横航向上各状态参量都属于震荡发散状态,表现出严 重的不稳定,战斗机将出现很大的侧滑,甚至导致失控和尾旋,直接制约战斗机实现过失速机动。”

歼10的差动鸭翼,是鸭式布局的少数,而重要性,很少有人知道。许多人的精力,在于硬扯LAVI是歼10的 爸爸上了



全动V尾的作用已经说的很明确了,在我们1990年代的设计中,30度外倾垂尾与鸭式结合会取得良好的隐身 效果,双垂尾外倾隐身作用,同时具有压缩气体,提高升力的小作用,当然缺陷是滚转敏捷度是不如单垂尾的。歼 20直接上了全动V尾放宽战斗机的偏航稳定性更进了一步,

这里要说一句,歼20的发动机喷口存在大量的锯齿状设计,这是类F35隐身的需要,但是许多图片表明,菊花 存在一大一小的变化,最有趣的是唯一试飞视频,注意观察,在滑行回停机坪的过程中,菊花一侧收缩了,可以肯 定,在歼20上马推力矢量前,发动机推力扭矩实验已经开始了。而全动V尾放宽战斗机的偏航稳定性似乎是为此 配合的!

这种设计风险极大,而被人诟病的俯璞(抱歉这俩字怎么也找不到正确打法)不仅仅是侧部遮挡喷口的作用,而是 为偏航稳定性加一条保险,有人说也有压缩空气提高升力的作用,但是它的设计决不是为此的!如果技术成熟,它 是可以去掉的,不然只用大面积垂直尾翼就可以代替全动V尾,歼-10的双腹鳍,大垂尾的气动设计,加上能够实施对左右涡流体系的主动控制,使得歼-10在相当大范围迎角能都有很好的横侧向稳定性;这是继承,但是更是准备去掉的保险!(如果全动V尾技术真 可以满足的话)

对于发动机,我了解一些情况但不能说什么,根据本人了解情况,其实,发动机的进度比我们原先普遍的看法好的 多,我们的速度是惊人的。中国最近又进口AL31,决不是没有比它更好的了,而是改进和沿袭旧飞机的需要, 换发需要控制,重心的大改, 物流调整,中国实在懒的大动那些寿命过半的飞机了。

一切OK,好了,数年前的一天,中国考虑到了无论设计,工程,电子都条件成熟了,上马!



值得注意的是:歼20如此设计是针对F22的全能设计,它并不是追求所谓超机动特性,工程研究都是在满足性 能的情况下尽量采用简化的设计,歼20的设计是争论,妥协,冒险与保守,各部门力量与意图折冲的结果,这一 点与F22并没有什么两样。

歼20追求在发动机比较落后的情况下,良好的隐身----至少不亚于F35,高G超音速机动和超巡性能基本达到F22的标准,亚音速机动性能在前鸭翼和边条涡流发生 器与小面积主翼协调下好于F22的效果。这些设计看似冒险,激进,却是不的不妥协的结果。

结束:梦的起飞

我们歼20起飞了,伴随着将近20年的血汗,但是我们的路还很长,在1997年,美国人就试验了无人战斗机 , 无人战斗机
现在人工智能在未来30年还不足以代替人类,但是1997年美国无人机的自适应蒙皮技术就开始了,而我们的 歼20,还是飞控对布局的计算基础上的补足。

差距是明显,美国人独自领先世界依然没有改变,但是歼20毕竟飞起来了,它能否尽快做到F22主动相控阵雷 达集中波束干扰的能力,能否尽快达到F35为代表的网络中心战的能力?能否在此基础上,在无人机领域追上美 国的脚步?在发动机领域达到世界一流?

这需要5-7年的努力!

世界几乎都在看着美国人的背影,只有中俄还在努力。别忘了,15年前,我们只有歼8,歼7,和还不成熟的F BC1。

向在那看不到希望的年代里默默奋战的人们致敬!

这,仅仅是开始!
 

Engineer

Major
Re: Translation of amateur Chinese military article, take a look!

六 王者梦想一:菱形机头

Chapter 6: Forward chine


终于到了重点部分,我们歼20的历程了,这篇屁文的长度,远远超过我这个屁民的想象。累死了。

We finally arrive at the main part - the history of J-20.

如果谈歼20,那么就不能只谈鸭翼,要从整体说起。这?怎么说呢?

If we were to discuss J-20, we can't just focus on the canards but need to look at the overall configuration.

“解决配平的另一个途径是采用推力矢量控制(TVC)技术。采用 TVC,其主要优点有:在气动操纵面基础上又增加了一个配平手段,配平能力自然大幅增强;高速飞行时 气动操 纵面偏转将产生极大阻力,而采用 TVC 可以起到同样的操纵效果却无需偏转操纵面;TVC 并不仅仅是偏转推力矢量而产生法向分力,强大的发动机喷流将在后机身形成引射作用,产生新的“ 升力”增量, 同时参与配平。F-22 的超音速机动性大幅提高,TVC 技术功不可没。”(晨枫)---累死了,又偷懒用别人的东西了。

"Another method to achieve trimming is through the use of Thrust Vectoring Control (TVC). The advantages of TVC are as follow: provide another actuator on top of the existing flight control surfaces, resulting in huge improvement in trimming ability; TVC can achieve the same controllabilty as control surface without deflection that can result in drag; TVC doesn't only deflect exhaust stream to provide torque, the powerful jet blast accelerate the airmass near the aft of the aircraft, which results in additional 'lift' and be used in trimming. F-22's excellent supersonic manuverability is largely credited to TVC."

继续引用某大佬文,别拍我:“611在1997年完稿的《推力矢量控制对飞机操稳特性的影响》 论文使用了歼-10的动力学模型进行了配合轴对称矢量推力喷管的模拟仿真研究;根据该论文,鸭式布局和矢量推力的 结合能够 在过失速区域内有效的扩展飞行包线,获得良好的操纵性稳定性。需要注意的是,论文中提到的一个 名词,所谓“ 横航向自动控制系统”,很可能就是指控制鸭翼差动的系统。

According to another well-respected poster "In 611's 1997 paper Effects of TVC on Controllability and Stability, a simulation was conducted using J-10's aerodynamic model inconjunction with a coaxial TVC model. According to that paper, the combination of canards and TVC extend the flight envelope in post-stall flight regime, achieving good controllibility and stability. It should be noted that "lateral feedback control system" mentioned in the paper might well be referring to the control system for differential canards.

从该论文可以看出,鸭式布局和矢量推力整合的研究,611至少在12年以前就开始了。四代的矢 量推力整合研 制虽然未必有什么工程上的经验,理论上的准备应该还是充分的。”

It can be seen from this paper that the study on combining canards and TVC began no later than 12 years ago. Although there is yet an engineering prototype featuring both canards and TVC, there is nevertheless sufficient preparation in theoretical research.
 

siegecrossbow

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  • #39
Re: Translation of amateur Chinese military article, take a look!

Hey Engineer did you already finish 4 and 5 of part 2?
 

Engineer

Major
Re: Translation of amateur Chinese military article, take a look!

No. I started from the middle incase somebody started from the beginning already. Also, once we finish the translation, we are going to need a lot of revision.
 
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