這種鑽石型無垂尾的造型成為六代機的可能性有多大？
本帖最後由 kgwdm 於 2017-1-3 07:34 AM 編輯小弟最近在逛空軍之翼網站的時候看到了一篇講述F117飛機的研制的故事。里面有這麼一張插圖：
這個是F117研制初期臭鼬工廠的頭頭們初期設計的一個隱身外形的模型。取名為：“無望鑽石” （看著很酷啊有木有，這要真的造出來，告訴我是UFO我百分之百相信！不知道這里有沒有人看過美劇X檔案。有一集里面mulder探員拿的以為是外星人飛船的照片，簡直和F117一模一樣。那個時候F117還沒有公布）
但是當這個模型被工程師們看過后都表示：這玩意根本飛不起來。。。連個垂尾都滅有
后面的故事還有很多，最后研發出了很有名的F117隱身戰機。我看過一個紀錄片里面有一句話令我記憶深刻：
巴格達夜晚，對著天空漫無目標亂射的防空火炮，是對F117隱身榮耀的無限榮光。
這麼多年過去了，F22，F35，J20，T50，B2，各種各樣的隱身戰機都橫空出世。但是這種完全飛翼造型無垂尾的戰斗機設計卻仿佛並沒有被偏愛（說明一下：我知道B2或者X47B都是飛翼造型，但是他們是轟炸機，不是空優戰斗機）。
其中一個主要原因也許是飛翼造型無垂尾的戰斗機不夠靈活？沒有垂直尾翼的配合會造成偏航不好控制？但是最近美國批量披露的六代機想象圖卻有點回歸這種棱形造型的感覺：
上點我收集的六代機想象圖：
波音的設計，雖然是鴨翼但是整体是個菱形，無垂尾
諾斯羅普格魯曼的設計，也是棱形無垂尾。
所以大大們覺得為什麼六代機都會選擇無垂尾呢？難道能對隱身有更好的加强？我感覺F22的隱身已經很好了，再加强也沒有太大的意義。。。而且沒有垂尾后怎麼進行偏航控制？利用矢量推力發動機？
這個帖子是我原創的，歡迎大家討論！
...<div class='locked'><em>瀏覽完整內容，請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div><div></div> 我覺得發動機才是第六代戰機的一大問題 本帖最後由 kgwdm 於 2017-1-3 08:59 AM 編輯
白蓮梵天 發表於 2017-1-3 08:15 AM static/image/common/back.gif
我覺得發動機才是第六代戰機的一大問題
我覺得發動機可能要有兩個方面了現在：
1、推力大。現在不是有個什麼變循環衝壓發動機的設想。在亞音速和超音速的推力都很傻大猛
2、矢量控制靈活。F22那種二元推力估計不行了，Su35的360度估計也不夠吧。。。我覺得要補足沒有垂尾的不足，那發動機的推力方向肯定能特別靈活精確而且特別迅速的控制。聽起來就不簡單。。。沒准發動機會被引出一部分功率傳到飛機別的地方當小的姿態控制器。。。
當然上面只是我的一廂情願哈。。。。...<div class='locked'><em>瀏覽完整內容，請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div> 絕望的鑽石之所以絕望，是因為設計目的本來就不是一架要飛的飛機。當初洛克希德(當年還沒併購馬丁公司，所以只是洛克希德)只是為了驗證Echo 1這個計算軟體，所以除了必要的駕駛艙，一且以匿蹤為主要目的。因此才有這種外型。後來證實這個軟體計算無誤，洛克希德便進行修正讓他真的成為能飛的東西，其結果是匿蹤驗證機have blue。
再說到新世代戰機。
目前唯一無垂尾的量產機是B-2，B-2就能做到B-1辦不到全360度滾轉，所以垂尾其實更靈活。其實就是因為太靈活了，所以F-22才加個垂尾保持縱性穩定。聽起來很炫，對吧?
就匿蹤設計來說，越少突出物越好(比如絕望的鑽石)，所以如果可以，沒有垂尾更好。所以美國下一代戰機的想像圖都是無垂尾設計。另外也可以見到，美國海軍的想像圖還有不少網友嗤之以鼻的前翼(特別是殲20出現以後)。但是一架飛機從概念到生成，外型的變化會非常大的，美國當初稿ATF(其成果就是F-22)時，所有參加的好漢都是前翼設計，但是最後YF-22與YF-23卻通通都是無前翼設計，所以美國下一代戰機會是什麼樣子，只有屆時才能揭曉。
美國當出在發展F-22與F-23時，對於無垂尾翼設計還有疑慮。為了保持機身水平穩定，所以洛馬的YF-22有一對標準的大型垂直尾翼，麥道廠的YF-23則是將垂尾與水平尾翼結合。當年的科技使的YF-23這類先進的設計可靠性低，即使YF-23降低了靈活性，但是仍然無法滿足美國空軍的需求。
等到數年過去，俄羅斯開發T50，中國開發殲20與殲31。中國與俄羅斯都採用較短小的垂直尾翼。也就是說垂尾單純只是做為保持水平穩定的作用而不再擔負機動性的責任。等到美國要發展下一代戰機時，美國有信心屆時已經完全不需要垂尾了。
以飛機來說，靈活就是不穩定。所以靈活與穩定一直要維持一個平衡才能成為有價值的飛機。各飛機在設計時，便必須依據其任務要求進行取捨(比如客機追求穩定，戰機追求靈活)。線傳飛控的出現，使的飛機的穩定可以依賴飛控電腦來處理。但是水平穩定卻牽涉更大，所以只有將垂尾尺寸降低而不敢完全取消，只要想想看，上世紀60年代就已經可以完全放棄水平尾翼了，但是卻直到B-2，才出現放棄垂直尾翼的飛機，就可以理解垂直尾翼可不是單純一片金屬板這麼簡單。
將垂直尾翼取消，飛機的飛行與推力一定要有綜合控制的能力(也就是一般所說飛火推一體中的飛與推)。也就是說當飛機發生偏移時，要由左右副翼甚至襟翼相互作用來保持平衡，甚至還對推力進行微調(雙發動機的飛機還可以用推力差來強化配平能力)。因為飛控系統在飛行過程中必須全程控制所有的氣動控制面，對電腦運算速度以及飛控軟軟體的撰寫是非常大的考驗。
一般飛機在起降時，襟翼與前沿縫翼的位置是固定的，線傳飛控甚至不控制襟翼。所以當飛控系統要全程全面控制所也有的氣動面，算的不夠快，不夠正確的結果就是墜機。如果飛行模式單純還好處理(比如不需做高機動動作的B-2)，但是飛行動作複雜的飛機就不好說了。這也就是為何以前少有飛機敢用無垂尾設計。...<div class='locked'><em>瀏覽完整內容，請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div> 12345fu 發表於 2017-1-3 09:52 AM static/image/common/back.gif
絕望的鑽石之所以絕望，是因為設計目的本來就不是一架要飛的飛機。當初洛克希德(當年還沒併購馬丁公司，所 ...
嗯你說的對，去掉了垂尾會讓飛機更加的不穩定=更加的靈活。但是不穩定的結果也會造成飛控編寫的困難。否則的結果就是墜機。
其實垂尾能提供的控制力矩也可以利用發動機的矢量推力或者利用主翼面的差動來實現。但是主翼面的差動一般響應很慢。比如B2利用主翼面的差動來轉彎，但是轉彎的半徑很大。不過它反正也不用轉太快。。。所以我感覺可能需要利用發動機的矢量來控制。不過我在別的地方看到有說要利用發動機的主推力引導到機頭造成一個小的推力控制能更佳的有效。（感覺有點像高達了。。。）
YF23的尾翼好像叫"pelikan tail". 試圖利用一個翼面來造成垂尾和平尾的效果。其中波音在競爭F35的時候（波音的叫X32），也曾經想過利用這個。但是最后放棄了因為需要的工作太多。不過我看洛馬的新的六代機的ppt好像又把這個撿回來了。
不過我對美軍的那個變循環發動機還是很期待的。記得以前空軍之翼上有一片文章說過。找時間再找出來看看...<div class='locked'><em>瀏覽完整內容，請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div><br><br><br><br><br><div></div> kgwdm 發表於 2017-1-3 10:21 AM static/image/common/back.gif
嗯你說的對，去掉了垂尾會讓飛機更加的不穩定=更加的靈活。但是不穩定的結果也會造成飛控編寫的困難。否 ...
其實導引部分發動機的推力來控制飛機不是突發奇想，而是早已有之的。
以發動機推力來控制飛機最著名的，當然還是AV-8莫屬了。AV-8除了大家都看得到的那四個向量噴嘴外，機身四周還有12個小噴嘴(實際數字小弟不記得了，大約是12個)。目的便是在垂直起降時修正飛機的指向(AV-8在垂直起降時必須逆風，否則極易失去動力墜毀)，以及隨時保持機身與地面平行以免造成滾轉或重落地。
但是AV-8全面退役後，就只剩下F-35B還有全身排氣口。這類設計不多的原因便是複雜。AV-8妥善率低落的原因之一便是其眾多的排氣口。一個排氣口就表示一個導流管。各導流管的流暢度只要有些微差距，就會讓這個為了保持平衡的設計變成不平衡的根源。所以如果考慮複雜性，導引發動機氣流並不是一個很好的抉擇。如果不是垂直起降時的需求，F-35B也不會有這類設計，F-35A與F-35C便無此設計。
所以，與其導引發動機推力，小弟認為向量噴嘴以及翼面差動會是比較可行的設計。
再談談可變循環發動機。這也不是憑空出世的想法。美國1960年代開發的SR-71所用的J58便是世界第一具(也是目前唯一量產的)可變循環發動機。
先說一下，推力大不大跟是不是可循環沒關係。可變循環是追求次音速/音速與倍音速這些狀況下，發動機能分別以渦輪風扇/渦輪噴射與超音速沖壓發動機的最有效率的方式運作。
次音速狀況下，渦輪風扇發動機較有效率，因為一部分推力不加壓縮直接旁通噴出，一方面這些未加溫的氣流能降低燃燒室的溫度，二來部分推力不消耗燃料，可以讓飛機已較省油的方式飛行。
進入音速，則是渦輪噴射發動機較為適合。進入進氣口的空氣全數被擠進燃燒室，沖壓效應可以使氣流的力量更強，這就造成發動機可以在不增加單位油耗的情況下增加推力。
不管是甚麼狀況，沖壓發動機都是最有效率的。但是要點燃沖壓發動機，必須先達到非常高的速度，目前比較可靠的點燃方式是以超音速的氣流通過狹小的管導來加壓加溫，利用這些溫度高的氣流點燃燃料，進而啟動。
所以，推力大不大，跟可變循環沒有太大的關係。但是可變循環是能讓發動機在各種狀況下以最經濟省油的方式運作。當初競標ATF計畫時，美國空軍分別投資普惠F119以及GE的F120兩種發動機。F119是借鏡F100發動機的經驗與成果，以增壓以及提高旁通的方式來降低油耗。F120則是採用可變循環(與J58相比，無沖壓模式)的方式來達到省油。如果一切順利，F120是比較有效率的發動機，但是仍是敗在可靠性。
F120的可靠性為何不足? 畢竟1966年美國普惠就有一個J58了，為何1996年的GE仍然無法開發完成? 只有旁通比的變化應該複雜度比J58小，應該更簡單才是。原因還是任務需求。
SR-71的任務剖面非常單純。起飛，加速到超音速，進入敵陣達到最高速。飛出敵陣降回次音速。所以起飛時可用渦扇模式，加速到超音速後使用窩噴模式，進入敵區使用沖壓模式。然後程序再倒過來。之間不會有劇烈的變化。但是ATF卻是一架戰鬥機。非常有可能再次音速/超音速之間反覆運作。如果鎖定模式，則失去當初採取可變循環的意義，如果讓發動機依狀況改變循環，在穿音速空戰狀況下，發動機的可靠度就非常存疑了(一會兒旁通罩要開啟，一會兒要關閉)。因此美國空軍選擇科技層次低但是可靠性高的F119。
如果看美國的ATF計畫，可以發現美國不是追求性能的極限，更不是追求科技層次的升級，而是在足夠的可靠性下追求最高的性能。就匿蹤性能，YF-23比YF-22好十至百倍(依照飛機不同角度而有不同，而且這不是比喻，是麥道的說詞而洛馬沒否認)。對ATF另一需求:超音速巡航，F120發動機遠比F119發動機好。依照美國空軍當初對ATF的需求:超音速巡航以及匿蹤，YF-23搭配F120的性能全面領先YF-22/F-119(當時性能排比是YF-23/F120，YF-23/F119，YF-22/F120，YF-22/F119，美國空軍選擇的是最後一名，可靠性是一大主要原因)
一個在重要時刻無法發揮的裝備，科技層次越高，就越難堪。美國在越戰時經歷AIM-7只有8%命中率的洗禮後，重新回到可靠性比科技性優先的道路。沒有可靠性，性能只是空中閣樓，科技層次更只是笑話。如果可靠性達不到標，下一代美軍戰鬥機所用的發動機仍然不會是可變循環。...<div class='locked'><em>瀏覽完整內容，請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div> 發動機要逹到甚麼水準才是重點吧 只論機體外型的話，看來目前第六代戰機的設計重點是匿蹤要求大於超機動需求，同時追求航程與酬載。航程本來就要求橫越大西洋，現在會變成橫越太平洋，或至少是從西岸直飛關島? 這是有可能的,因為現代戰機是電腦在控制飛,人只是下達指令
當電腦運算能力大增,原本很難控制經過電腦控制後就變得可行
F-16跟B-2就是一個很好的例子 以後偏向電腦化的時代 就能改正人無法做出的飛行了吧<br><br><br><br><br><div></div> 預算對美國是重要
YF22會出線是因為預算
只生產不到200架也是因為預算
美國還不會那麼快投入下代戰機研發
F35剛量產
F35就已經採用連合研發
下一代戰機也很可能採用這種模式
無尾戰機最大問題
很難操控
匿蹤戰機 載彈量少
下一代戰機全面採用的機會不大
未來的戰機越來越科幻化了 類似這樣的設計 將來必會親眼目睹 電影機戰未來中的美軍戰機造型應該也可以列入 應該是看到ufo的設計
這種有她厲害的地方
不過要造出來要克服很多困難
想像和現實總是差很多的<br><br><br><br><br><div></div>