升力元:为什么美国战斗机不采用鸭翼布局?

有一种并不是很靠谱的猜测,也能从某种程度上说明美军为何不愿意采取鸭式布局:由于俄罗斯、瑞典、法国、以色列和中国的一些战斗机都采用了鸭式布局,美军不愿意起用类似布局的飞机,以给外界“美军抄袭模仿其他国家”的把柄升力元。换句话说,美国人是为了面子,而不愿意采取这种付出和收益成正比的优秀气动布局,特别是在航发有着极大优势的情况下,是否采取鸭式布局对于美军的战斗力影响并不大,而政治正确在此时就能够起到决定性的影响。

升力元:为什么美国战斗机不采用鸭翼布局?

首先需要了解什么是鸭翼布局,简单来说便是采用了鸭翼,或者说是鸭式布局的飞机升力元。鸭式布局通常指将水平尾翼放置在主翼之前机头两侧的飞机布局,而放在主翼之前的这对水平尾翼就被称作是鸭翼。这对翼面所能够起到的作用,是确保飞机不易失速,可控飞行迎角比较大,简化飞机驾驶流程,保证飞行安全。同时,由于鸭翼会产生特定的涡流,因此采用鸭式布局的飞机升阻比较大,飞机爬升时鸭翼还可以提供抬头力矩平衡低头力矩。

升力元:为什么美国战斗机不采用鸭翼布局?

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但是鸭翼的缺点也非常明显升力元:上文曾提到鸭翼会产生特殊的涡流,正是这个涡流影响了鸭式布局的稳定性。鸭式布局的飞机,鸭翼、机翼和尾翼之间会存在极为复杂的干扰气流,因此必须要经过大量的实验和计算,才能够得出一个相对来说较为出色的机身设计。即便得出了能够确保机翼之间的完美数据,鸭式飞机也存在着飞控系统复杂、着陆性能较差等问题。换句话说,鸭式布局是一种好坏分明的飞机设计。

升力元:为什么美国战斗机不采用鸭翼布局?

而美国作为世界上航空科学技术最为发达的国家,对于鸭式布局的研究要比全世界大部分国家都要深。早在1984年,美国麦道公司就曾以F-15战机为模板改进出了一款带鸭翼的战机NF-15B“敏捷鹰”。美国人通过这款战机成功验证了鸭式布局的优点所在,NF-15B有着惊人的32吨起飞重量,4500公里的超大航程,以及更短的滑跑距离。可以说,这种鸭式布局,一度让美军感到心动。

因此,美国人并非看不上鸭翼,相反还曾在鸭翼布局上尝到过甜头。当然,美国人至今没有列装一款鸭翼布局的飞机,这在某些层面影响了人们对于美国人看待鸭式布局的看法,误认为美军看不上鸭式布局也是很正常的。但是接下来的一个问题其实更为关键:为何美军没有列装鸭式布局的飞机。

原因也很简单,那就是美国人在航空发动机领域领先全世界。由于有着极为强劲澎湃的航空发动机,美军战机的起飞重量能够得到最低限度的保证,无需依靠鸭式布局来弥补飞机性能的不足。而这和中国的歼-20刚好形成了对比。有说法认为,歼-20的种种优秀的气动设计,实际上都是为了弥补发动机推力的不足。中国航空发动机的落后令中国战机的研发也受到了相当程度的局限。

听说重型鱼雷的研制比导弹还困难,是真的吗?

升力元:为什么美国战斗机不采用鸭翼布局?

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美军MK48重型鱼雷1990年代末的时候就价值350万美元一枚,这都20年过去了价格涨到500万美元一枚都不贵!而1990年代末一枚高档“战斧”巡航导弹(装地形匹配那种)仅130~150万美元, 今年空袭叙利亚的“战术战斧”一枚价格是80万美元左右,“战略战斧”涨到了200万美元。

升力元:为什么美国战斗机不采用鸭翼布局?

那么,从价格上来说为啥鱼雷要比导弹贵了这么多?原因就是鱼雷的制造实在是太困难了!目前可以制造反舰/反潜重型鱼雷的国家:中美俄/英法德/日本、瑞典,加在一起连10个国家都没有,而意大利只是在制造轻型反潜鱼雷方面有所建树…技术等级显然要低了一些。

升力元:为什么美国战斗机不采用鸭翼布局?

图片上是鱼雷的螺旋桨,鱼雷其实就是一艘微型潜艇,也需要螺旋桨推进,也得使用舵进行方向控制,而螺旋桨的制造则是一项非常困难的事情,它可不是用一块铁片子再拿一把钳子掰成的,它的制造完全是一套铜金属加工工艺,涉及了:铜冶炼、铜精密铸造、热处理、各种车、铣、刨…金属加工母床的机械加工,还有研磨、抛光…等工艺,而且在机械加工过程中所使用的各种工装、夹具至少上百套!只有这样才能将螺旋桨的精确设计尺寸加工出来 ,那么为啥要耗费这么大的力气去制造它呢?因为螺旋桨是鱼雷推进系统当中非常重要的零件,它若是加工精度太低会直接导致鱼雷在航行过程中出现“跑偏”的问题,影响到鱼雷能否击中目标!还有就是螺旋桨是鱼雷航行中重要的噪声源,舰艇的声呐兵通过噪音就能判断出鱼雷来袭的方向和距离…而螺旋桨加工的精度越高噪音就会变得很低,使声呐兵发现的鱼雷的距离就会降低,所以先进的国家在鱼雷推进系统这个问题上都是严肃对待,一丝不苟的!

这可不是一般的紫铜丝圈,它是稀有的铍青铜合金!那它是做什么用的?鱼雷里面有一个装置叫做“定深器”,就是控制鱼雷航行时候的深度,如果没有这个装置,鱼雷不可能击中目标!而铍青铜合金就是制造“定深器”里面的定深弹簧,为何要使用铍青铜制造弹簧?因为铍是弹性非常高的金属,即便是在“红热状态”下它的弹性依然没有改变!现代的鱼雷都可以潜深至1200米以下的海底去攻击潜艇,本身要经受非常大的海水压力!如果采用一般材料制造“定深簧”一下就被压断了,所以必须采用最高级的材料才行。

“氢氦锂铍硼”,这是化学元素周期表中前五个化学元素,而铍是自然界第二轻的金属,并且是非常稀少的金属,从铍矿的开采,选矿→冶炼→铜合金化每一步都伴随剧毒!具有强烈的致癌可能性!在防护措施上是非常严格的,到了制造“铍青铜定深簧”的环节更是难上加难 ,因为它在红热状态下仍然有弹性,使本来已经缠绕好的“簧丝”在热处理过程中加工困难,不是失去了弹性变得坚硬无比,就是软的像一根面条,没有了使用价值。我国第一代“鱼–1”大型鱼雷的制造过程中在这个环节上也消耗了数十公斤昂贵的铍青铜才最后加工成功,可见其制造难度和工艺水平都是极高的!

这两个是二战期间鱼雷所使用的陀螺,其价格等同于当时的瑞士“百达翡丽”!

陀螺相当于人的“小脑”(是管平衡神经的)鱼雷没有陀螺发射出去之后只能打转,既不前进、也不后退,就像“半身不遂”根本不去攻击目标!

而陀螺的制造的工艺难度要高于鱼雷螺旋桨和“定深簧”!完全是精密的机械,别看上面图片里的“大圈套小圈”,机械加工精度(如果有一丝的精度差就可能出现陀螺卡死,那么鱼雷也就完蛋了)和制成品的光洁度都是最高等级的,据说:研磨用的砂片就几十个规格和“细度目数”,抛光用的“布砂轮”对于棉丝的粗细都有很高的要求!完全是手工制作高级机械表的等级(顺便说一句,能制造陀螺的国家都能制造比肩瑞士的机械表)!

通过上面对鱼雷所使用的三个小零件最粗略的介绍 ,就会清楚鱼雷的“贵”不是没有原因的,就是因为它的制造等级太高了!机械部分的制造是根本绕不过去坎,唯有长期的工业化积累和工艺沉淀才能制造出来!并且它所使用的材质要普遍高于导弹,毕竟要到水下1000米去打击敌人,材质不好经受不住海水压力自己就“粉身碎骨”了!所以,制造鱼雷的技术难度不是我们这些业界之外的人可以想象出来的!

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发布日期:2021年08月20日 22:25:41  所属分类:SEO排名
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