戰(zhàn)斗機是一種非常特殊的常規(guī)武器,在所有武器中,其最外觀的美學特性和動作具有觀賞性,動作華麗、優(yōu)美、快速,具有最高的吸粉特性,在所有武器種類中關注度都非常高。
和自古流傳的兵器譜一樣,戰(zhàn)斗機排行版也比較受關注,實際上在世界戰(zhàn)斗機排行榜上,法國戰(zhàn)斗機一直都很怪異的占據(jù)了一個不太合理的位置,這就是,超級垃圾的落后時代半代甚至一代發(fā)動機和很不相稱的中高端排行,在這個怪異情況的反襯下,達索公司的設計師一次又一次的取得了驕人的口碑。
達索公司設計的飛機,一開始就有特別明確的思路,這就是做小,盡量做小,不惜一切代價的做小。
從幻影3開始一炮走紅,中間有幻影F1和幻影2000,直到現(xiàn)在開始大賣的陣風戰(zhàn)斗機,和別的國家的飛機對比起來,都有一個特點,瘦,短,小。
幻影3戰(zhàn)斗機,很小很簡潔,可以看導彈和飛機比例
先說幻影3戰(zhàn)斗機,由于國家經(jīng)費嚴重不足,對于飛機提出了很苛刻的要求,機動性還是掛載,對空和對地都要求很牛,而且設計師還要保證飛機機動性好,而且能飛2倍音速,關鍵的是,手里只有阿塔這種爛發(fā)動機,推力6噸,重量1.5噸,不加力耗油率1,(而同時代的米格21戰(zhàn)斗機發(fā)動機,總重1.1噸,推力5.8噸,不加力耗油率0.97,真是赤裸裸的打臉),在這種情況下,達索公司想盡了一切辦法,盡量減阻減重保指標,當然學米格21戰(zhàn)斗機的機頭進氣設計也可以,但是機頭進氣設計飛機基本塞不下啥像樣的設備,設備黑燈瞎火不用玩了。
當然,法國人也不是發(fā)動機真的技術水平爛到家,不入門,他們的設計思路就是,從二戰(zhàn)和之后噴氣飛機的事故統(tǒng)計來看,發(fā)動機事故導致的墜毀占大頭,居高不下,在實力有限的情況下,追求極致性能和可靠性的選擇就成了一個難解的丈母娘和媳婦落水問題,最終法國人選擇了丈母娘。
幻影3的發(fā)動機阿塔,推力小,重量大,耗油高,但是使用非??煽浚篌w冷卻好,二代機里面唯一不燒屁股的
最終的結果,要保證飛機有正常的功能,必須安裝足夠的設備,機頭進氣是必須要直接砍死的方案,否則后患無窮,最終法國人采用了類似美國F104戰(zhàn)斗機的先進技術,機頭裝雷達電子設備,兩側進氣,半錐形激波錐,輕輕松松讓飛機飛2倍音速,實際上米格21也是激波錐設計,不過是整體激波錐罷了,幻影3戰(zhàn)斗機的激波錐合起來就是一個整體的米格21雷達整流罩。
幻影3采用了兩側進氣錐進氣,之后的兩代飛機幻影F1和幻影2000都用了,幾乎挖掘盡了這個布局的潛力
在總體氣動布局的選擇上,達索選擇了一種特別理想化的布局,這就是無尾三角翼,整個飛機只有一個大三角機翼和一個垂尾,取消了平尾,50年代做這個選擇,任何設計師都挑不出大毛病,由于飛機超級緊湊,整個飛機幾乎出了機頭外就是機翼,飛機重量最輕最小,超音速阻力極小,而且大三角翼飛機在跨音速區(qū)域壓心移動量最小,造成的顛簸可謂最小,就這個問題,全世界的設計師都費盡了心力,達索的設計最取巧,直接靠大三角機翼的穩(wěn)定特性過關。
當然,針無兩頭尖,幻影3采用兩側進氣設計,保證了設備安裝空間,同時也采用了大面積的大后掠角三角翼設計,亞音速巡航時候阻力就有點大,航程就嚴重受損,而且沒有平尾的支持,飛機操縱的力臂就比較小,這就必須加大機翼操縱面的面積,加大面積后,又帶來了更大的麻煩,飛機必須要有強大的舵機做支撐,對于操縱系統(tǒng)提出了更高的要求。
無尾三角翼,看著很美,實際上設計還是有相當難度,難點就在飛控系統(tǒng),大功率舵機和先進液壓系統(tǒng)是必需品
當然,我國在60-70年代也考慮過類似幻影3的完美超音速戰(zhàn)斗機,最終發(fā)現(xiàn)操縱系統(tǒng)設計難度太大而放棄,采用三角翼和平尾的的殲8在2倍超音速的硬指標下,操縱系統(tǒng)一直長跪不起,最終復盤,操縱系統(tǒng)設計剛度太差,一個簡單的理由就分出高低。
國產殲8戰(zhàn)斗機,做的太長不緊湊,飛機進氣管道損失大,操縱性很差,白瞎了幾乎最高的二代機推比
做抬頭低頭就不如常規(guī)布局的方便,大三角翼飛機要抬頭就必須機翼后緣操縱面向上偏轉,這個會嚴重降低飛機的升力,這個原因也造成飛機起降性能嚴重不足,這也是用戶對幻影3飛機特別不滿意的地方。
對于無尾三角翼重載起飛難的問題,達索給了一個簡單的辦法,裝個火箭助推器就行了,確實好用,簡單粗暴
當然,達索可謂飛機設計師里面的一代天驕,在用戶對于幻影3起降性能差的投訴下,還是采取了措施,比如飛機機腹可以裝一個助推火箭發(fā)動機,可以保證飛機在大載重情況下順利從機場跑道起飛,非重載情況下就不必要。
無尾大三角翼戰(zhàn)斗機在東方西方陣營里面都是一個另類,美國俄羅斯都做過嘗試,最終放棄了,理由就是以上所說的,起降不方便,抬頭低頭不行,機動性有點差,操縱系統(tǒng)難度大,但是在達索的努力攻克下,還是順利開花結果,從幻影3到幻影2000,從幻影2000到陣風,幾乎都是各種版本的大三角翼技術升級,不斷克服大三角翼的弱點,而最終走到世界巔峰,而歐美各國,在戰(zhàn)斗機技術不斷進步的推動下,飛機也從簡單的后掠翼慢慢升級到了中等后掠角的切尖三角翼,慢慢向大三角翼設計靠攏,這也是另類版本的殊途同歸吧。
由于技術不斷進步,采用了先進飛控系統(tǒng)的幻影2000,就取消了助推火箭,起降性能也大幅度提高
最終復盤幻影系列戰(zhàn)斗機,從最開始的無尾三角翼出發(fā),在飛機總體,進氣設計,氣動和操縱系統(tǒng)上保持了相當高的一致性,到了陣風的時代,由于鴨式氣動布局的出現(xiàn)和三代機對于主要空戰(zhàn)速度高度區(qū)域的思路變化,破天荒的取消了超音速進氣錐,跟著F16采用最輕的固定皮托管進氣道,不再追求2倍音速能力,最大速度縮水到1.8倍音速,實際空戰(zhàn)能力得到了急劇的提升。
陣風戰(zhàn)斗機,從單發(fā)變成雙發(fā),無尾大三角翼變鴨式布局,進氣錐變皮托管進氣道,戰(zhàn)斗力飆升
幻影3戰(zhàn)斗機采用無尾三角翼布局,理論優(yōu)勢大,結構重量輕,超音速阻力極小,但是難度也大,弱點突出,這是一條美國和俄羅斯做過實驗后的黑路死路,美國俄羅斯都是巨戶,重金砸在發(fā)動機上,靠發(fā)動機好,使用常規(guī)布局混日子,但是法國人發(fā)動機技術差,錢少,選擇了一條最冷門最適合自己的路子,堅持40年硬是把黑路走白,死路走活,真是本事。
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