美國人在1964年曾經公開展示了XB-70A女武神轟炸機,這款轟炸機采用了別具一格的前置鴨翼布局,在當時創造出了高度2.1萬米,連續以3馬赫速度飛行30分鐘的世界紀錄!之所以能創造出如此輝煌的成績,和XB-70A采用鴨翼布局后高速穩定性大幅增強不無關系。但是自從這款飛機下馬之后,美國作為鴨翼的開創者,他們的戰機卻似乎和鴨翼絕緣了,無論是戰斗機、轟炸機幾乎無一例外的采用常規布局和飛翼布局,這又是為什么呢?
▲X47B
所謂鴨翼布局其實就是將飛機的水平翼安裝在機頭部位,而常規布局則是將水平翼安裝在機尾。水平翼最主要的作用就是保持飛機在縱向的穩定,并且通過調整舵面角度控制飛機的爬升和下降,所以我們也可以形象的將水平翼看作飛機的一個簡易俯仰方向盤。我們可以想象一下,如果把方向盤設置在機尾,那么勢必需要較大的力量來壓迫機尾才能產生力矩間接改變機頭迎角,而如果將這個方向盤設計在機頭,那么就能直接操縱機頭改變飛行狀態,這就是鴨翼機動性的最簡單解釋。除此之外,鴨翼因為布置在機頭,在起飛之時還可以產生一定的升力,降低對主翼的依賴,能夠減少滑跑距離,提升飛機短距起降能力,鴨翼布局相對于常規布局還是具備一定優勢的。
▲四種主流布局
鴨翼雖好,但是想要合理利用也不是一件容易的事。由于鴨翼必須根據飛機狀態快速調節舵面角度,因此需要配合先進的數字式電傳操縱系統才能忙的過來,在八十年代之前,由于大部分飛機都還是老式的機械傳動的人工操作模式,即使配置了鴨翼也不可能有效利用。XB-70A試驗機當年在跨越超音速時,鴨翼起到了很好的穩定作用,但是在達到3馬赫以后,由于飛機升力中心后移,前置鴨翼又難以進行相應的舵面調整,因此發生了抖動,增加了飛機失穩的危險性。
▲電傳操縱系統
電傳操縱系統的發展成熟比較晚,直到1969年的阿波羅11號才被美國真正運用在飛行器之上,早期的F15甚至還依然采用機械操縱,早期的F16則采用的是半機械化的模擬式電傳操縱,由于這兩款美軍主力戰機的研制都是在六七十年代電傳操縱并不成熟的年代,因此也就很難會去考慮采用操作復雜的鴨翼布局。
▲機械操縱
全球采用鴨翼布局的戰斗機基本都是八十年代以后研制的新式三代機或者四代機,例如最早采用鴨翼的瑞典鷹獅戰斗機也是八十年代開始研制,在1993年才投入服役。而其他諸如臺風、殲10、陣風等戰斗機則都是21世紀以后服役的三代半戰斗機了。所以美軍主流戰斗機沒有采用鴨翼,和當時電傳操縱系統的不成數學有很大關系。
▲陣風戰斗機
那么美軍的四代機F22和F35又為什么不采用鴨翼布局呢?其實這也能夠很好理解,四代機最大的優勢就是隱身,而采用鴨翼布局會增加機體正面的雷達反射截面積,降低隱身能力,這是美軍不愿意舍棄的技術優勢。而對于很多國家看重的機動能力,美軍因為有強大的發動機和矢量噴管技術作為輔助,也不用擔心機動能力的降低。俗話說的好:只要發動機給力,是塊板磚也能飛上天!這就是美國技術強大的傲嬌所在!
▲F22戰斗機