f15的气动设计究竟处于怎样的水平?

发布时间:
2024-09-03 14:36
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----话写在前面以免有些人看不懂-----

F15轻,F15的性能是最轻的重战机体给的,不是你气动设计给的。

气动造诣不代表最终的性能,最终的性能是气动造诣和工程技术共同的结合。

美国最强气动造诣的机体是三涡系耦合的F35,然而F35因为工程技术极拉胯的结果,导致其最终表现,尤其是气动性能极其拉胯。特别是过载,承力大梁和设备布置。

工程技术是可以一定程度上弥补气动造诣的不足。

但你气动设计是块飞行砖头,那就是块飞行砖头,飞的再好也是飞行砖头。

因为你本来可以不用像块飞行砖头一样。

请跟我念:推重比相同,空重越大,加速性能越好,因为空重立方增长,阻力随机体表面积平方增长,推力大就是好。空重越小,机动性能越好,因为空重减小是立方减小,升力减小随机体表面积平方减小,升力比空重减少的少,翼载荷低就是好。

-----我说完了-----

字面意义上的飞行砖头,但是轻,而且力大。

F16测试的其中一句原话是:F16只需要拉15度攻角就可以有的回转速率,F15同样回转速率要60度攻角。

气动造诣介于俄标三代机和俄标四代机之间的准四代机。

如果你以俄标三代机的标准来看,F15比起一众可变翼老废物,甚至比起同代的F14都是天顶星级别的气动。

F15气动好在哪里:升力体,固定翼(虽然这是黑手党提前在国会问询上先斩后奏导致的结果),有限的涡流发生器,使用了变锥度机翼和变翼型。

F15气动差在哪里:完全不如后期四代机的涡升力技术,导致无论是狗斗还是超视距稳盘,在同空重的情况下,机动性都不如后期的Su27,Mig29,F16,FA18,以及莫名其妙的没有前缘襟翼。

先谈前缘襟翼吧,这个问题其实我之前的其他回答已经有说过了,不介意可以去翻一下F16的内容。

简单来说,前缘襟翼是一种宏观上的变翼型设计,机翼的横截面是微观上的翼型,通过前缘襟翼,机翼和后缘襟翼(与襟副翼)的配合。

机翼相当于是变翼型的,可以同时适应低速的高升力要求,高速的低阻力高升阻比要求,与机动时尽可能防止附着面层分离导致失速的要求。

凑合看就行了,意思是这个意思。

F15出于成本控制的原因没有前缘襟翼,对气动性能造成了一定的影响。

F15的变翼型和变锥度很好理解,变翼型就是机翼各个横截面并不完全相同,因为机翼本身就不是一个规则均匀的形状,气流在机翼上也并非笔直往后流,而可能是以不产生升力的方式,展向运动,导致失速。

为了抑制气流的展向运动,要么在机翼上粗暴的设计翼刀,强行框住气流。

要么以微妙的手法改变机翼的凹凸,用细微的翼型变化来引导气流向后运动,很微妙吧。

变锥度就更简单了。

机翼不是绝对刚体,结构强度较低的翼尖是会随着飞行速度的提升开始扭曲的。

扭曲的机翼是无法完美按照气动设计应对来流的。

解决办法就是让机翼提前反向扭曲,让高速下的气流来把设计上扭曲的机翼给“纠正”成合适的样子。

有点像你家里有个洞,为了防止小孩把球塞进洞里拿不出来,你先把球塞到洞里面,然后告诉小孩“千万别把球拿出来”,导致小孩把球拿出来有。

(战争机器的兽人为了灭绝人类试图炸了贾辛图高原,人类为了防止兽人炸了贾辛图灭绝人类,决定提前炸了贾辛图,让兽人没得贾辛图可炸,合理!)

机翼前段边条翼部分的脱体涡吹拂主翼可以极大改善机翼的升力特性,无论是升阻比,升力,还是因此而来的稳盘和存速能力都能得到极大提升,同时还能抑制气流的展向运动,作为虚拟翼刀存在。

可以说,四代机和五代机就是围绕脱体涡设计的机体,一切为了脱体涡。

而F15由于设计年代过早,脱体涡和边条翼技术发展尚不完全,只运用了有限的涡升力技术。

F15的进气道唇口的外沿能充当一部分涡流发生器,进气道和主翼之间的圆滑过渡能充当一部分涡流发生器,仅此而已了。

由于只有有限的机体下表面附着面层翻转到上机体,F15的涡流发生器只能产生非常有限的涡流。

F15S试图通过前加鸭翼来改善F15的涡升力特性,然而事实是,不是专业的涡升力设计机体是无法完美运用上拉出的脱体涡的,可以看到除了鸭翼以外,F15S还在进气道上唇口加装了一个凸起的涡流发生器。

显然粗暴的安装一对鸭翼是无法让F15拥有真正鸭翼拉出脱体涡的能力的,不仅仅F15的鸭翼做不到真正的近距耦合鸭翼的水平,其升力体机翼也本就不是为鸭翼拉出的脱体涡准备的。

增升有限。

任何一个气动人都知道。

新气动的机体,要吹风洞,要测试的嘞,不是说要插一对鸭翼就插一对鸭翼,如果直接插鸭翼重写飞控就能获得完美的性能提升。

大家现在应该都是三翼面机体。

(当然了,Su33这个重做前体气动的以后再讲,它是真的重做了整个机头到边条翼部分的气动)

总结:由于缺失涡升力技术和前缘襟翼,导致F15实际上更接近俄标三代的一众飞行砖头,是,它超音速确实不错,作为高空高速的典型代表,F15在大身板超音速时效性任务方面有着得天独厚的优势。

但气动造诣也决定了它并不是一架灵活机动的飞机,这一点在相比其他主流四代机,差的远,会对超视距空战造成比较明显的影响,尤其是稳盘。

但脱离时代和综合设计就是耍流氓,以1972年的技术造出数字后端脉冲多普勒的F15属实是当年真天顶星的存在,战斗机领域气动的巅峰之作,凭借超越时代的黑科技航电,以及微妙的工程设计。

当年可不会有人用后世的挑剔眼光看这种逆天设计,在其他俄标四代机都还没出生的十年前,F15已经是四代战斗机界祖师爷级别的传奇人物了。

但F15气动比起后来的几个小兄弟,真的是差太多了,还活着纯粹是因为生态位不同,分工和作战需求不同。

但凡阿美有Su27这种9吨内油大航程的重战,F15也必然被扫进USAF的垃圾桶。

---后话---

如果你给FA18上F110,FA18的SEP表现会爆杀F15,原因很简单。

大家都12吨空重,都5/6吨内油,这不就来看尖拱边条了吗?

F15的升力系数斜率是不如一众四代机的,但是它轻。

F15的气动造诣是不如一众四代机的,但是它轻。

只有12吨空重(13吨)的双F110,它轻。

轻还拿着大推,猜猜看它SEP表现到底如何?你的机动性到底是作为飞行砖头的气动造诣给的,还是你轻,推重比大给的?有人优化稳盘是靠优化升阻比。有人优化稳盘是先拉一个阻力巨大的攻角,然后想办法把推力补上去让它不掉速。

如果F15有更好的边条翼和前缘襟翼设计,F15就不会是一台硬拉攻角的砖头,在等空重的情况下会有更大的内油和更好的机动性。

但凡要提F15吨位提升到多用途重战,尤其是原初设计里的16吨空重9吨内油版本。

F15的性能表现都会烂到四代机的耻辱。

END