鸭式气动布局是什么概念啊？

鸭式气动布局是什么概念~

鸭式布局，是一种十分适合于超音速空战的气动布局。早在二战前，前苏联已经发现如果将水平尾翼移到主翼之前的机头两侧，就可以用较小的翼面来达到同样的操纵效能，而且前翼和机翼可以同时产生升力，而不像水平尾翼那样，平衡俯仰力矩多数情况下会产生负升力。在大迎角状态下，鸭翼只需要减少产生升力即可产生低头力矩（称为卸载控制面），从而有效保证大迎角下抑制过度抬头的可控性。早期的鸭式布局飞起来像一只鸭子，“鸭式布局”由此得名。

关于战斗机的鸭式布局：它都有什么优缺点，真的会影响隐身？

高低速性能好

　　采用後尾式和无尾式气动布局的普通高速飞机，由於种种原因，其低速性能往往不佳。而鸭式布局则可以满足战斗机对高、低速。性能的要求。因为这种布局能很好地兼顾高速飞机所需的细长体外形和飞机实现短距起落所需的高配平升力系数。这是因为：一方面，细长鸭式布局在由亚声速过渡到超声速时，其焦点移动而引起的安定度增量比後尾式要小，这对高速机动飞行是有利的。另一方面，在大迎角进场或飞行时，它又能产生比後尾式和无尾式飞机高得多的配平升力。这说明它亦适合低速飞行。

　　配平升力高

　　图一是静安定度的後尾式、无尾式和鸭式飞机纵向配平方式的示意图。飞机在空中做定常水准飞行时，其重力与升力，推力和阻力是相等的，全机力矩也是平衡的。为获得配平力歼一10A用的鸭式布局方案虽然在中国早期歼一9概念中曾有过体现，但其中涉及的诸多技术问题是在歼一lO上获得了最终的完美解决刘应华摄矩，无尾式及後尾式飞机需要付出一定的升力代价。在飞行中，机翼的升力Y及全机零升力矩Mzo对飞机重心要产生一个低头力矩。为平衡这个力矩，无尾式飞机要上偏升降襟翼，後尾式飞机要上偏转升降舵，以便产生一个负升力去配平，致使全机升力下降。当然，小迎角飞行时平尾的负荷不大，它付出的升力代价也很小。但是当飞机以大迎角飞行，并采取增升措施时(例如放襟翼)形势就恶化了。因为增升时会带来很大的附加低头力矩。为配平这些附加力矩，平尾後缘必须上偏很大的角度，这将使增升效果显著降抵。倘若机翼采用高度增升的方法。有时连配平都很困难了，只好在平尾上采取高度增加负升力的措施。国外不乏这方面的例子。美国的F一4飞机由於在後缘襟翼上采取了附面层控制技术，使低头力矩增加很多，结果尾翼在配平时已接近失速，只好对平尾进行修改，使前缘上翘，将翼型变为反弯度的。而日本的PS一1水上飞机则是在尾翼下表面吹气以增加负升力。後尾式布局尚且如此，无尾式飞机配平高升力就更困难了。

　　相比之下，鸭式布局比後尾式及无尾式布局优越之处在於：其抬头俯仰力矩可由飞机重心前的正升力面(鸭翼)提供。这真是一举两得：既提供了配平力矩，又增加了升力。那麼为什麼以前人们很少采用鸭式布局呢?这是因为常规的鸭式飞机有三大缺点：

　　(1)前翼对主翼存在著强烈的下洗，使主翼升力降低。尽管前翼的升力是正的，弥补了部分升力损失，但配平时的总升力不见得比後尾式高很多。

　　(2)鸭式布局配平问题不好解决。一般情况下。鸭翼的负荷要比尾翼大，往往为尾翼的3～4倍。因为把鸭翼放到前面，全机焦点随之前移，重心也需向前调整。这样鸭翼离重心的位置近，力臂短，使它的配平能力受到限制。再加上主翼对前翼有上洗，在大迎角时前翼容易先失速。这对起飞著陆和大迎角机动来说是不利的。直到上世纪60年代末瑞典人研制成功Saab一37飞机後，这些缺点才得到了一定程度的克服。作为M数为2一级的飞机，Saab一37没有采用复杂的增升措施就使起降距离缩短N400多米，达到了短距起落的要求。这一成就引起了国际上的广泛注意。Saab一37采用的是近距耦合鸭式布局，利用前後翼间脱体涡的有利干扰实现了高升力。(3) 由於脱体涡在主翼面上的生成、发展、破裂和漂移对飞机的升力和纵横向的力矩特性影响很大，使得纵向力矩曲线出现极严重的非线性化，并导致了飞机的操稳品质变差。为了解决这一问题，常规鸭式布局飞机不得不增大飞机的安定度，以求得纵向力矩曲线变得较直。这样一来，飞机的配平阻力增大，前翼的配平能力减小，导致飞机的机动性和起降性能变差。

　　解决的办法之一是采用电传操纵系统，放宽静稳定性。

　　利用脱体涡获得高升力

　　人们通过实验发现：45度以上的大後掠角薄翼在迎角很小时，气流就从前缘分离，并卷成一脱体旋涡。此脱体涡的涡心压力很低，由於上下压力差的作用，使得翼面的升力有所提高。我们知道，三角翼总升力等於位流升力和涡升力之和。

　　位流升力是根据位流理论计算出来的升力。图二中虚线代表总升力，而点划线代表位流升力(圆圈为实验点)，两条线的差别就是理论涡升力。可见，由於有了涡升力，三角翼的升力线斜率和最大升力系数等均大大提高。如果把大後掠角的鸭翼和主翼近距耦合配置，便会产生有利干扰，而脱体涡的效率会更高，涡升力也更大。当鸭翼置於主翼的前上方时，前翼脱体涡因进入了主翼上表面的低压区而有利於涡心的稳定，延迟了旋涡的破裂并提高了前翼的失速迎角。

　　此外，前翼脱体涡不但在前翼上诱导出涡升力，而且它在扫过主翼上表面时也给主翼诱导出一个涡升力。前翼涡的存在还有助於控制在主翼上形成的前缘涡，而延迟了主翼的失速。由於主翼一方面受到前翼的下洗(内翼段)，另一方面也受到前翼的上洗(外翼段)，所以使总的下洗量减轻。由於这些有利干扰的存在，近距耦合鸭式飞机在大迎角时升力较高，而失速迎角也较大(可达30度以上，而普通後尾式飞机的失速迎角只有十几度)。这对於扩大飞机的机动飞行范围和改善高速飞机的起降性能都具有重要意义。
在前後翼的相互干扰中，除了前翼对主翼的下洗为不利干扰外，其他均为有利干扰，这就使得近距耦合鸭式飞机比相同翼面积的普通鸭式飞机的升力大很多。在起飞状态下，近距耦合鸭式飞机可比无尾三角翼飞机的升力系数高出一倍!

　　当然，由於下洗的干扰量很大，在小迎角时有利干扰还不足以抵消不利干扰。即便是这样，在小迎角时，近距耦合鸭式飞机的最大升阻比已相当於同级後尾式飞机了。随著迎角的增大，有利干扰量逐渐大於不利干扰量。当迎角达到16度左右时，近距耦合鸭式飞机的有利干扰便超过了不利干扰，其全机升力系数已高於单独前翼与单独主翼升力系数之和，这是普通後尾式飞机所不能及的。因为对後尾式飞机来说。也存在主翼对尾翼的下洗问题，而且此不利干扰还随迎角的增大而增大。即使让尾翼也产生正升力，它的全机升力系数也始终低於两个单独翼面的升力系数之和。

　　擦地角大

　　鸭式布局的飞机还有一个优点：由於主翼在後面，机身尾部短，擦地角(机尾触地的角度，由主轮和尾喷口之间的连线与地面水平线之间的夹角确定) 可以设计得比较大，这有利於飞机以较高的迎角(14度～18度)起降。而普通後尾式飞机的後机身较长，擦地角往往只有8度、9度。

　　近距耦合鸭式飞机也还存在著缺点：配平困难的矛盾没有得到根本的解决，这就大大地限制了它的使用范围和性能的发挥。为了克服此矛盾，国内外的飞机设计部门采取了一系列技术。例如采用展向吹气或弦向吹气的方法提高前翼的配平能力；或者采用电传操纵系统和主动技术放宽飞机的静安定馀度，把前翼从沉重的负担中解放出来，并且利用前翼和主翼动翼面的协调动作去实现直接升力和直接侧力控制。“阵风”和“台风”及JAS 39等新一代采用鸭式气动布局的战斗机均装有电传操纵系统，可以实现主动控制，所以它比Saab-37更前进了一步，气动性能也大幅度提高。

　　新型鸭式飞机已经在上世纪90年代崭露头角，而且在气动上它们还大有潜力可挖。可以预言，随著二元喷口、复合材料、前掠、动力增升以及主动控制等新技术的应用，鸭式飞机的性能将会有更大的提高。

鸭式布局实际上就是在无尾布局的基础上在机头处加一对鸭翼，高速飞行时更加稳定，起降距离明显缩短，机动性能比常规布局更加出色。其最突出的优点是操纵性好，机动性能相当优异；最大的缺点是不利于隐身。

自从1903年莱特兄弟发明第一架飞机以来，飞机设计师们通常将飞机的水平尾翼和垂直尾翼都放在机翼后面的飞机尾部。这种布局是现代飞机最经常采用的气动布局，因此称之为“常规布局”。但在二战中，前苏联已经发现如果将水平尾翼移到主翼之前的机头两侧，就可以用较小的翼面来达到同样的操纵效能，而且前翼和机翼可以同时产生升力，而不像水平尾翼那样，平衡俯仰力矩多数情况下会产生负升力。早期的鸭式布局飞起来像一只鸭子，“鸭式布局”由此得名，采用鸭式布局的飞机在正常飞行状态下并没有多少优越性，但是当飞机需做大强度的机动如上仰、小半径盘旋等动作时，飞机的前翼和主翼上都会产生强大的涡流，两股涡流之间的相互偶合和增强，产生比常规布局更强的升力。瑞典在研制自己的国土防空战斗机时，特别强调飞机的机动性和短距离起飞着陆性能，经过多种方案选择，他们研制的飞机多数是鸭式布局。 以色列的幼狮战斗机在经过仿制法国幻影V和改进之后，加装可拆卸的前翼，使得飞机的机动格斗性能大为增强。目前，以主要出自欧洲国家之手的“三代半”战斗机几乎都是鸭式布局的“徒子徒孙”，像俄罗斯的S－37金雕、欧洲EF－2000台风、法国阵风、瑞典JAS－39鹰狮等等无一例外。

自从1903年莱特兄弟发明第一架飞机以来，飞机设计师们通常将飞机的水平尾翼和垂直尾翼都放在机翼后面的飞机尾部。这种布局是现代飞机最经常采用的气动布局，因此称之为“常规布局”。但在二战中，前苏联已经发现如果将水平尾翼移到主翼之前的机头两侧，就可以用较小的翼面来达到同样的操纵效能，而且前翼和机翼可以同时产生升力，而不像水平尾翼那样，平衡俯仰力矩多数情况下会产生负升力。早期的鸭式布局飞起来像一只鸭子，“鸭式布局”由此得名，采用鸭式布局的飞机在正常飞行状态下并没有多少优越性，但是当飞机需做大强度的机动如上仰、小半径盘旋等动作时，飞机的前翼和主翼上都会产生强大的涡流，两股涡流之间的相互偶合和增强，产生比常规布局更强的升力。瑞典在研制自己的国土防空战斗机时，特别强调飞机的机动性和短距离起飞着陆性能，经过多种方案选择，他们研制的飞机多数是鸭式布局。 以色列的幼狮战斗机在经过仿制法国幻影V和改进之后，加装可拆卸的前翼，使得飞机的机动格斗性能大为增强。目前，以主要出自欧洲国家之手的“三代半”战斗机几乎都是鸭式布局的“徒子徒孙”，像俄罗斯的S－37金雕、欧洲EF－2000台风、法国阵风、瑞典JAS－39鹰狮等等无一例外。

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东方放百力： 鸭子的脖子很长,飞行的时候翅膀位置很靠后,鸭式布局的飞机主翼位置也很靠后,从气动外型上和鸭子很像,但仅仅这样是不利于提高纵向操纵性的,所以加了个前小翼,于是把这一对小翼叫鸭式前翼.但没有鸭前翼也没有平尾的飞机也是有的,如幻影2000,美国的F-106!

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