“玄鳳”超四代戰(zhàn)斗機

當今，第四代戰(zhàn)斗機的研制已日趨成熟。第四代戰(zhàn)斗機區(qū)別于前三代的最主要的特征是超高綜合性能：隱身(低可探測性)，高機動性、超聲速巡航、超視距空戰(zhàn)能力。以隱身技術(shù)為代表的全新技術(shù)的第四代戰(zhàn)斗機徹底改變了空戰(zhàn)的理念。但是，隨著交戰(zhàn)雙方彼此都投入了所謂的四代機后，雙方隱身性能的大大提高勢必會降低雷達的探測距離，以及遠程武器的命中率。因此，四代機的隱身性將會顯著削減“超視距空戰(zhàn)”的效果，近空格斗又將成為空戰(zhàn)的焦點?！靶P”超四代戰(zhàn)斗機的概念設計，擁有第四代戰(zhàn)斗機的所有典型特征，在保證高隱身性能的前提下，將戰(zhàn)斗機近距格斗中的大迎角機動性和機敏性能提高到一個新的層次，將成為主宰四代機空戰(zhàn)的王者。

氣動布局

自適應前掠機翼

前略翼通常后掠翼的使用是為了在一定程度上推遲激波阻力的到來。但較后掠翼，前掠翼具有更多的優(yōu)勢。第一可使失速從翼根開始：機翼的前掠可以使氣流有一個平行于機翼前緣、指向翼根的分量，即氣流向機翼的內(nèi)側(cè)偏轉(zhuǎn)。所以氣流分離從根部開始。這種特性可以使前掠翼的副翼效率保持到更大的迎角，飛機大迎角下的橫側(cè)操縱性得到根本改善，而后掠翼飛機普遍在大迎角下副翼效率不足。

自適應外段主翼常規(guī)飛行器的翼面操縱采用較為復雜的鉸鏈系統(tǒng)，不僅增加飛行器質(zhì)量，操縱時還易引起結(jié)構(gòu)的振動、噪聲和疲勞，并且增升和操縱效率難以得到很大的提升。因此“玄鳳”提出將柔性自適應機翼作為外段翼。

自適應翼型：主翼由蜂窩結(jié)構(gòu)智能材料構(gòu)成，即在可以進行平面變形的蜂窩結(jié)構(gòu)中增加智能變形材料，通過電流對智能材料的刺激，帶同蜂窩結(jié)構(gòu)進行相應的變形。它可以根據(jù)來流速度自適應的改變翼型，以滿足在各種飛行狀態(tài)都有最適合的翼型。如：在起飛階段采用低速平凸翼型，在空戰(zhàn)時采用對稱翼型，在亞聲速經(jīng)濟巡航時采用超臨界翼型，在超聲速飛行時采用高速翼型。

自適應翼梢彎曲：柔性翼尖在亞聲速巡航時可以彎曲上反，起到翼梢小翼的作用，降低誘導阻力系數(shù)。超聲速機動時，主翼外段翼梢下反彎曲，以提高飛機橫向操縱性，增加飛機的機敏性。

自由邊條布局

邊條的前緣渦可以產(chǎn)生可觀的渦升力，并且由于邊條渦與機翼的有利干擾，可以有效推遲機翼分離的發(fā)生和發(fā)展。

“玄鳳”提出全新自由邊條的概念。利用蜂窩結(jié)構(gòu)柔性材料，可以實現(xiàn)邊條對稱或者非對稱的下反彎曲，起到鉸鏈邊條的作用。

柔性下反彎曲調(diào)節(jié)：當迎角大到一定程度時，邊條渦在機翼后緣可能發(fā)生破裂并向前發(fā)展，出現(xiàn)失速。此時，自由邊條可以通過對稱的柔性下反彎曲有效地延緩渦的破裂并且避免上仰的線性度很好的俯仰力矩。

當飛機在大迎角飛行時，其他操縱面效率較低，自由邊條可通過非稱下反彎曲來提供可靠的穩(wěn)定和操縱力矩。

調(diào)整與主翼的距離：在亞聲速飛行時，邊條緊貼主翼，充分增大升力。在跨聲速過程中，邊條逐漸向機頭前移。在超聲速下，邊條翼完全前移成為鴨翼。這個前移的過程抑制了焦點的后移，在超聲速下提高了配平能力，減小配平阻力，加強了超聲速飛行的靈活性、操縱性和機敏性。并且此時的截面分布也有利于實現(xiàn)“面積律”的原則，降低了超聲速飛機的激波阻力。

前緣渦襟翼

區(qū)別于普通襟翼，它的前緣是尖的，利用尖前緣迫使氣流沿襟翼分離形成旋渦，同時使氣流在渦襟翼的鉸接線上再附體，局限了旋渦始終在襟翼表面，保持了機翼表面的氣流不分離。另一方面，旋渦在渦襟翼上表面可以產(chǎn)生很大的吸力，這個吸力將有個向前的推力分量，增大了升力，減小了阻力。

自由尾翼

亞聲速飛行時，自由尾翼橫向展開，充當全動平尾的作用，區(qū)別于普通全動平尾的是：自由尾翼由于主動控制技術(shù)的采用，得益于縱向放寬靜穩(wěn)定度的設計，面積小于普通平尾。在低速大迎角時，平尾的橫側(cè)操縱效果比前翼更好，飛機將具有良好的穩(wěn)定性、機動性與敏捷性。

跨聲速飛行時，隨著飛行速度的增大，自由尾翼向上收起，成為v型垂直尾翼。由于傳統(tǒng)布局的飛機氣動焦點會急劇后移，導致低頭力矩顯著增大，配平困難，操縱遲緩。而采用自由尾翼后，向上收起的尾翼可以使全機焦點前移，有效緩解跨聲速焦點后移帶來的飛行品質(zhì)惡化。

飛機進入超聲速飛行后，對于飛機的航向穩(wěn)定性要求變得突出，此時，與水平面成一定夾角垂直立起(考慮隱身要求)的自由尾翼起到了垂直安定面的作用，在飛控系統(tǒng)的輔助下，加強了飛機在超聲速下的航向穩(wěn)定性。

推進系統(tǒng)創(chuàng)新點

作為未來的全面綜合戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機的推進系統(tǒng)——“曙光”，是一種先進的組合循環(huán)發(fā)動機。它定位為一種高推重比、低耗油率的高性能發(fā)動機，有別于傳統(tǒng)的補燃加力渦扇發(fā)動機，提出了全新的脈沖爆震加力的概念。

“曙光”采用新型的脈沖爆震發(fā)動機與傳統(tǒng)的渦輪風扇發(fā)動機相結(jié)合的循環(huán)方案，將兩者的結(jié)構(gòu)特點、工作過程合理的融合，充分發(fā)揮各自的性能優(yōu)勢，得到穩(wěn)定和強大的推力。它將一個由12個扇形分管的多管脈沖爆震發(fā)動機置于一個小涵道比、無混合段的渦輪風扇發(fā)動機的外涵道中，由內(nèi)外函機匣之間的一個與轉(zhuǎn)子平面同軸線的旋轉(zhuǎn)進氣閥控制外涵的12個扇形爆震管按一定時序和頻率開閉，同時起到推力壁的作用，將爆震管產(chǎn)生的間歇軸向力傳遞到機身。內(nèi)外涵道采用共同的進氣道和兩級風扇，但采用兩套獨立的供油系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以滿足兩種不同循環(huán)在同一時刻所需求的不同燃油流量和膨脹比。發(fā)動機的徑向軸承采用新技術(shù)的磁懸浮軸承，減小機械摩擦的同時，還可以使用電磁力來直接控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，加快發(fā)動機的轉(zhuǎn)速響應。

在不開加力的狀態(tài)下，渦輪風扇發(fā)動機獨立工作，外涵道中的脈沖爆震發(fā)動機的供油系統(tǒng)、控制系統(tǒng)靜息，旋轉(zhuǎn)閥封閉端口偏轉(zhuǎn)安裝角90度，成為外涵道的導流葉片。當打開加力，外涵道的供油系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)閥開始旋轉(zhuǎn)，渦輪風扇發(fā)動機與脈沖爆震發(fā)動機同時工作，外涵道的12個脈沖爆震發(fā)動機在前兩級風扇的機械壓縮功的幫助下產(chǎn)生可觀的“加力”推力。相較傳統(tǒng)的補燃加力，這一設計可以有效減少加力飛行時的耗油量，在相同的加熱量下，可獲得更大的加力比。

“鰩”保型伴隨無人機

保型尾掛設計

“鰩”型無人機最大的特點是采用了保型設計，機身扁平，機體的外形與載機“玄風”戰(zhàn)斗機的后機身輪廓互相匹配和適應，下表面的輪廓線幾乎與“玄鳳”戰(zhàn)斗機背部曲面完全融合，以最大限度的降低載機在攜掛其飛行過程中的低可探測性和阻力。

“鰩”保型無人機掛在“玄鳳”戰(zhàn)斗機后背，會造成全機重心后移一定的幅度，產(chǎn)生一個抬頭力矩增量，全機靜不穩(wěn)定度變大。這個時候，“玄風”戰(zhàn)斗機的配平將由平尾、鴨翼和矢量噴管共同承擔。顯示了傳統(tǒng)氣動面+主動控制技術(shù)+矢量推力結(jié)合的優(yōu)越的配平能力。雙模式工作機翼

“鰩”的機翼即是“鰩”型無人機的氣動面，在其外掛飛行的過程中，又可作為“玄鳳”的垂直尾翼，提高“玄鳳”的航向安定性。在背部外掛飛行時，“玄鳳”的尾翼則始終處于平放位置，即水平尾翼工作狀態(tài)，而“鰩”的主翼向上反45度立起，充當垂直安定面的作用。這樣即有效滿足了“保型”安裝減阻和隱身的需要，又提高了母機飛行的航向安定性。被載機釋放后，“鰩”的機翼進一步橫向展開，進行獨立的機動飛行。

進排氣和動力方案

“鰩”采用一臺帶小涵道比渦輪風扇發(fā)動機，推重比大，耗油小，結(jié)構(gòu)簡單。進氣道采用簡單的亞聲速進氣道，和發(fā)動機一起安裝在機身背部，進氣口位于機首處機鼻上方，在各種來流條件下均能保證較好的進氣效率?！蚌帯笔綗o人機的尾噴管后緣還裝有類似F-117的v形隱身隔板，以降低紅外特征和雷達特征。飛行性能和戰(zhàn)斗任務

“鰩”保型無人機由于其氣動外形限制，飛行包線的右半部分比普通有人駕駛戰(zhàn)斗機狹小，極限飛行性能不高，且不具備真正意義的超聲速飛行性能，但有賴于可觀的推重比和很低的翼載荷，使其低速轉(zhuǎn)彎半徑和靈活性較高，結(jié)合其體積小、隱蔽性好的固有特點，戰(zhàn)斗中能夠發(fā)揮意想不到的效果。

“鰩”的主要任務有以下幾種：近距格斗“支援協(xié)助”任務、中遠程空戰(zhàn)探測和干擾任務、戰(zhàn)場偵察、檢測、目標指示及戰(zhàn)斗評估等輔助作戰(zhàn)任務。

責任編輯寒蘭