蓝天三剑客
——L-15 与 Yak-130、M346 的特点与差异
晨枫
原载西西河
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翼根进气口决定了不再能采用下单翼,所以雅克-130 采用了中单翼。下单翼从机体底下贯穿,机体“坐”在机翼上,重心高于横滚的支点(也就是机翼和机体的对接点),有天然的欠稳定趋势,所以通常机翼适当上反,也就是说,翼尖上挑,以补偿这个欠稳定趋势。上单翼从机体顶上贯穿,机体“吊”在机翼下,像重锤一样,有天然的过稳定趋势,所以机翼通常有所下反,也就是说,翼尖下垂,以抵消过稳定趋势,改善机动性。中单翼在机体中间“贯穿”,实际上是两侧机翼结构对接在机体框架上,在结构上不如上单翼或者下单翼的贯穿结构简洁、坚固、轻巧,但在横滚稳定上是中性的,在气动上也避免了两者需要机翼上反或者下反的问题。机翼上反或者下反都使升力矢量偏离垂直,机翼的升力效率有所损失,在产生同等升力的情况下阻力有所增加。不过中单翼较难采用翼下起落架,通常只能用较重、较复杂的机体下的外八字起落架。现代战斗机大多采用中单翼,雅克-130 符合这一潮流。
出于缩短尾喷管的考虑,喷管缩到“腋下”
由于不要求超音速,机翼前缘后掠不大,只有 30 度,翼尖放弃原先的小翼设计,改用固定的翼尖挂架,既作为机翼的颤振阻尼,又增加了一对武器挂架 发动机是教练机上除机体外重量最大的部件。由于没有雷达或者沉重的电子设备平衡重心,不要求超音速飞行也使得进气道设计比较简单,可以使用短直的进气道,教练机通常将发动机适当前移,靠近升力中心(对于平直翼或者后掠角较小的机翼来说,通常就是翼根之间),便于稳定性和机动性的综合考虑。由于发动机靠前,喷管位置也靠前。如果需要像战斗机那样在机尾喷气,就需要加长喷管,增加重量;在中机身侧下直接喷气,尾梁结构需要防热处理,但重量增加相对较少,所以教练机经常采用这样的“腋下”喷气,雅克-130 也不例外。 雅克-130 的 30 度后掠的梯形机翼在教练机世界里属于主流型制。教练机的最大速度一般不超过跨音速(从高亚音速到略微超过音速),但对中低速机动性的要求很高,所以教练机机翼的后掠角都不大,太大的后掠角损失低速性能,更小的后掠角则增加阻力。不过雅克-130 的机翼在原始设计的时候有一对相当高大的翼梢小翼,不仅减少翼尖绕流带来的阻力,增加机翼的升力,也增加大迎角时的方向稳定性。但在试飞中,翼尖的强烈颤振竟然使得翼梢小翼断裂脱落。雅克福列夫面临一个难题:要么不惜增加重量以大大增强翼尖和小翼的强度,要么放弃小翼。最后雅克福列夫决定放弃小翼,降低技术风险和增重的问题。雅克福列夫先是直接截掉雅克-130 的翼尖,后改用像苏-27 那样的翼尖挂架,同时解决颤振阻尼和武器挂架的问题,但在气动性能上有所缩水。 雅克-130 在机翼和平尾上同时采用前缘锯齿。后掠翼的一大问题是后掠角导致机翼上气流的展向流动问题,导致升力或者控制力矩损失。翼刀和锯齿是两种典型的控制展向流动的手段,但在平尾上使用锯齿是比较少见的,反映了雅克-130 特别强调中低空中低速机动性的特点。 雅克-130 最一反常规的地方是采用了两台克利莫夫 AI222 涡扇发动机。教练机大多采用单发,以减轻重量,降低造价。但双发的推力大,可靠性好,耐粗暴操作好,还可以用来训练空中发动机停车重新启动的科目,特别适合于对性能要求较高的教练机使用,尤其是 LIFT 这样要求较高的教练机。推力大不仅使起飞距离短、加速快、爬升好,而且可以用蛮力在大迎角机动时推迟机翼失速的产生,大大提高稳定盘旋性能。双发的大推力也使雅克-130 具有较大的战术潜力,可以挂载较多的武器,加装先进的电子设备,作为低档战斗机和攻击机使用。韩国 T-50 和欧洲 MAKO 采用单发,但他们有省油、可靠的美国通用电气 F404/414 涡扇发动机可用,俄罗斯只有可靠性和耗油率都不怎么样的克利莫夫 RD33 可用,采用单发就不合适了。 |
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