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? ? ? ?自從2011年我國最先進(jìn)的“黑絲帶”殲20隱身戰(zhàn)斗機(jī)“官泄”面世開始，到2016年珠海航展的正式公開亮相，“威龍”就伴隨著廣大軍迷的轟動(dòng)和詆毀在不斷改進(jìn)。除了發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)“無可反駁”的吐槽點(diǎn)外，最大的爭(zhēng)議點(diǎn)莫過于殲20的“鴨翼”布局了，認(rèn)為這是其落后的“標(biāo)志”，究其原因，既簡(jiǎn)單又“充分”，主要有兩點(diǎn)：一是我們采用了；二是美國沒采用。事實(shí)又真的如此嗎？
? ? ? 什么是“鴨翼”？它有什么分類及特點(diǎn)呢？ ? ? ?鴨翼，是由于飛機(jī)的機(jī)翼靠后，機(jī)身修長(zhǎng)，飛起來像鴨子，因此稱鴨式布局，后來就將前翼稱為鴨翼了。
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? ? ? ?鴨翼是一種將水平穩(wěn)定面放在主翼前面，而相對(duì)于一般將水平穩(wěn)定面裝在飛機(jī)后面（尾翼）的飛行配置，如殲-10、歐洲“臺(tái)風(fēng)”等，也有即采用鴨翼又有尾翼的配置，稱三翼面布局，如殲-15，以及既無尾翼又無鴨翼的無尾三角翼布局，如幻影2000等。
? ? ? 鴨翼有多種分類，根據(jù)鴨翼的固定情況，分為固定型和可操縱型；根據(jù)翼面的活動(dòng)情況，分為全動(dòng)型和非全動(dòng)型；根據(jù)鴨翼與主翼的位置及耦合情況的強(qiáng)弱，又可分為近距鴨翼和遠(yuǎn)距鴨翼等。
? ? ? ?鴨式飛機(jī)的特點(diǎn)比較明顯。傳統(tǒng)布局由水平尾翼以負(fù)升力方式配平，鴨翼以正升力形式配平，隨著迎角的加大，鴨翼布局具有更好的升力系數(shù)。
? ? ? ?鴨翼的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，由于戰(zhàn)斗機(jī)為對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)推力需求與日俱增，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)重量隨之增加，傳統(tǒng)布局會(huì)造成飛機(jī)重心后移，縮短水平尾翼力臂。如果把水平安定面安裝在主翼前方成為鴨翼，就會(huì)有較長(zhǎng)力臂，可提升操控性。
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? ? ? ?鴨式布局中的鴨翼并不是簡(jiǎn)單的將常規(guī)型飛機(jī)的尾翼移到前面來這么簡(jiǎn)單，鴨翼通常可以起到的作用除了和常規(guī)型飛機(jī)一樣，起到配平和俯仰控制外，更重要的是利用鴨式前翼所生成的對(duì)主翼帶來更多附加升力的渦流。由于后掠翼的失速是從翼尖發(fā)生，鴨翼產(chǎn)生的渦流對(duì)延緩該處流場(chǎng)分離的幫助不大，所以后掠翼和梯形翼大多以前緣邊條或鋸齒產(chǎn)生渦流，推遲氣流分離的方式來提高大迎角操控性，所以配合三角翼或前掠翼最為理想。
? ? ? 鴨翼與主翼間流場(chǎng)存在復(fù)雜的交互關(guān)系，不良的鴨翼設(shè)計(jì)可能會(huì)破壞全機(jī)流場(chǎng)與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣質(zhì)量，所以許多國家仍以傳統(tǒng)布局進(jìn)行戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)布局戰(zhàn)斗機(jī)通過使用線傳飛控，放寬氣動(dòng)不穩(wěn)定性，重心置于升力重心之后，配合大面積前緣邊條提升大迎角飛行性能，使飛行質(zhì)量可兼顧穩(wěn)定性與機(jī)動(dòng)性，水平尾翼也能以正升力形式進(jìn)行姿態(tài)控制。
? ? ? ?鴨翼布局即便有種種優(yōu)點(diǎn)，仍并摒棄在主流戰(zhàn)斗機(jī)之外，直到近距耦合（closed couple）概念的出現(xiàn)，加上線傳飛控的輔助，使鴨翼-三角翼氣動(dòng)布局的潛力得以發(fā)揮。 ? ?在遠(yuǎn)距鴨翼中，基本上忽略了鴨翼渦和機(jī)翼渦的耦合，譬如典型的如XB-70：鴨翼并非是大后掠角鴨翼，并不強(qiáng)調(diào)鴨翼又渦的生成，鴨翼距離機(jī)翼也很遠(yuǎn)，鴨翼主要用于配平操縱。 與遠(yuǎn)距鴨翼像對(duì)應(yīng)的是近距鴨翼，這個(gè)時(shí)候鴨翼會(huì)采用較大后掠角生成渦，而鴨翼距離機(jī)翼并不遠(yuǎn)，那么鴨翼渦和機(jī)翼渦會(huì)相互干擾耦合，這種現(xiàn)象后來被稱為近距耦合作用。
? ? ? ?當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)鴨翼距離機(jī)翼較近且具有不同于遠(yuǎn)距離的耦合效應(yīng)時(shí)，就對(duì)鴨翼距離機(jī)翼多遠(yuǎn)、上下位置多高、鴨翼面積多大、鴨翼的上反、下反以及鴨翼的后掠角等進(jìn)行研究，近距耦合和遠(yuǎn)距耦合都是屬于“近距鴨翼”范疇，只不過在這個(gè)范疇中，選擇了距離較遠(yuǎn)的耦合還是距離較近的耦合，這是因?yàn)轼喴硗瑫r(shí)具有渦耦合作用和俯仰操縱的特性，所以在俯仰操縱和渦耦合方面進(jìn)行綜合考慮就成為設(shè)計(jì)師需要考慮的事情，顯然鴨翼距離機(jī)翼遠(yuǎn)則耦合作用降低配平作用增強(qiáng)，而鴨翼距離機(jī)翼近耦合作用增強(qiáng)而配平作用降低，那么到底多遠(yuǎn)為合適就看飛機(jī)設(shè)計(jì)的取向和設(shè)計(jì)師如何進(jìn)行選擇，現(xiàn)實(shí)中幾種做法都有：譬如陣風(fēng)、以色列獅戰(zhàn)斗機(jī)都是屬于鴨翼距離機(jī)翼較近，耦合作用比較強(qiáng)的，那么其俯仰操縱和配平除了依靠鴨翼外升降副翼在這方面起到很大作用；而像臺(tái)風(fēng)則是鴨翼距離機(jī)翼比較遠(yuǎn)，所以臺(tái)風(fēng)鴨翼配平作用較強(qiáng)而渦耦合作用較弱，所以臺(tái)風(fēng)在鴨翼和機(jī)翼之間加了窄窄的邊條來增加耦合作用。
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? ? ? ?因此，鴨式布局在論述時(shí)，遠(yuǎn)距離鴨翼方面不探討耦合作用，只在近距鴨翼中進(jìn)行探討耦合作用。而在耦合作用中，根據(jù)鴨翼距離機(jī)翼遠(yuǎn)近和耦合作用強(qiáng)弱，再將其分為“近距耦合”和“遠(yuǎn)距耦合”。
? ? ? 當(dāng)然，近距耦合與線傳飛控使鴨翼布局的氣動(dòng)力優(yōu)點(diǎn)得以發(fā)揮，但仍然需要考慮其先天具有的缺點(diǎn)。一般來說鴨翼布局戰(zhàn)斗機(jī)的垂尾面積與高度都超過傳統(tǒng)布局戰(zhàn)斗機(jī)，這是因?yàn)轼喴頊u流會(huì)干擾垂尾附近流場(chǎng)，影響縱向穩(wěn)定，此外還因?yàn)榇刮搽x重心較近，力臂較短，需較大面積才能產(chǎn)生足夠的縱向控制力矩。還有的設(shè)計(jì)為了確保大迎角時(shí)的橫向穩(wěn)定性，在機(jī)腹加裝腹鰭。高聳的垂尾會(huì)增加結(jié)構(gòu)重量、阻力和雷達(dá)反射截面積。
? ? ? ? 殲20作為世界第四代戰(zhàn)斗力中唯一采用鴨翼布局的隱身戰(zhàn)斗機(jī)，一方面說明我國在氣動(dòng)特別是“渦”的研究領(lǐng)域上已具有了極高的水平，另一方面也顯示出我國在飛控、材料、工藝等方面有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，表現(xiàn)了中國軍工的自信和成熟。
? ? ? ?誠然，鴨翼的選擇和發(fā)動(dòng)機(jī)的無奈也有一定的關(guān)聯(lián)，但那就是另外一個(gè)話題了。相信不久的將來，大推一定會(huì)使“威龍”實(shí)現(xiàn)超巡的夢(mèng)想。
