海飞丝模型观察

近日网上流传一张据说是海飞丝的模型照片。是不是，这里不做评论。下面仅就模型本身观察到的一些特点探讨一二。

1）机身大小

利用近似角度3D模型作为中介，对比一下海飞丝和鹘鹰2.0的大小。

可以看到，在机头对齐的时候，两架飞机尾端都大致在20垂尾前缘附近。可以说长度基本上没变。

将进气道唇口尖端对齐，可以看到鹘鹰2.0与20唇口尖端仍有间距，而海飞丝则几乎与20重合。就此来看，海飞丝的机身宽度明显增加了。

这样的话，海飞丝增肥是必然的。之前多篇文字探讨过舰载机中型与重型各方面的差异问题。如果海飞丝真的增肥，那就说明舰载机增重的趋势不可逆转。

2）机头·座舱

如果以飞行员为基准对齐，那么飞行员之前的机头长度为：海飞丝20鹘鹰。以座舱高度来说，海飞丝也是最高的。那么原因何在？首先，应该是改善方向稳定性的要求——老航迷如果有印象的话，大概还记得当年从YF-22发展到F-22时也有类似的修改。同时，作为座舱后移必然损失下视视界，这对于舰载机来说尤其不可接受，所以升高座舱作为补偿。当然由于座舱升高，导致重心前侧面投影面积增大，同样会损失方向稳定性，所以这个度的把握就看设计团队的了。

3）进气道

保持机头对齐，可以看到海飞丝的进气口后退了很多。个中原因，个人以为，主要还是为了改善方向稳定性——当年YF22到F22也有同类修改。

4）机翼·边条

鹘鹰和海飞丝都是机身窄边条，进气道顶点也可以看作边条起点。在顶点对齐的情况下，可以看到，海飞丝的边条长度鹘鹰。究其原因，还是由于机翼后掠角减小导致根弦长度缩短造成的。

海飞丝的机翼后掠角明显小于鹘鹰，而翼展则要大得多。由上图可见，该机翼展已经接近20了，相比之下鹘鹰翼展则要小得多。所以，海飞丝机翼采用三段折叠也就可以理解了。

至于海飞丝为什么采用这种机翼，个人以为最主要的原因就是舰载适应性的要求。作为舰载机，起降性能是最基础的要求。起降性能满足不了，其它性能再好也没用。海飞丝的这通大改，减小后掠角、增大展弦比、减小根梢比，以及图上看不出来但必然会有的开缝襟翼，都是冲着低速飞行性能去的（当然对改善飞机巡航性能也有好处）。某种意义上说，海飞丝的机翼跟虫子很相似。

然而有得必有失，由于采用中小后掠角，海飞丝需要面对以下问题：

a）基本设计决定了这种机翼的高速性能不佳。也即是说，预计海飞丝在舰队防空截击方面表现不会好。这其实也就是超虫当年替代大猫时面对的问题。

对舰载机来说，低速起降和高速截击是一对永恒的矛盾，冲突之处即使以四代机的技术水平也无法在固定翼上完美解决。所以当年的NATF，我们看到的还是隐形大猫。

b）为了改善高速飞行性能，必然采用薄翼型。因此机翼中、外翼段只能是干翼设计，不能载油。当然，由于机身宽度高度增加，新增的容积应该可以弥补这方面的损失还有富余。

c）大迎角性能损失。与边条翼最佳匹配的后掠角在40-42度左右，后掠角减小，机翼失速迎角减小，上表面气流未达到最大有利干扰迎角就开始分离了。按常规来说，海飞丝的大迎角升力特性应该是不如鹘鹰的。

当然，影响后掠角选择的因素很多。比如当年YF22，选择48度后掠角，主要考虑超巡的影响；而到了F22，改为42度后掠，则是更多考虑巡航性能的要求。

d）超音速时焦点后移大，产生更大的低头力矩，导致超音速配平阻力增大。

5）平尾

从RCS控制的角度来说，海飞丝的平尾必然与机翼保持同样的外形，也就是中小后掠角梯形翼。如前所述，这种平面形状的机翼高速特性较差，大迎角特性较差。

这就带来两个严重的问题：

a）超音速纵向操纵问题，也就是超音速后平尾偏转更容易发生分离，极端条件下可能出现偏转越大操纵效率越低的现象。

为什么超虫没这问题？很简单，因为超虫平尾对RCS控制要求没那么高，依然采用大后掠平尾。

b）大迎角条件下平尾容易失速，导致飞机丧失纵向操纵能力而陷入深失速。

采用中小后掠角平尾而能够进行大迎角飞行的不是没有，雅克就是，可用迎角达到42度。然而它那平尾加了个大锯齿，以锯齿涡为平尾上表面气流提供能量，推迟失速。

显然，无论是超虫还是雅克的方案，都不利于RCS控制，不适合海飞丝。所以，海飞丝只有两条路，一是TVC，二是额外的操纵面。TVC从照片上看不到，但额外操纵面却是现成的，就是那对V尾。

6）垂尾

从照片上看，海飞丝的垂尾和鹘鹰的差别如下：

a）全动+方向舵设计。

这种设计比较罕见。前面说过，预计海飞丝的高速性能不会很好，因此到不了要全动垂尾来维持方向稳定性的地步。那么全动状态是为什么准备的？只有一个可能——纵向辅助操纵。

一是，高速时参与纵向辅助配平，为平尾卸载，避免或推迟中小后掠平尾高速时气流分离的问题。而在超音速时，舵面效率很低，垂尾只能以全动状态进行操作。

二是，大迎角参与纵向操纵，提供额外的低头力矩。因为方向舵铰链线后倾，适用迎角相对较小，采用全动平尾相当于铰链线垂直，适用迎角更大一些。鹘鹰01或者F22那种铰链线前倾的设计，其实就是为了大迎角准备的。

b）面积缩小

可以和20的垂尾对比一下。鹘鹰的甚至比20还要高大，海飞丝则小了很多。前面不止一次提到，海飞丝各项变动改善方向稳定性的设计，其最终目标就是为了减小垂尾面积。一方面可以减重，另一方面则是来自全动垂尾的需求——全动垂尾的分量不轻，驱动它需要相当功率的作动器。显然，垂尾面积越小、重量越轻，对作动器功率的需求也越低。

7）弹舱

由于机身宽度增加，按照上面的对比，海飞丝甚至接近20的宽度，这不仅带来了更大的机内容积，也为增加侧弹舱提供了可能。

个人看来，照片中的海飞丝模型，更像是强化隐身的超虫：重视RCS控制，偏重低速飞行性能（续航性能也因此改善），但也因此带来高速性能和大迎角飞行性能不佳的问题。假如这个模型最终问世，那么在使用上很可能也接近当年的虫子，作为多用途战斗机使用。但是，舰队防空——虫子从来就不是干这个的料。所以，会不会还有一个类似当年大猫角色的隐身重战没有公开呢？

转载请注明：http://www.fdblog.net/xfgjw/12275.html