俄专家:中国“猎鹰”将飞向何方?(3)


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资料图:首架L-15高级教练机原型机试飞


在L 15背部、垂尾之前有一块面积较大的减速板,和YAK 130一样,开度60度。中央布局的减速板导致的不对称力矩影响比较小,减速板离重心近,俯仰力矩影响小,但这种布局的减速板打开后导致垂尾效率明显降低,类似布局的EF一2000中央减速板比较靠前,很多双发单垂尾的飞机把减速板放在了垂尾两侧的后机身上两片或者四片,这样可以利用垂尾的阻挡作用提高减速板效率,但要考虑对垂尾流场的干扰,如“狂风”、FBC 1“飞豹”。L-15后机身结构高度比较小,开减速板可能要花费更大的重量代价,好在L 15垂尾比较高,影响还不是太大。


L-15的平尾转轴并不是固定在机身主承力框上,而是钓鱼竿式的拖在突出的后体边条里面,要考虑平尾偏转的时候后边条产生扭转和弯曲的情况,相对扁平的后体边条可以更好的利用发动机喷流的作用提高平尾的效率。类似这样设计的例子还比较多,如F—16、F 22、F 35、X 32。为了解决弯曲和扭转的问题,F一16平尾转轴比较靠近尾部的承力框,受力情况相对比较好;F一22、F 35和x 32平尾转轴到机身距离虽比较大,但是其后边条的高度很大,刚度与高度是立方关系,这样整体刚度就好,作用是很明显的,其平尾传导的变形和振动也小得多,而L l 5在这方面似乎不占优势。


L 1 5拥有一个显眼的相对很高的垂尾,而且比较靠前。在大迎角状态下,常规布局飞机的垂尾被机身挡住,垂尾效率尽失,而带边条或者涡流发生器的情况下,边条涡能对垂尾效率起到增强的作用,但是如果垂尾太靠后了,涡还没到达垂尾就已经破了那当然就是失败的设计,利用涡流设计的垂尾一般会比较靠前。不过在某些大速度下,垂尾靠前也会造成另外一个问题,那就是航向失稳。很高的垂尾结构刚度也必须加强以对付比较严重的振动。对于单垂尾布局飞机而言,如果后机身宽度比较大,高大的垂尾则比较重要,用以保证着舰时航迹的稳定。密蠖r国的A0。据我们俄罗斯专家的一些分析表明,L 15目前的改型方案中,包括机头略有下垂加大和双垂尾隐身改进设计,以提高未来战场适应能力。


L 15的机身截面可以简单的分为上下两条连续的曲线,没有截面突变,这对结构受力和飞行来说是好事。机身侧面的倾斜明显有改善RCS的作用。连续的横截面曲线可以改善受力情况,减小浸润面积,降低巡蹿黪l抄倒滑和大迎角非设计状态涡导致的不对称力矩的影响。虽然L 15的后机身很肥,对超音速的阻力增加影响很大,但L 15的亚音速阻力系数还是很小的,亚音速状态全机最大升阻比估计能达到12。


L 1 5采用双发涡扇布局。实践表明,双发布局对飞行员的心理有很大的稳定作用,稳定的一心理状态是安全飞行吸入外来物和发动机本身故障。根据俄罗斯的经验,即使是技术娴熟的飞行教员,对于单发飞机,一旦发动机出现故障,教员也会很紧张,而如果是双发飞机,教员就一直有个安全感,即使有一台发生故障了,教员也相信靠自己的技术能把飞机控制好和平稳着陆,俄罗斯在下一代教练机标书中要求采用双发。发动机故障一直是造成单发战斗机/攻击机灾难性事故的主要原因。以号称美国空军最安全的单发战斗机F 16为例,在1975-1996年间由于发动机故障造成飞机灾难性事故88起,约占飞机总灾难性事故的40%左右;从1992~1996年的5年中,由于发动机造成的灾难性事故几乎占F 16总灾难性亳故的一半。2006年3月,一架F 1 6战斗机在发动机压气机失速的情况下飞出希尔空军基地,飞行员在重新启动发动机的过程中,由于过于专注于处理各种警报信号反而忘记了驾驶飞机。结果,飞机速度下降并失速,飞行员被迫跳伞。欧洲的环境保护得比较好,经常出现发动机因鸟撞而发生故障的情况;在中国,即使机场鸟类相对比较少些,但是发动机技术总体水平较低,可靠性不高,容易出现发动机本身的故障。采用两台发动机后,飞行安全得到保障,即使一台故障还可以继续飞行和着陆。根据可靠消息,L-15可以进行单发故障的模拟训练和空中启动发动机的训练。俄罗斯YAK-130和MIG—AT、美国T一38、意大利M一346、法国Alpha Jet、日本的T 2\T 4高级教练机都采用的双发布局,美国在未来训练系统的要求中也提出要双发布局。同时来自乌克兰的AI222涡扇发动机具有更低的巡航耗油率,飞机续航时间长,这样在训练完一个科目时可以继续下一个训练项目,而不用降落加油,保证训练的连贯有效性。对于舰载环境而言,在海上训练的时候有时候会找不到母舰,飞机燃油在不断消耗,要求发动机耗油率比较小以有足够的时间来寻找和调整。


L 1 5飞机基本状态要求配装乌克兰前进设计局的AI 222K 25F型加力发动机(K的型号代表中国),推力4300kgf。根据乌克兰最新的信息,AI一222K 25F可能比预计的要重,这样,AI一222K 25F发动机的相对台湾IDF使用的F 125发动机在推重比上就没优势了。由于当时AI 222K 25F尚在研制中,AI 222也还没定型,首飞配装的是斯洛伐克比较成熟的DV 2X非加力型发动机,推力为2200kgf,该发动机最早也是来源于前进设计局。与我一起前来的俄罗斯研究人员曾经询问中方设计者为什么喷口和外形蒙皮之间留有那么大的间隙,这会造成很大的阻力,中方答道是要考虑以后换装加力发动机的情况,并且验证这个外形的气动特性。据估计,L-l 5首架试验机正常起飞重量约‘7000kg,发动机推力为2200kgf×2,推重比0.62;体型更小的M 346首架原型机由于加装了大量测试设备,正常起飞重量为’7990kg,发动机推力为2900kgl。×2,推重比为0.73。发动机对于中国飞机来说向来都是问题的核心,没有国产的发动机是不行的。教练8飞机采用的国产WS ll发动机也是从乌克兰前进设计局研制的AI 25改进发展而来,和AI 222有一定的继承性,也是引进AI222和实现国产化的经验基础。目前AI222发动机已经在俄罗斯YAK-130上通过了定型试飞,其生产线的引进和本土化的谈判也在进行中,未来该型发动机还可能用到无人机上。


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