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F15掉了一側(cè)機(jī)翼還能安全飛回來,是因為抄了米格25的作業(yè)!

2021-12-06 00:35 作者:瀚海狼山  | 我要投稿



現(xiàn)代飛機(jī)是在熱氣球之后,可以載人升空的第二種飛行器,不過飛機(jī)的本質(zhì)在幾千年前發(fā)明的風(fēng)箏中就有所體現(xiàn)。飛機(jī)之所以可以在大氣層中比較自由地飛行,根本原因在于有一個升阻比。也就是飛機(jī)在空氣中運動會產(chǎn)生阻力,這種阻力又會產(chǎn)生一個分力矩就是升力,當(dāng)升力大于或者等于飛機(jī)自重的時候,飛機(jī)就可以上升和平飛;當(dāng)升力小于飛機(jī)自重的時候,飛機(jī)就會在空氣中下降。如果沒有空氣阻力,那么任何飛機(jī)的機(jī)翼或者機(jī)體都不會產(chǎn)生正升力,如果此時還要保持飛機(jī)不下墜,除非采用矢量推力,也就是鷂式飛機(jī)或者F35B那種靠發(fā)動機(jī)或者風(fēng)扇產(chǎn)生的向下噴氣反沖才行。普通飛機(jī)在相對周邊空氣靜止的時候,此時飛行阻力基本為零,那么當(dāng)時的升力也是基本為零。既然絕大部分飛機(jī)的正升力必須通過阻力才能產(chǎn)生。


那么飛機(jī)想獲得更多的正升力,就必須有更大的迎風(fēng)阻力。不過阻力也不是越大越好。畢竟飛機(jī)飛行,除了需要上升到一定的合適高度,并且保持在一個合適的高度巡航;更重要的是飛機(jī)還必須在空間快速移動,也就是飛機(jī)必須在平面方向盡快地實現(xiàn)位移,也就是獲得足夠快的前進(jìn)速度。對戰(zhàn)斗機(jī)來說,這個速度有時候還需要體現(xiàn)出超音速,甚至是不開加力的超音速巡航飛行,這樣才能最終達(dá)到戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)役目的。因此瀚海狼山、匈奴狼山認(rèn)為,任何飛機(jī),包括所有的民用飛機(jī)和軍用飛機(jī),也包括從起飛重量五六百噸的超級大飛機(jī),一直到只有幾百公斤的單人有動力簡易飛行器,要實現(xiàn)安全合理的飛行,必須有一個最佳的升阻比。說白了,任何飛機(jī)設(shè)計的阻力太大不行,阻力太小也不行。阻力太大飛不快,浪費燃料,飛行效率太低。


而阻力太小,則飛機(jī)在起降時期的滑跑距離過大,空中操縱困難,飛行品質(zhì)差。比如米格21原版采用升阻比相對較小的薄三角機(jī)翼,而且采用機(jī)頭進(jìn)氣,只有不到5噸的空重,在完全無外掛的情況下,米格21幾乎是噴氣機(jī)時代,飛行阻力最小的戰(zhàn)斗機(jī)之一。這種品質(zhì)可以讓如此小巧的飛機(jī)輕易地超過2馬赫的高速;但是米格21也有起降品質(zhì)不好。起降滑跑速度過長的問題。如果沒有經(jīng)驗的飛行員,駕駛米格21就非常容易在起降階段出問題。由此可見,某種飛機(jī)的飛行阻力也不是越小越好。一種飛行品質(zhì)好的飛機(jī)特別是戰(zhàn)斗機(jī),往往是升阻比設(shè)計最合理的飛機(jī)。對戰(zhàn)斗機(jī)來說,升阻比設(shè)置合理,很大程度上和飛機(jī)的正投影的比例大小直接有關(guān),另外也與主翼的厚薄有關(guān)。當(dāng)然主翼的厚薄最終也會體現(xiàn)在某種飛機(jī)從正面看總投影的面積上,


因此飛行阻力很大程度上確實來源于某種飛機(jī)的正面投影面積。正面投影面積越大的飛機(jī),其飛行阻力就自然越大。這個問題其實很好理解,就像一把大扇子肯定比一把小扇子扇動起來更費力,這就是因為大扇子的投影面積天然比小扇子更大。對3代以后的戰(zhàn)斗機(jī)來說,飛行中阻力產(chǎn)生升力,而產(chǎn)生正上升力的主要飛機(jī)部位是主機(jī)翼;而三代或者三代以后的戰(zhàn)斗機(jī)大部分都采用翼身融和的設(shè)計,也就是機(jī)體和主機(jī)翼已經(jīng)劃分的不再像過去的第一代、第二代噴氣戰(zhàn)斗機(jī)那么清楚,機(jī)翼和機(jī)身是逐步平滑過渡的;因此這類戰(zhàn)斗機(jī)在空氣中飛行,就不僅僅機(jī)翼有阻力而產(chǎn)生正升力,就是機(jī)體部分也會有阻力,同樣會產(chǎn)生正升力。機(jī)體產(chǎn)生正升力比例比較大的設(shè)計,就是飛翼體布局。而米格29和蘇27就是飛翼體布局三代機(jī)的典型,兩者都有非常高的升阻比和空氣動力效率。


既然戰(zhàn)斗機(jī)飛行的空氣阻力和飛機(jī)的正投影面積有直接的正相關(guān)關(guān)系。這不禁讓人對某種戰(zhàn)斗機(jī)的實際飛行阻力產(chǎn)生疑問,這種特殊的戰(zhàn)斗機(jī)就是米格25,也包括其繼承者米格31;因為兩者的基本氣動外形沒有根本性的改變。米格25的奇特之處,就在于這是一種全機(jī)采用80%以上不銹鋼制作的高空高速截?fù)魴C(jī)。因為采用了不銹鋼為止,因此這種飛機(jī)的主機(jī)翼非常的薄。如果看其正面投影,就知道這種飛機(jī)的飛行阻力主要來自于機(jī)體部分而不是機(jī)翼部分。而機(jī)體部分占據(jù)正投影面積最大,也是外觀最突出的,就是其兩個巨大的傾斜式超音速進(jìn)氣道。這兩個進(jìn)氣道的正投影面積,對比整個米格25飛機(jī)的正面總投影面積,應(yīng)該在全球現(xiàn)有戰(zhàn)斗機(jī)中是比例最大的,甚至在所有飛機(jī)中都是最大的。那么問題就來了,米格25兩個如此巨大的進(jìn)氣道,難道在飛行中就不會產(chǎn)生巨大的阻力?



而外界都知道,米格25是全球戰(zhàn)斗機(jī)中,極少數(shù)可以把最高飛行速度超過3馬赫的戰(zhàn)斗機(jī),那么有如此巨大投影面積的2個進(jìn)氣道,為何沒有成為米格25飛出3馬赫高速的累贅呢?這其中隱含了一個航空方面的基本知識,就是在計算戰(zhàn)斗機(jī)的正面投影面積,通過正面投影面積再計算飛機(jī)的在不同速度階段的飛行阻力的時候,原則上是可以忽略或者直接扣除飛機(jī)進(jìn)氣道占據(jù)的正面投影面積的。也就是可以把戰(zhàn)斗機(jī)的進(jìn)氣道正投影簡化成兩個透明的窟窿??梢韵胂蟪煽諝庵苯訌倪@類窟窿中穿過,而不會產(chǎn)生任何阻力。當(dāng)然這種方式是一種空氣動力學(xué)算法上的簡化,實際上進(jìn)氣道也會產(chǎn)生阻力,像米格25這種巨大的超音速進(jìn)氣道產(chǎn)生的阻力包括正升力還相當(dāng)可觀。把進(jìn)氣道投影面積看做透明可以忽略,只不過是在復(fù)雜的氣動計算中的一種方法優(yōu)化而已。


正因為原則上認(rèn)為兩個巨大的進(jìn)氣道并不產(chǎn)生阻力,因此米格25才可以飛到3倍以上音速。實際上看看超級大國的F15這種典型三代重型戰(zhàn)斗機(jī)的進(jìn)氣道,就知道明顯有抄襲出現(xiàn)更早的米格25雙超音速進(jìn)氣道的痕跡,只不過F15的進(jìn)氣道沒有米格25的雙進(jìn)氣道那么大得夸張而已。F15的這種進(jìn)氣道也給其帶來了超音速性能比較好的優(yōu)點,可以讓F15在裸機(jī)狀態(tài)下飛出2.3馬赫以上的高速。甚至有一架F15被炸掉了一整側(cè)主翼的情況下,仍然自己飛回機(jī)場落地。這其中一個讓外界不可輕易察覺的、很重要的根源,就在于F15從米格25哪里抄來的進(jìn)氣道,自帶巨大的正升力。如果換做任何其他的機(jī)型,在一側(cè)主翼基本失去的情況下,是絕無可能正常飛回機(jī)場再安全降落的。


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