F-16總設(shè)計(jì)師哈里.J.希拉克爾說(shuō)過(guò)氣動(dòng)：“鴨翼最好的位置在敵人的飛機(jī)上?！闭\(chéng)然氣動(dòng)，在飛控技術(shù)不甚發(fā)達(dá)尤其是電傳飛控尚未成熟的上世紀(jì)70年代之前，鴨翼由于受配平問(wèn)題的困擾一直沒(méi)能裝備在高性能的制空戰(zhàn)斗機(jī)上。
通俗說(shuō)，鴨式布局就是把常規(guī)飛機(jī)的水平尾翼放到主翼之前。鴨式氣動(dòng)布局的興起，同革命性的電傳操縱系統(tǒng)在80年代技術(shù)成熟關(guān)系很大。與傳統(tǒng)的機(jī)械操縱系統(tǒng)相比，電傳操縱系統(tǒng)響應(yīng)速度更快，非常適合在急劇變化的氣流中第一時(shí)間對(duì)舵面運(yùn)動(dòng)作出調(diào)整，這對(duì)放寬靜不穩(wěn)定度的鴨式飛機(jī)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是福音。
鴨翼有助于產(chǎn)生脫體渦，脫體渦的下洗對(duì)主翼產(chǎn)生有利干擾，利于增升。雖然邊條也可以增升，但那是在大迎角條件下，一般迎角低于16°就不會(huì)產(chǎn)生增升效果了。況且鴨翼產(chǎn)生的為正升力，有助于主翼降低翼載；而常規(guī)布局通過(guò)尾翼產(chǎn)生負(fù)升力來(lái)配平，使主翼翼載加大。至于為什么要用電傳飛控，對(duì)于三代機(jī)來(lái)說(shuō)，通常采用靜不安定式設(shè)計(jì)。例如F-16一秒的翼面狀態(tài)要調(diào)整60次，這對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械操控簡(jiǎn)直是噩夢(mèng)。而鴨式布局的戰(zhàn)機(jī)可動(dòng)翼面數(shù)比F-16這種邊條布局更多，因此對(duì)飛控的要求也就更高。
此時(shí)，有些讀者或許有疑問(wèn)：如果鴨翼那么好為什么美國(guó)四代機(jī)沒(méi)有用？F-22的設(shè)計(jì)要求起源于80年代初，以對(duì)蘇-27和米格-29形成代差和隱身壓制為主。1990年YF-22首飛，一年后曾經(jīng)的紅色帝國(guó)已經(jīng)灰飛煙滅。F-22本身為圖短平快，并未采用過(guò)多風(fēng)險(xiǎn)較高的先進(jìn)技術(shù)，當(dāng)然也就沒(méi)有采用鴨式布局。而殲20的設(shè)計(jì)時(shí)間比F-22要晚十多年，而中國(guó)在殲10上已成功采用鴨式布局，積累了相當(dāng)多的設(shè)計(jì)和使用經(jīng)驗(yàn)，因此殲20采用了氣動(dòng)效率比F-22的常規(guī)布局好得多的鴨式布局。
至于某些人所說(shuō)的鴨翼破壞隱身，筆者只想說(shuō)影響RCS的因素有很多?？紤]到近年來(lái)中國(guó)在航空復(fù)合材料上的進(jìn)步，殲20的鴨翼完全可以采用電導(dǎo)率較低的復(fù)合材料。況且在西工大出版的《鴨翼電磁散射特性與RCS縮減方法研究》一文中曾指出“鴨翼在不同的偏轉(zhuǎn)角度下，RCS都不同，而翼前掠/后掠之間，RCS也不穩(wěn)定?！比绱苏f(shuō)來(lái)鴨翼還有破壞隱身之虞？
美國(guó)波音目前的六代機(jī)方案追求的是全向隱身設(shè)計(jì)，但其同樣采用鴨式布局。因此說(shuō)鴨翼破壞隱身的可以閉嘴了。
從上面的圖片可以明顯看出殲20的氣動(dòng)特點(diǎn)，那就是采用了鴨翼-邊條-主翼這樣的氣動(dòng)布局。由于殲20采用遠(yuǎn)距耦合的鴨翼設(shè)計(jì)，因此殲20鴨翼主要負(fù)責(zé)操縱與配平，而鴨翼后的邊條負(fù)責(zé)產(chǎn)生脫體渦增升。與此同時(shí)對(duì)比一下F-22的氣動(dòng)設(shè)計(jì)：邊條可以說(shuō)不存在（雖然傾斜的進(jìn)氣道邊緣可看作“邊條”，但微不足道），巨大的垂尾會(huì)對(duì)側(cè)向RCS產(chǎn)生很大影響，而殲20采用了全動(dòng)垂尾，氣動(dòng)效率更高。由于設(shè)計(jì)年代較早，F(xiàn)-22仍采用雙斜切式進(jìn)氣道（即加萊特進(jìn)氣道）。
加萊特進(jìn)氣道固然有優(yōu)化超音速能力的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)就是重量過(guò)大，對(duì)于“克克計(jì)較”的飛機(jī)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)不能不是一個(gè)敗筆。而借著中國(guó)計(jì)算流體力學(xué)進(jìn)步的東風(fēng)，殲20采用了重量更輕，對(duì)于跨音速優(yōu)化能力更強(qiáng)的DSI進(jìn)氣道。因此，單從飛機(jī)總體氣動(dòng)效率來(lái)說(shuō)，殲20比F-22超出一大截。等到未來(lái)殲20換裝渦扇15后，更是沒(méi)有理由不超過(guò)F-22。
作者：長(zhǎng)空牧星
