五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】为F-35辩护 -- 晨枫

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家园 矢推也减速

我放下正事不干复习一点物理吧

你说的“不减速”指的应该是速度的绝对值,以为速度是矢量,特别是在飞机转向时速度的方向改变了,不好说加减,对吧?

假设飞机匀速直线飞行,矢量发动机输出功率不变(如果转向时发动机加大输出功率计没法讨论了),也假设空气条件均匀,这时,发动机输出的功率跟飞机克服空气阻力做的功相等,或者说发动机的推力跟空气阻力相等。

如果矢量发动机用改变喷气方向的方法使飞机的飞行方向改变了,速度方向改变就是速度变了,速度变了解说明有加速度,因此需要力,也需要做功,这些都是从发动机来的,发动机输出的一部分功用来改变飞机的飞行方向了,或者说发动机的推力的一部分用改变飞机的飞行方向了,所以飞机减速。

我画了个飞机飞行图:

点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

箭头是喷气方向

飞机从位置1到位置2,假设这都是在同一个水平面上,不改变势能,因此没有因势能变化产生的速度变化,差不多转向了45度吧

这个整个过程矢量发动机是怎么实现的呢?

我又画了个飞机飞行图:

点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

首先,矢量发动机要向“上”喷气,产生一个向下的力把飞机尾部推“下”来,飞行方向的推力减小,飞机飞行速度也减小,因为一部分力或功率用来转向了

由于矢量发动机向“上”喷气,机身“上”翘了,就是图里的位置3,机身“上”翘就是整个机身都是舵了,机身底部整体承受空气阻力或压力,而不是一般的舵转向,开始只是舵,矢量发动机转向一开始就是整个机身都是舵了

我在F-35也是历史上责任最高昂的战斗机,不过不只是采购计划里说的

因为屁股上推力的方向一变就几乎相当于整个飞机都是鸭翼了,如果是超音速或接近超音速的时候,飞机怎么受得了?

就是整个机身都是舵的意思。

这就是我在哎,你还真不知道我想说啥里跟联储主席说的:

我想说的是尾部推力方向变化会直接引起飞机主轴跟飞机飞行方向不一致,就相当于整个机身都是舵,如果是超音速,恐怕马上就是超音速的眼镜蛇动作,那么大的面积,压力可想而知,不等转起来飞机就散架了,因为超音速飞机也不能什么方向都超音速,还是得比较流线型的那个方向

可想而知,矢量发动机转向一开始就是整个机身都是舵了,所以,开始改变喷气方向只能是瞬间和机身“上”翘只能是一点点小角度,这个过程应该是像汽车的防锁死刹车系统差不多,不是一次改变喷气方向完成的,而是变一下又回来再变一下来回折腾若干次,一点点小角度累积起来,最后完成45度转向,这部分是飞控系统的事。

所以,我在哎,你还真不知道我想说啥里跟联储主席说的:

矢量发动机的喷口也是机械的,力学模型也是一个长扁物体尾部受力分析改变,差不多就是用手指平衡一根直立的棍子,只要推力方向改变就是整个机体的改变,比舵灵敏太多了,而整个机体的改变差不多就相当于整个机体都是舵

因此,我在哎,你还真不知道我想说啥里跟联储主席说的:

所以,我猜中也是为什么F22跟F35都比较短的原因,因为越长的物体尾部受力改变方向就越难控制,有点像用手指平衡一根直立的棍子,靠尾部受力的变化维持平衡

相比之下,J20是鸭翼,鸭翼相当于“front wheel steering”,容易控制多了,J20也比F22长不少

通宝推:说几句,

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家园 首先,感谢您这么认真的讨论这个问题

我倒曾经确实职业搞过物理,虽然已经荒废了十多年了。很愿意和您这样认真的人讨论。这个问题真要仔细研究就得做流体模型,用有限元算一算。然后再到风洞里吹一吹。很多时候吹出来的东西和咱拍脑袋的东西会差很远。咱在这里就是简单的胡聊。目标半定性不定量。

当然,在原理上你说得大致不错。其中一些细节我们可以好好探讨。比如鸭翼的作用。一方面,鸭翼远离发动机喷口,所以使得鸭翼和发动机喷口之间产生了足够大的力臂。这样,转向就相对容易了。另一方面,鸭翼在主翼的前面,不受主翼的尾流干扰。所以,J10操作起来比较f16泼辣很多。

矢量推力的好处是机身容易转向。因为喷口方向一转,发力就有角冲量,产生角动量飞机转身很容易。这个您也说明白了。不过,转了向之后,其实还是主要靠发动机,而不是机翼。飞机一旦方向向上了之后,这时候发动机摆正了位置一使劲,飞机就如同火箭一样直窜云霄了。这个时候飞机气动形状在转向中只要不阻碍就行,具体形状就不太重要了。当然,您说的飞机变成了一个大舵的说法也不错。

https://www.youtube.com/watch?v=GUlHhKvIX3w

http://tieba.baidu.com/p/2930582683

像视频里面f22的那样旱地拔葱上去,基本就是靠发动机。相比来讲j10的旱地拔葱就是慢很多了。

另外,我说的不减速的原因是这样的。转弯需要的向心力是垂直于飞机前进方向就是大致垂直于本身机体方向的。j10旱地拔葱的时候,机翼机身气动给的力总是斜向后的而不是理想的垂直力。这个时候推力和机翼机身气动的力的叠加,就会比发动机本身推力小很多。而f22发动机给的转身的力是推力的分量,假设机身转向非常完美,那么机体给的气动力(主要是阻力)会很小。叠加出来的力和发动机本身推力相差的比较小。飞机受的净力越大减速就越小。

当然,这就是瞎侃,不保证正确。汽车咱没开过跑车不太懂。飞机咱更没开过。所以如有错误望谅解。

家园 谢!不过视频里面f22的那样旱地拔葱上去是低速

这种低速机动性狗斗应该没用,因为恐怕都不用超音速,速度高一点飞机都未必受得了这么干的压力

矢量推力的好处是机身容易转向。因为喷口方向一转,发力就有角冲量,产生角动量飞机转身很容易。

这是明摆着的,问题是超音速时能不能用?

另外,我说的不减速的原因是这样的。转弯需要的向心力是垂直于飞机前进方向就是本身机体的。j10旱地拔葱的时候,机翼机身气动给的力总是斜向后的而不是理想的垂直力。这个时候推力和机翼机身气动的力的叠加,就会比推力本身小很多。而f22发动机给的转身的力是推力的分量,假设机身转向非常完美,那么机体给的气动力(主要是阻力)会很小。叠加出来的力和推力本身相差的比较小。

不懂,最多这是特殊情况,反正输出功率不变的情况下没有别的力帮助就必须减速,因为速度变了

家园 超音速我的理解是这样的

超音速的问题是气流变化多不可靠。

既然气流不可靠,可靠的就剩下蛮力。那矢量推力就是蛮力。

家园 你说的这个属于哲学信仰,不要忘了超音速的压力巨大

超音速的问题是压力巨大,而且不是机身的任何方向都可以承受的,在超音速的情况下就不是你相信的形状不重要了,而是形状极其重要,在压力巨大的情况下玩蛮力就是找死。

请问你搞的是什么物理,不是力学吧?

家园 梅花香自苦寒来!

同为岁寒三友的毛竹,刚种在地里的前三年,据说根本看不到它在望高长。那这毛竹就真的不生长了吗?非也非也,这三年,毛竹在地下,无时无刻不在发展着自己的根系,不断地扩大着自己的水源地、探寻并巩固着自己的根据地。三年之后,你就看吧,转瞬之间,你就会发现那一丛丛毛竹,怎地又长高了许多?都快要参天了呢!因为这后三年,毛竹将以每天,是的你没看错,是每天都在以十多厘米的速度在望高长!什么叫做厚积薄发,这毛竹就是,中国军工就是!

通宝推:老老狐狸,在跋涉,
家园 咱俩又都没做计算

连半定量的计算都没有。凭啥我说的就成哲学问题,您说的就是科学了?

我以为我们一直谈的是机动问题。为啥您就突然谈起应力问题?

飞机应力结构劳损是个很麻烦的问题。我做过飞机的无损检测,机体疲劳结构损伤的地方,不做计算,不做实验拍拍脑袋根本就不知道。就像一个很高的砖砌烟囱在倒下的过程中,你不计算的话不可能知道会不会断,会断的话在哪里断。

家园 老兄,我说的是压力,不是应力,我可没说机动,减速,忘了?

我在跟你是矢推也减速,有木有?

你忘了。

看来也许你现在同意矢推也减速了,对吧?

你再看看你说的是不是哲学或信仰:

超音速的问题是气流变化多不可靠。

既然气流不可靠,可靠的就剩下蛮力。那矢量推力就是蛮力。

我理解矢量推力不仅不是蛮力,而且恰恰相反,其实是巧力,因为是尾部改变推力方向,所以巧,因此特别灵,一两拨千斤。

这样说左右说都可以,因此是哲学是信仰,就跟说物质第一还是意识第一和有神还是没神一样,明白吗?

我一直在说你说的都是低速的,对吧?

超音速的基本常识,音爆的压力

速度越大压力越大,对吧?

超音速有很大压力,对吧?

超音速形状重要,对吧?

而且飞机不能造的任何方向都可以超音速,对吧?

家园 鸭翼对隐身性能有影响

美国放弃并采取矢量发动机的目的是为了照顾隐身性能。

家园 有一位网友的思路非常有趣

说得好听……但是没有提及F-35改怎么走出困境……

虽说没有SVTOL的F35确实会更顺利

但是没有SVTOL的话,F-35的意义何在?那这个项目就真的可以砍了

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最后一句话才是关键,有时候网友的思路颇具独创性。若真是如此,我想说大家真的要换种眼光看35了。

家园 420混得这么惨就是因为把军工扔了

涡喷13本来是420和460贵州黎阳厂一块搞的,结果420积极响应80年代的国家号召,完全转向搞民品,军品彻底放弃。涡喷13后来成了空军的主力发动机,460也从山沟里没人待见的三线企业变成了支柱企业。420呢,搞民品搞啥啥不行,最后自然没钱发工资。为啥老厂长倒地没人扶啊,大家生气啊,就是在这位厂长手里把军工项目停了的。

420后来想尽办法找各种项目尽力生存,但是当时大家都缺钱,有个项目大家抢,想再拿到军工项目难上加难,近年有个仿制俄罗斯D30发动机的军工项目,好不容易才让420抢到了,其实也是给涡扇20当备胎,能做多久完全看兄弟企业的进展。

因为一直挣扎在贫困线上,所以420特别出企业管理人才,中航现在的老大左盟主就是420出来的。

通宝推:青青的蓝,
家园 可是有人说鸭翼神复合材料做的,应该问题不大

再就是鸭翼基本上是平的,所以即便是有问题也应该问题不大,平面就隐身,因为平面不会像曲面或复杂的结构给雷达提供稳定的反射波,这就是隐身的原理

家园 也许是劳动力的标准提高了,

劳动力的再生也需要更多地投入。

家园 工业化其实是劳动力的标准降低了,流水线还有服务业等等

比较手工业应该说是降低了,的人也有提高的比如设计流水线的

家园 说是现实决策还行,神来之笔就太过了
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