网络知识 娱乐 纪念F-15出厂50年,回顾下F-15的竞标构型

纪念F-15出厂50年,回顾下F-15的竞标构型

#夏日生活里的快乐一刻#纪念F-15出厂50年,回顾下F-15的竞标构型。当时还没有「先飞后买」的政策,所以各家厂商是交厚厚一叠设计书给空军决定。

纪念F-15出厂50年,回顾下F-15的竞标构型

首先看麦道版,可看到投标的构型是有尾鳍的,垂直尾翼也比较小,但EMD阶段之后的原型机就改成大片的垂直尾翼。原因是麦道在详细的风洞测试中发现麻雀飞弹的尾流会减损尾鳍的效率,导致超音速的方向(Directional,偏航轴)稳定性不足。

纪念F-15出厂50年,回顾下F-15的竞标构型

有趣的是,F-16反而选择加大尾鳍以缩小垂直尾翼,理由是两者加总的阻力较小(可能也是麦道原本选用尾鳍的原因)

北美(后来的洛克威尔),这家公司在喷射/超音速时代也是一方之霸,提出的构型则是极尽先进的气动技术。首先,机体结构采用翼胴融合来提高升阻比,其次,主翼采用复杂的曲线外缘,这是因为机翼的流场随横向距离增加会有很大变化,固定后掠角(前缘直线)机翼只在某个区间会有最佳效率,但如果随著距离增加而改变后掠角成为曲线前缘(另外也有同时改变翼剖面,使机翼形成复杂的3D构型),则有机会使机动性、升阻比...等气动性能达到全方位的最佳化。

纪念F-15出厂50年,回顾下F-15的竞标构型

另外,则是采用机颔,也就是机首下方的进气口。由于在F-111计划发现涡扇引擎对高攻角的进气扭曲比涡喷引擎敏感,美国当时有多家公司对高攻角进气整流问题进行研究。几年后的泰勒梅特(Taylor Mate,我查证过了,并没有这个「人」,纯粹是个代号)计划验证机首下方具有良好的整流效果,而北美公司在1960年代末就用这个设计可说是相当超前。

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那这么先进的超级海景佛跳墙怎么反而会输掉呢?注意前面讲了好几次的「复杂」,以当时的材料与加工技术要制造复杂外形,还要保持高G机动状态的变形不会气动恶化是相当困难的(即便今日也是相对困难),因此主要败因就是成本过高,除非别家用较简单的设计但达不到需求,否则以政府采购法是不能选又贵又好的。

另外,以个人眼光来看,北美硬要把三种先进概念揉在一起,并没有融合得很漂亮,看著实在很憋曲,毕竟这是1960年代末期的事。后来的战机就能较合理地融合头尾两种。第二项的曲线前缘主翼则一直是一个坑,洛克威尔后来的ATF也是主打这设计(用复合材料解决制造问题),但遇到匿踪大魔王就被一巴掌打回去。

费尔蔡德:从设计图可明显看出这家疣猪之父在设计A-10之前就相当迷恋「分离引擎舱」架构,分离引擎舱除了提高(抗炸)生存性外,在超音速飞机的好处是在引擎舱之间创造出大面积的「举升体」可以当升力面用,注意其尾部还加了升降舵。而由于机身后端承担了大部分的升力,机翼与尾翼就能缩小,可说是以控制作用为主了。

这个设计师后来不知是否跳槽到麦道去,因为麦道在1970年代提出了更加激进的分离引擎舱战机:VLF向量升力战机,主翼整个变成全动控制面了。

最后可提到苏霍的Su-27,有些文章会提到它受到F-15影响,但为何外形差这么多呢?原因就在于它不是「参考」F-15本身,而是参考了另两家落败者的设计,因为局部的「点子」跟整体方案的落败没有绝对关系,落败著还是有点子可以抄的。

而更正确地说,参考者不是后来重新设计过的Su-27,而是原本的T-10,它最主要的就是采用了翼胴融合、曲线前缘主翼、分离引擎舱三项,进气孔则是放在主翼的前缘延伸面下方,这也是泰勒梅特计划优选构型之一,而且比北美硬挤到机颔的构型来得顺畅(代价就是无敌大的引擎回波),因此可说是总和了失败者方案,但整体优化的复仇者构型。

但这版设计最大的问题就是跌进了曲线前缘主翼的坑,因为前苏联的加工技术比美国落后,美国都作不好的东西怎么可能让苏联工人作得好?在原型机制造时,飞机厂就抱怨过设计局设计的复杂外形根本达不到(精确度),赶鸭子上架的结果就是气动性能不如预期,还出现一堆稳定性问题。最后将翼面外形简单化(这时参考了F-16),整体配置也重新调整才生出了外形比F-15好看的Su-27,但这时由于时间的落差,已经等于是不同时代(后F-16时代)的产品。