歼20气动布局研究一(低速篇):世界最顶尖的低速最大升力系数-有驾

采用小展弦比(中等后掠角)机翼的升力体边条鸭式布局，使超音速阻力特性、低速最大升力特性和亚跨音速升阻特性的矛盾得到了统一。

——宋文骢《一种小展弦比高升力飞机的气动布局研究》

很多人仅凭歼20的小展弦比外观就认为歼20优化高速，低速不行，亚巡/航程不行，乃至更有无脑黑说出了“低升高阻”的言论。

所以就歼20的气动布局从高中低速进行全面剖析，这是第一篇低速篇

第二篇中速篇https://zhuanlan.zhihu.com/p/194415996

第三篇高速篇https://zhuanlan.zhihu.com/p/270634518

讨论歼20的气动布局完全绕不开宋文骢宋老这篇决定歼20气动基础的论文《一种小展弦比高升力飞机的气动布局研究》，尽管这篇论文中讨论的模型还是腹部进气，且采用的是嘉莱特进气道而不是后来的DSI进气道，但是歼20的基本上气动特征——小展弦比中等后掠角机翼，升力体边条鸭翼气动布局——完全就是在这篇论文中形成的。

甚至这一气动布局主要是在这篇论文的低速那一章(4低速大迎角特性4.1升力体边条翼鸭式布局)中形成的，可见对低速性能之看重

所以，如果再有人说歼20高速优化低速不行，请用——气动布局在低速这一章形成，和“小展弦比高升力”的高升力在哪个速度段——怼回去

一，小展弦比中等后掠角机翼

众所周知，鸭翼机一般是大后掠角机翼，因为大后掠角机翼超音速阻力小，大迎角时失速角度较大，最大升力系数大，利于瞬盘性能和超音速性能——缺点是亚巡升阻比不足航程受限，且较小迎角升力不足，需要较大迎角来确保起降性能。

1，而歼20为什么采用中等后掠角机翼呢，论文中说的很明白——为了改善整个迎角范围内的升力特性——既然大迎角升力特性好，那么这里要改善的就只有小迎角的升力特性了

——因此，歼20的小迎角升力系数是好于传统大后掠角鸭翼机的

注:中等后掠角机翼还有其他作用，利于亚跨音速升阻特性——这在第二篇文章中速篇中会详细论述

2，那为啥中等后掠角中等展弦比机翼会变成小展弦比中等后掠角机翼呢

有两方面原因

①适当降低展弦比反而增加了低速最大升力系数

②隐身需要，机翼后缘前掠使得后缘散射不向正前方而是侧向固定角度，形成了隐身机的固定角度反射雷达波的“闪烁”(特定角度RCS增大)隐身原理

二，升力体边条鸭翼布局

这个科普的人就很多了，简单的来说

1，为了亚巡性能和小迎角升力特性采取中等后掠角机翼，导致大迎角升力不如大后掠角机翼

2，为了补充大迎角升力，同时采取鸭翼和边条两种增升措施，并发现鸭翼涡边条涡的有利干扰(多涡耦合)，使得最大升力系数反而比单纯鸭翼或者单纯边条翼增加

3，再次引入升力体进一步增升，最终使得歼20的升力系数达到了惊人的地步——估计最大升力系数达到2.0-2.2左右，远超普通三代机的1.6--1.8的水平

注:在顾诵芬文集《我国战斗机战略研究》一文中，对我国五代机的基本性能要求进行了评估，此文数据甚至可以是为我国五代机招标标准

在此文数据中，对最大升力系数要求大于2.0，比三代机(四代划分法)高30%

以上说明了歼20气动布局的主要特征在低速段形成，并拥有世界上最顶尖(极有可能是世界第一)的低速最大升力系数

赋予了歼20高达33度以上的失速迎角和无与伦比的瞬盘转向能力

具体转向机动可见珠海航展中这一表演机动

结束时再放个福利

空气动力学国家重点实验室和中国空气动力研究与发展中心，研究的先进战斗机过失速机动模型飞行试验论文中

研究的模型是采用推力矢量技术安装矢量喷口的歼20，研究的机动是著名的赫布斯特蹬壁机动——机动皇帝X31A成名作——高达70度的可控迎角

题外话:既然说到低速，那就不得不提争议很大的歼20改舰载机上航母

对于网友质疑歼20的几点问题

1，首先鸭翼机/无尾三角翼飞机无法上舰——阵风M就是鸭翼舰载机不谈，所有现代鸭翼机——欧洲双风，鹰狮，歼10都有上舰计划，甚至印度接近二代机气动想装鸭翼没装的LCA都整上了舰

台风舰载机计划，竞争印度航母舰载机

鹰狮舰载机计划，主要面向巴西航母

歼10舰载版，98年就放在百度有驾网友家的舰载机模型

LCA舰载版过于嘲讽我就不发了，想装鸭翼还没装就给整上舰的大三角翼飞机

2，优化高速低速不行——本文已经阐述清楚

3，低速大迎角升力强，小迎角升力不行——中等后掠角主翼正是为了改善小迎角段升力特性，是改变整个气动布局的初衷，再加上鸭翼边条翼和主翼涡的多涡耦合增升，比三代机进一步放宽静稳定度，以及升力体布局的升力加成，和无论是面积还是相对面积最大的鸭翼带来的增升和较大的抬头力矩——因此歼20小迎角的升力特性起码优于包括阵风在内的典型鸭翼机。

4，腹鳍导致擦地角比较小，鸭翼机需要较大迎角着舰——这也是和小迎角性能直接相关——那么为什么歼20陆版起降时就不担心擦地角呢——还是因为歼20中等后掠角机翼优化了小迎角段的升力特性，用不着传统鸭翼机和无尾三角翼机用较大的迎角来确保低速升力改善起降能力