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F-35战机上的鸭翼去哪儿了?

目前我国唯一进入军队序列的第四代战斗机歼20在刚出现的时候简直是惊为天人,尤其是全动鸭翼和全动尾翼,简直就是让军迷为之沸腾。但是随着时间的推移,有一些人也开始对鸭翼布局提出了疑问,甚至于攻击,尤其是有一小撮人言之凿凿:美国的F-22和F-35都没用鸭翼,你用就是你不对!

那么,事实真的是这样吗?其实,F-35还真的差点儿就是一架带着鸭翼的战斗机。

F-35最开始是有鸭翼的

其实说起来F-35战斗机的诞生,那牵扯的东西就太多了,因为F-35的诞生是几个飞机制造商提出各种机型竞争之后产生的结果,而支撑这些飞机制造商研发飞机的经费,当然是来自美国政府和军方的不同项目的拨款,所以限于篇幅,我们只站在F-35的制造商——洛克希德·马丁公司的立场上,看看F-35是怎么诞生的。

F-35的根源可以追溯到一架称为100号布局方案的机型,这架飞机最早是基于一项名为CALF的研究计划,目标是为美国海军陆战队和美国空军提供一种新的战斗机。也就是下图中最左上角的那一架飞机:这是一种单发、三角-鸭翼、双垂尾战斗机,而这就是F-35最早的样子,它是有鸭翼的!

F-35战斗机布局的发展历程

F-35最早的样子

而且不要以为这是洛克希德·马丁公司自娱自乐的产物,实际上为了测试这款飞机的性能,洛马在对100号布局方案进行小修小补之后,以改进后的150号布局方案为基础,建立了“大尺寸带动力模型”(LSPM),全面验证这种布局的气动性能、电磁信号性能以及升力风扇的动力性能。

150号布局方案的大尺寸带动力模型

所以最一开始,F-35是有鸭翼的。

为什么F-35没有坚持用鸭翼呢?

如果说F-35在早期设计中有鸭翼,后来没有用鸭翼,是不是反而可以说明鸭翼有问题呢?估计这个时候又有一小撮人拍案而起:我就说的,我一眼就看出来鸭翼布局气动性能、隐身性能都不行。

显然,究竟为什么不用鸭翼,只有设计F-35这款飞机的洛马公司才最有资格回答,那么他们是怎么说的呢?洛马公开资料中提过不少次,给出来的解释如下:

第一、由于F-35需要同时满足美国海军陆战队和美国空军两方面的需求,需要实现垂直起飞这一功能,率先使用了升力风扇这一技术,但是新技术一定会有大风险。而鸭翼,尤其是全动式鸭翼,同样存在极大的技术风险。从项目风险管理的角度上说,一个项目同时有两大技术风险有可能会导致项目失败,所以想要保留升力风扇,就需要放弃鸭翼布局;

洛马不是没有想过鸭翼和升力风扇并存

第二、100号/150号布局方案的服务对象是美国海军陆战队和美国空军,但是这个项目在发展的过程中,又插进来一个美国海军,所以这架飞机又多了一个“航母上起飞”的需求。而根据评估,带鸭翼的飞机在低速、大迎角飞行的时候,操作性不太好,给航母起降造成了极大的风险,这也是F-35放弃鸭翼的原因之一;

第三、虽然鸭翼布局在超声速条件下具有更低的阻力特性,但是传统布局在跨音速转弯机动性能方面有更大的优势,而且超声速条件下的阻力也不算差,对于一款多用途战机而言,选择传统布局也更加满足它的设计目的。

上述结论来自于"Genesis of the F-35 Joint Strike Fighter","F-35 Air Vehicle Configuration Development"和"F-35 Program History: From JAST to IOC",诸多作者基本上要么是洛马的首席工程师,要么是F-35项目的项目主管,或者是F-35关键系统的工程师,总结起来就是一句话:

“对于F-35又要垂直起降、又要上舰、又要多功能的设计目标而言,鸭翼不适合F-35。”

仅此而已,甚至于由于鸭翼带来的诸多好处,最开始F-35更倾向于选择鸭翼布局。不用忘了,鸭翼版的F-35可是做过全面的风洞和电磁试验的,如果有什么致命缺陷,怕不是早就说出来了。

总结

总之,作为“一机多吃”的尝试,F-35上有着诸多的妥协,这也是为什么这款战机不使用鸭翼的原因根本。而通过观察F-35布局的演变,可以发现,鸭翼并不具有某种先天的、不可克服的缺陷,也算是对某些人攻击鸭翼的一种回击。