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剪水鹱的博客

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魔改猛禽  

2016-06-01 09:54:57|  分类: 重战 |  标签: |举报 |字号 订阅

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魔改猛禽 - puffinus - 剪水鹱的博客
 
F-22A “猛禽” 的主要性能缺陷包括:
1. 燃油储备太少
2. 超音速升阻比偏低
3. 机腹武器舱容量偏小
4. 为超巡速度优化的加莱特进气系统结构复杂,宽广速度范围内的进气效率不佳
5. 常规四尾布局的结构重量太大

要想修正上述缺陷,魔改版 “超级猛禽” 需要:
1. 增大体型
2. 加大长度/横截面积比值
3. 增大横截面积
4. 改用 DSI 进气系统
5. 改用全动垂尾

看上去这也就几句话的事情,然而......

增大体型与重量意味着发动机需要负担额外的压力。常规布局的 “猛禽” 依靠压尾获得机动飞行时的抬头力矩,在此过程中喷管偏转导致轴向推力下降。用于压尾的负升力需由主翼和机身升力体产生的额外升力加以平衡,使得整体阻力相应增大。与依靠鸭翼正升力获得抬头力矩的 J-20 相比,“超级猛禽” 就算通过拉长机身,改用小尺寸全动垂尾等措施将巡航升阻比拉平,仍需 10% 的额外推重比才能获得相同的超音速持续转向率。假设 “超级猛禽” 的正常起飞重量比 “猛禽” 增加 25%,即略小于虫族的增肥幅度,则要与全状态版 J-20 在空战中打成平手,其发动机推力必须比同时期的 WS-15 高出 1/4 以上。对于白头鹰帝国而言,维持此等代差级性能优势就算技术上仍然可行,财政上也将日趋难以承受。

加大长度/横截面积比值将导致纵向结构强度下降,补强措施意味着额外的结构重量。为了保持甚至改善横截面积分布曲线平滑度,从而降低超音速波阻,提高超音速升阻比,简单地将部分机身拉长了事是不行的,整架飞机从鼻锥到喷管的外形都需要重新修正。“猛禽” 是气动布局与雷达反射回波控制高度整合的隐形战斗机,拉长机身后雷达反射特征将不可避免地发生变化,需要进行大量的设计优化与测试评估以维持/增强其隐形性能。“猛禽” 的发动机舱与机身融为一体,机身长度增加意味着蛇形进气道长度相应延长,将带来可观的重新设计工作量。发动机大幅度增推要求进气质量流量显著上升,进气道横截面积扩大。在进气道与弹舱横截面双双上涨的情况下加大长度/横截面比值并优化整机横截面积分布,对于任何设计团队而言都是巨大的挑战。拉长机身与改用 DSI 进气系统都将导致 “猛禽” 涡流场特性的变化,改大型常规垂尾为小型全动垂尾则将降低 “猛禽” 的偏航稳定性且使其丧失大仰角偏航控制能力。“超级猛禽”因此需要全面重新编写飞控系统,寻求新的偏航控制手段如阻力舵,三维推力矢量,差动推力等,并相应进行长时间的风洞及飞行测试。
 
 
魔改猛禽 - puffinus - 剪水鹱的博客
魔改猛禽 - puffinus - 剪水鹱的博客
 
隐形战斗机设计整合度极高,改变机身结构无异于脱胎换骨,技术风险与成本都非同小可,收益则远不如另起炉灶研制新世代战斗机。洛马构想 FB-22 战区级轰炸机时原拟拉长 F-22 的机身以改善内部空间,在最终版上却选择了基本保留 “猛禽” 机身构造,依靠大型三角翼获得额外燃油储备,用外置隐形武器舱容纳更多打击弹药,飞行性能大打折扣,雷达隐形性能亦有所下降的 “不理想” 方案,正是因为清醒地认识到了魔改路线的陷阱本质。 
 
魔改猛禽 - puffinus - 剪水鹱的博客
 
帝国空军 KC-46A “飞马座” 空中加油机。该机于 2011 年 2 月在选型竞争中击败空客-诺斯罗普 KC-45A (帝国版 A330 MRTT),进入工程化研制阶段。KC-46A 基于波音 767 平台研制,融合了 767-200ER 的机身,767-300F 的机翼,起落架,货舱门和货舱地板,767-400ER 的襟翼,以及使用 767-400ER 和 787 技术的数字化驾驶舱,根据军标要求重新设计了航电,电气,燃油等子系统。其电传操纵硬式加油管以 KC-10 的硬式加油管为基础全新设计。空中加油机对于波音而言算得上驾轻就熟,波音 767 虽然市场反应不甚理想但至今在产,KC-46A 在 2011 年胜出时整体设计已完全定调。即便如此,首批可实战部署的 KC-46A 预计仍然要等到 2017 年 8 月才能交付帝国空军,研制周期长达 78 个月。魔改版 “猛禽” 连可行性研究都还没做,更谈不上确定整体方案,技术复杂度远非 “飞马座” 可比,生产线也已停转多年。敢做出 “超级猛禽” 5-10 年内即可搞定并且风险小成本低这种论断的,恐怕不是无知者无畏,就是别有用心。
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