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为什么5代机全部是2个尾巴，还是斜的？

送交者: shoppersVIP[★★悠悠★★] 于 2020-08-07 21:04 已读 12629 次

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为什么5代机全部是2个尾巴？

感谢七郎的补充。非常专业的解答了我的疑惑。因此文末添加了部分涡流的信息。
感谢大灰鸡提醒，特补充，更正2张J20的图。先前不小心把F22的涡流图标识成J20了。
本人半桶水，编辑此文的目的是分享我在网上学到的知识。欢迎大家点评批评！

古人云：文不够，图来凑！

哪么，来一个各国的5代机

前段时间看大量的5代机，发现他们都是双尾巴。那么问题来了，我可不可以说：真正的5代机，应该是倾斜双尾巴的设计？

不废话，先上图，F35, F22, J20, SU57，J31 排名不分先后。

F35

F22

J20

SU57

还有我们的 J31

第五代战斗机（Fifth-generation jet fighter）是目前世界最先进的一代战斗机。根据最早研制第五代战斗机的美国人定义：

1)隐身：在即使携带导弹的情况下也能‘全方位’隐身、拥有低雷达反射截面、

2)高机动性：高性能机身、

3)先进的航空电子设备，支持来自传感器和航空电子设备的网络数据融合和数据链

4)高度集成的计算机系统，商用的多核心处理器取代就电控系统

5)超音速巡航，长航时

第五代战斗机在科技上与前一代最大的差异就是低可侦测性技术和中央计算机智能控制的全方位运用。

为了实现1）必须雷达截面积最小化，所有的第五代战斗机都双倾斜的垂直尾巴（类似于V型尾巴），也可以最大程度地减少侧面RCS。

相反，大的单尾翼，和机翼正好成90度，形成了简易的雷达反射器。渔船经常有装这种直角反射器好让雷达发现避免相撞。但这是隐身飞机啊。因此大的单尾翼和隐身矛盾。

同时，它们都具有内部武器舱，避免挂武器导致隐身失败。当然它们的机翼上都有外部硬点，可用于非隐形任务，例如携带的可抛弃外部油箱等等。

为了实现2）大多数具有超机动性的第五代战斗机都是通过推力矢量实现的。

3,4,5不容易在外形看见。但也不难理解。

回到重点，为什么5代机全部是2个尾巴？而且还是歪歪的？

2个尾翼理论上讲不利于机动性，但是事情要全面的看，辩证的看。双尾巴隐身性能高于垂直尾翼，而且5代机基本都是矢量推力发动机。双尾翼的缺点基本被发动机的强大覆盖。这是第一个理由。

图为J20风洞涡流示意图

其次，5代机都很重，J20达到了32吨。满载37吨。这么重的飞机，要拐弯，尾巴一定要大，否则无法提供足够的阻力偏航。2个尾巴肯定比1个方便，若只有一个，尾巴就得搞得很大。

太大，材料就容易有问题，那单尾翼反而又贵又难用了。还有还是隐身问题，大的单尾翼，和机翼正好成90度，侧面雷达反射效率就很高。而双歪尾翼，有效的降低了雷达反射。

最后，战术机动时候，单垂尾巨大垂尾面积，让飞机侧滑时产生巨大的滚转力矩，飞机不好控制，同时双尾也可提高大迎角时的航向稳定性。瞧此图，j20机动产生巨大的涡流，力矩相当大

F18边条翼的气流图

，J20也是利用鸭翼产生涡流提高升力。利用鸭翼产生的涡流干扰主翼上的气流，改善升力性能，一般称之为涡流增升技术。

在这种情况下，更大面积、更坚固结构的垂尾设计——比如F22那种传统的垂直安定面+方向舵设计；通常来说，更容易获得设计上的成功。更大的面积，使得垂尾即使是因为处于机身背风区域的乱流和漩涡中，气动效率显著降低时，依然能提供足够的稳定作用和操纵能力。

这是单尾巴的阵风正在高速机动，可以看见它利用了鸭翼上打，主3角下打提高大，云雾地方是涡流，可以看出躲开了涡流

但是，有利有弊，这种设计在大过载或者极速飞行时，垂尾上会遭受非常强烈的压力和剧烈的震动；结构不够坚固，强度和刚度不足，或者是气动弹性设计与全机不匹配，都会引发灾难性的解体和失控。特别是在瑞典JA37为代表，现代战斗机广泛引入涡流增升技术以后，高速漩涡气流对垂尾的冲击破坏更是非常普遍而棘手的问题。前段时间阵风降落发现尾巴掉漆，我猜应该也是涡流冲击破坏导致的。

此图，J20 高机动飞行，涡流精心设计，避免直接冲击尾翼，发动机不够给力情况下，设计难度加大了，
只有大国军工才能做得到这么精巧的设计。