从陆基飞机到舰载机这些设计细节是上舰出海的关键

老兵哥 · 发表于: 2022-6-2 18:44:59

源自：军迷圈

源自：看航空

各型各样的舰载机布局
　　经过百年发展，尤其是近几十年，战术飞机在发动机推力、空气动力学设计、飞行控制系统等方面都获得了巨大的进步。这些进步使得飞机的加速能力越来越强，起降阶段能获得的升力也越来越大，较大迎角范围内的飞行稳定性也越来越好──总而言之，飞机的短距起降能力一直在强化。
　　具体到喷气式舰载机这一领域，无论是固定翼还是变后掠翼，无论是鸭式布局还是常规布局，无论是上单翼、中单翼、还是下单翼，甚至是完全无尾的纯飞翼式布局，这些气动布局各有特点的舰载机都已经实现了在航母上的成功应用。

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　　鸭式布局中单翼：“阵风”

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　　鸭式与常规布局混合：三翼面的苏-33（也称苏-27K）

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　　常规布局下单翼：F-4“鬼怪”

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　　双尾撑布局中单翼：“海雌狐”

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　　常规布局上单翼：F/A-18“大黄蜂”

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　　常规布局变后掠翼：F-14“雄猫”

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　　无尾飞翼布局：X-47B无人机（试验性）
　　可以说，多种布局设计的飞机都已经证明了自己成为舰载机的能力，“哪一类布局的飞机没有上舰潜力”这样的问题正在失去意义。
　　甚至一些传统上被认为控制性能较差、很不适合上舰的无尾类、飞翼类布局飞机，在近年来也打破了F7U“弯刀”和F4D“天光”等当年不成熟机型留下的偏见，实现了令人惊讶的表现。
　　特别是无尾飞翼类布局的飞机，由于在隐身能力和气动效率方面独具优势，还正在成为各国重点发展的舰载机路线。
　　此外，鸭式布局和常规布局路线在未来也将成为舰载战斗机的两个最重要选择方向。但出于隐身和方便布置机身内弹仓的考虑，下单翼和中单翼设计会变得很罕见，两侧进气配合上单翼的设计将会成为主流。

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舰载机独具的气动布局细节
　　虽然从大的设计方向来说，舰载机与陆基飞机一样，各型各样的都有。但在一些相对细节化的设计环节，舰载机依然会有更高的要求，而陆基飞机则不一定会按同样的性能标准、或是相近的方案路线去设计。
　　这一点在飞机襟翼和副翼结构的设计上，表现得尤其明显。

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　　F-35A采用襟副翼设计。

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　　F-35C拥有独立的襟翼和副翼，可以看出面积远大于F-35A。为了能让航母携带更多的飞机，尺寸特别是翼展较大的舰载机，往往会选择折叠机翼设计，独立的襟翼和副翼通常会在折叠铰链处进行分界。
　　在实际使用中，通常会期望舰载机在降落状态下拥有尽可能优秀的升力表现，以降低它接近航母时的飞行速度。这能带来两个方面的好处：
　　首先，更低的速度使飞行员可以有更大的裕度去修正飞机的轨迹和姿态，能显著地减小飞行员的压力和操纵失误的概率，对安全性帮助巨大。
　　其次，飞机可以携带更大的重量安全着舰，这对于长期使用过程中的成本控制极为重要。
　　比如各类吊舱、导弹和精确制导炸弹都是典型的高价值载荷，不比副油箱（扔了也不怎么心疼）。如果由于着舰重量限制，必须在半途将其抛弃，这就意味着几百万、甚至几千万的经济损失。

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　　F-35B采用垂直降落设计，而且对重量控制要求极为苛刻，因此保留了陆基型F-35A的襟副翼式设计。
　　因此舰载机通常要尽可能地利用整个机翼，安排最大面积的增升设计。而在一些陆基飞机上，出于减轻重量和简化设计的因素，会选择将襟翼和副翼合一的襟副翼，并且占整个机翼面积比例较小。
　　这种矛盾在苏-27家族和F-35家族上体现的非常典型：这两个家族的陆基型号都采用了襟副翼设计，而采用常规着舰方式降落的舰载型则改用了大面积襟翼和独立副翼设计。
　　而另一些机型上，陆基型号和舰载型号没有什么不同，比如法国的“阵风”系列。

起落架是舰载机设计关键
　　在着舰过程中，舰载机受到的冲击要远比陆基飞机大得多。
　　因此在起落架和相关的设计上，对舰载机的要求比陆基飞机更多、更严苛。这些限制涉及多个方面，包括但不局限于：
　　结构形式上，要能耐受更强烈的撞击；
　　左右两侧主起落架的间距要尽可能大，降低着舰瞬间单侧轮胎接地时可能出现侧翻的概率；
　　飞机结构设计中要协调出足够的空间，以容纳经过加强或者具备特殊功能的起落架。。。。……

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　　诺思罗普·格鲁门公司设计的YF-17原型机参加了当时的美海军“空战战斗机”计划招标。注意此时YF-17贴的标识还是美国空军的。YF-17中标后更名为F/A-18。

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　　从YF-17到F/A-18，起落架经过了进一步强化，并加大了主轮距。实际上只看起落架，舰载机竞标就胜负已分了。
　　在美国三代舰载机的招标竞选中，F-16输给YF-17的关键原因之一就在于起落架布局的差异──相较于YF-17，F-16的起落架要强化到满足上舰标准，需要付出的重量代价不可接受，而且主轮距上也处于劣势。

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　　F-16的主起落架收起后，单发结构下机腹表面几乎无凸起，造型流畅。

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　　虽然结构紧凑，但F-16主起落架也存在轮距窄、耐受冲击性差等问题。
　　当然二者之间也存在单发（F-16）和双发（F/A-18）的差异，不过这一点在舰载机的选择和应用中影响并不算大，毕竟美国海军在二战后装备的一大批喷气式舰载飞机都是单发的，日常部署中也没什么问题。

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　　苏-33
　　相较F-16而言，苏-27家族虽然设计之初并没有考虑舰载型，但由于起落架布局的基础设计比较好，因此后来发展舰载型号时，没有遭遇太多的麻烦事。此外，“阵风”家族由于在设计之初就考虑到了上舰需求，因此舰载机和陆基飞机“两条腿走路”的发展路径也较为理想。

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[军事] 从陆基飞机到舰载机 这些设计细节是上舰出海的关键

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