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观察:细品东风17的气动设计 两大关键技术甩美国HTV2一条街(3)

观察者网 2019-10-26 10:05:09

  但东风-17的大边条更像苏-27的,换句话说,大边条的效果没有F-18经典型的S形或者F-18E的简单弧形强烈,但在过渡到弹翼之前有一个突兀的转角。老话说,反常即妖。一点没错,因为东风-17的大边条既不是SR-71那样用于改善升力分布,也不是F-18那样用于产生涡升力,而是用于产生乘波体的激波升力。

  据报道,东风-17在60公里高度起滑,起滑速度M10,滑翔到1400公里处存速M4,然后启动火箭发动机短暂加速后再次转入滑翔,在1700公里射程终点处依然保持较高的存速。换句话说,除了上升段和“补速”前的这一段,东风-17在整个射程里都是高超音速的,因此没法用传统的机翼产生升力,只能用乘波体。高升力、低阻力、高滑翔比(滑翔距离与高度损失之比)的高超音速飞行体是世界级的难题。

  乘波体“坐在”激波上,或者说激波像钢制平底船体一样,船底托起乘波体。由于这是用“平底”产生升力,而不是用“排水量”产生浮力,什么形状都只有平底部分管用。而且不仅要产生足够的升力,还要避免过度的阻力。双锥体产生的还是锥形激波,有多宽就有多高,所以升阻比很快就碰到了天花板,尽管张开的“尾裙”产生额外升力。用于再入-拉起够用了,但要在大气层内远程滑翔就很吃力。HTV-2那样的箭簇体产生扁平的激波,这是在正确的方向上了。

  但HTV-2还比较保守,主要用反推力发动机控制姿态。弹底尾部的两片式襟翼位置不好。乘波体就是靠“坐”在激波上形成升力的,弹底襟翼要工作,就与激波打架了,互相干扰。而且这两片襟翼的横向力矩不足,只有有限的横滚控制能力;纵向更是只能产生低头力矩,难以产生抬头力矩,控制能力更加不足。

  DF-17的的大边条微微“一拐”,就拐出大名堂了

  主要用反推力发动机控制姿态简化了气动设计问题,但也得不到气动控制的好处。反推力发动机只能间隙工作,而且有最小喷气量的限制,难以精细微调,控制精度因此有本质局限。弹翼是连续工作的,而且可调范围大大超过反推力发动机,控制精度高多了。至于在巡航中产生额外升力,这可能只是理论上的好处,实际上有点困难。弹翼位置一旦确定,升力中心就相对固定,与重心的关系就相对固定。单一弹翼要么用于升力,要么用于气动控制,难以身兼二职。但额外的大边条就不一样了,这可以用于产生升力。

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