原创 航空小筑 2025-08-31 08:51 广东
过了几天,由山东舰上那俩疑似无鸭翼模型引发的热潮好像不但没退,反而更热了。
想了想,还是一次说清楚比较好。下文是关于苏27系列的鸭翼出现的前因后果的,与山东舰的模型无关。
起因
给苏27(那时还是T-10——不是后来的T-10S)装鸭翼的设想始于1977年。当时的主要目的是解决雷达太重带来的重心前移问题。当时预计装在T-10上的雷达天线重200多公斤,导致全机重心明显前移,静稳定度过大,以致无法接受。加装鸭翼在当时看来是一种可行的解决方案。鸭翼不但可以前移全机焦点,从而使得焦点与重心匹配,而且在大迎角控制方面相对于平尾更具优势(也就是一直提及的,鸭翼可以工作在无干扰的气流中)。西蒙诺夫获准就加装鸭翼方案的可行性进行深入研究。
然而如我们所知的,T-10并未满足苏联空军的需求,在西蒙诺夫的强烈坚持下,进行了全面重新设计,也就是后来真正苏27的始祖——T-10S。由于全机重新设计,在T-10上加装鸭翼的研究就此中断,但研究结果保留了下来,并成为苏27系三翼面分支的肇始。
旧事重提
进入80年代,西蒙诺夫开始着手进行苏27的现代化改进,也就是苏35的前身苏27M。西蒙诺夫再次面对当初T-10的雷达超重问题,于是当初的加装鸭翼的研究成果被翻出来继续推进——当然,研究目标就不局限于解决雷达超重问题了,而是用于随控布局(CCV)研究。
之前写过CCV系列,有兴趣可以点击去看:
《以CCV之名(一)》《以CCV之名(二)》《以CCV之名(三)》《以CCV之名(四)》
这架苏联的CCV研究机,被称为T-10-24,1985年5月首飞。事实上我知道这架飞机已经是1988年的事了(当时该机已坠毁),第一次见到这种三翼面布局飞机,从此记住了这架飞机。
在T-10-24的技术基础上发展出四个苏27家族的三翼面分支,即:
苏27M/苏35(旧):解决重心前移问题,并提高大迎角升力,增强大迎角控制能力。
苏30MKI/MKM/MKA/SM:着重提高大迎角升力,增强大迎角控制能力。
苏27IB/苏34 :由于改并列双座并加强座舱装甲,着重解决重心前移问题。
苏27K/苏33:着重解决放襟翼后焦点后移的配平、以及不放襟翼时的纵向配平和大迎角控制。
简单原理和对比
关于“取消鸭翼更先进”的说法其实是源自新苏35。由于新苏35确实取消了鸭翼,于是就产生了这么一个推论。下面就针对新旧苏35和苏33的鸭翼作用进行简单介绍和对比,这样就基本清楚是怎么一回事了。
如上所述,旧苏35雷达超重,因此为了保证静稳定度在设计范围内,而加装了鸭翼 ,使得全机焦点前移,达到设计目标。这一手段并不出奇,早年的E-8验证机、珠展上昙花一现的歼7MF,上面加装的鸭翼都是这个目的。所不同的是,旧苏35的鸭翼配合FBW,具有优越的大迎角控制能力。至于TVC,想必各位都还记得当年曾被称作苏37的711,唯一装备了矢推的旧苏35。但是三翼面布局虽然在大迎角增升和控制方面有优势,但同样带来结构增重、超音速阻力较大的问题。新苏35在雷达重量问题解决后,再次改回原来的正常式布局,不是哪个方案更先进,而是为了解决上面提到的三翼面附带问题。由于取消了鸭翼,新苏35真正损失的是大迎角控制能力,但这个损失由TVC来弥补。大迎角升力系数可能也会下降一点,但这个主要不是由于取消鸭翼造成的,而是由于边条恢复为原来的大后掠窄边条造成的。
苏33则不同。该机鸭翼的设计目的有两个:1,前移焦点——但不是苏35雷达超重那种问题,而是机翼后缘面积增加,导致焦点后移,因此必须前移调整;2,配平襟翼产生的低头力矩——定型版的苏33采用大面积双缝襟翼,这个低头力矩不小,如果要靠平尾配平,一来低速滑跃状态舵效不高,二来配平产生的负升力又抵消了一部分襟翼增升产生的正升力——我们知道滑跃起飞的飞机对升力非常“吝啬”,因为涉及到重载起飞的问题,能多一点是一点。
所以,很明显,苏35和苏33的鸭翼设计虽然都是源自T-10-24,但已经走向两个不同的路线,苏35的鸭翼变化没法推到苏33上去。而且苏35的鸭翼取消也谈不上先进与否的问题(当然从雷达上来说是先进了),只不过是折中取舍而已。
苏33的鸭翼
苏33的鸭翼其实是个很有意思的话题。从原理上说,取消鸭翼也不是不行。别说兔子的验证机,就连最早期的T-10-3(没有鸭翼)都在尼特卡装置上进行过模拟起飞。
在T-10-3之后加入舰载机原型测试的是T-10-25(注意不是T-10-24)。特别需要注意的就是,该机同样没有装备鸭翼。
1984年11月11日,T-10-25坠毁后,T-10-24才加入到舰载机测试中来。
接下来是真正的第一架原型机T-10K-1,但由于进度拖延,该机的机翼仍然是陆基型的机翼。
直到T-10K-2,才安装折叠机翼、双缝襟翼、空中加油管、尾钩等专属装备,已经接近生产型了。
还有一架比较特殊的是T-10-20,该机被专门改装用于舰载兼容性测试,被称为T-10-20KTM,但没有安装鸭翼。有些照片能看到该机折叠状态停放在类似机库的环境里,但其实并未在尼特卡上进行过试飞。
所以,如果只考虑起降的话,上面就有不少不带鸭翼的例子。那么,苏33折腾这个鸭翼,究竟有什么效果?可以对比一下。
1982年8月28日,T-10-3首次从T-1滑跃甲板起飞。这是不带鸭翼的,最原始的T-10,最大起飞重量为18吨,跑道长142米,起飞速度178km/h。
而到了T-10K-2,该机的试飞结果是:甲板风7节,远点起飞,重量30000公斤;甲板风15节,远点起飞,重量32800公斤。
这个在《滑跃起飞不能满载,谁说的?》估算过:
但实际结果比我估算的还要好。仔细对比了一下,一个很重要的原因就是我用的是陆基型的机翼面积,也没有考虑双缝襟翼放下后面积进一步增大的影响,也就是说,我其实计算的是T-10K-1的性能。
但无论如何,也远远好于预期,流传了这么多年苏33不能重载起飞的说法也应该终止了吧。
回到正题。如果苏33要取消鸭翼,那就必须解决襟翼配平问题。TVC倒是可以解决,但同样有升力损失(也就是起飞重量损失)的问题。这个又怎么弥补呢?
