战斗机的气动布局

飞机气动布局简介想必很多人对飞机很感兴趣，因为飞机大多是很漂亮的，流线型的机身，舒展的机翼，实现了人类在蓝天翱翔的梦想。

其实飞机外型的美观虽然是人类主动的设计创作，而实质却是受制于空气阻力的被动结果，从某种意义上讲，这种符合人类审美标准的流畅线条其实是空气动力原理的杰作。

大千世界千变万化，飞机也是形态各异，大的、小的、胖的、瘦的，四个翅膀的、两个翅膀的甚至还有一个翅膀的，打个比方，飞机的式样就像宠物狗一样，当真是品种丰富，血统复杂。

俗话说外行看热闹，内行看门道，既然飞机的外观是空气动力原理决定的，那么这么多种飞机的形状在飞机设计中就有个称谓，叫做空气动力布局。

下面我们就逐一介绍一下各种气动布局，当了解到气动布局这个概念后再回过头来看这些飞机，就会发现自己不会再看花眼了，其实全世界的飞机品种再多，也无非就以下这几种气动布局而已。

各种空气动力布局的主要差别就在于机翼位置上的差别，首先介绍一个最常见的布局——常规布局。

这种布局的特点是有主机翼和水平尾翼，大的主机翼在前，小机翼也就是水平尾翼在后，有一个或者两个垂直尾翼。

世界上绝大多数飞机属于这种气动布局，特别是客运、货运大型飞机，几乎全是这种布局，例如波音系列、欧洲的空中客车系列，我国的运七、运八、ARJ21，美国的C130等。

我国的军用飞机中除了歼10猛龙战斗机以外，都是常规气动布局。

常规布局最大的优点是技术成熟，这是航空发展史上最早广泛使用的布局，理论研究已经非常完善，生产技术也成熟而又稳定，同其他气动布局相比各项性能比较均衡，所以目前无论是民用飞机还是军用飞机绝大多数使用这种气动布局。

常规气动布局机型——我国的ARJ21祥凤支线客机常规气动布局机型——我国的FC-1枭龙歼击机常规气动布局机型——我国的歼11B歼击机常规布局中还有一个另类——变后掠翼布局，就是主翼的后掠角度可以改变，高速飞行可以加大后掠角，相当于飞鸟收起翅膀，低速飞行时减小后掠角，展开翅膀。

三角翼飞机论述——空气动力学大作业报告人：魏滨邦完成日期: 2010.11.24目录一、气动布局的形式1. 常归布局2.无尾或飞翼布局3.鸭式布局4.变后掠翼布局5.三翼面布局2、三角翼飞机论述1.三角翼飞机-概况2.三角翼飞机-飞行原理3.三角翼飞机-优点4.三角翼飞机-缺点5.三角翼飞机-分类6.三角翼飞机-发展三、未来改进设想四、对于歼八的反思气动布局的形式1.常归布局：水平尾翼在机翼之后飞机设计师们通常将飞机的水平尾翼和垂直尾翼都放在机翼后面的飞机尾部。

这种布局一直沿用到现在，也是现代飞机最经常采用的气动布局，因此称之为“常规布局”。

2.无尾或飞翼布局目前研究和采用的无尾布局通常是指飞机没有水平尾翼，而飞翼布局的飞机只有机翼；在无尾布局的飞机上，副翼兼顾了平尾的作用。

省去了平尾，可以减少飞机的重量和阻力，使之容易跨过音速阻力突增区，其缺点主要是起降性能差。

无尾布局的飞机高空高速性能好，适合做截击机用。

但其低空区音速机动性能差，不符合现代飞机发展趋势，正逐渐被鸭式布局所取代。

3.鸭式布局鸭式布局，是一种十分适合于超音速空战的气动布局。

早在二战前，前苏联已经发现如果将水平尾翼移到主翼之前的机头两侧，就可以用较小的翼面来达到同样的操纵效能，而且前翼和机翼可以同时产生升力，而不像水平尾翼那样，平衡俯仰力矩多数情况下会产生负升力。

早期的鸭式布局飞起来像一只鸭子，“鸭式布局”由此得名。

4.变后掠翼布局掠角在飞行中可以改变的机翼称之为变后掠翼。

在飞机的设计工作中，有一个不易克服的矛盾：要想提高飞行M 数，必须选择大后掠角、小展弦比的机翼，以降低飞机的激波阻力，但此类机翼在亚音速状态时升力较小，诱导阻力较大，效率不高。

从空气动力学的角度讲，要同时满足飞机对超音速飞行、亚音速巡航和短矩起降的要求，最好是让机翼变后掠，用不同的后掠角去适应不同的飞行状态。

5.三翼面布局在常规布局的飞机主翼前机身两侧增加一对鸭翼的布局称为“三翼面布局”。

飞机的常见气动布局亲爱的同学们大家好：今天，我想和大家讲一讲，飞机的常见气动布局。

大家知道的都有哪些呢？目前我们所知的可行的飞机的空气动力布局方式有：常规、鸭式、三翼面、变后掠、无尾、飞翼、前掠翼。

这些布局方式各有特色各有长短，我将为大家逐个讲解。

首先是常规，常规布局也就是主翼在前，水平尾翼在后，有一个或两个垂尾的气动布局方式。

使用这种气动布局设计的具有代表性的战斗机有，美国——洛克希德马丁公司：F22猛禽。

俄罗斯——苏霍伊设计局：苏27侧卫。

但其实，我们常见的客货机几乎全是这种设计的。

常规布局的优点是技术成熟，理论研究已经非常完善，生产技术也成熟而又稳定，同其他气动布局相比各项性能比较均衡。

只是由于均衡所以也没有特别出色的地方。

然后是鸭式。

因为当初这种气动布局的飞机飞起来像鸭子，故此得名。

说到鸭式布局，我们就不得不说世界上第一架飞机——莱特兄弟的飞行者一号。

它所使用的布局其实就是鸭式布局。

鸭式布局也是主翼在后面，前面加个小机翼叫做鸭翼。

简单地来看，鸭式布局就是将常规布局中的水平位移移到了主翼前方，但鸭翼与平尾并不是一个概念。

虽然鸭翼也承担着控制俯仰的责任，但除此之外，鸭翼还会产生涡流。

这些涡流吹过主翼会带来强大的增升效果，也就是说，鸭翼能提供额外的升力。

如此，鸭式布局的飞机的短距起降性能更强，因为它们在低速度状况下也能获得较高的升力。

鸭式布局的飞机在高速飞行中有着更高的稳定性，机动性也要比常规布局飞机更加出色。

有时鸭式布局飞机还会在机身的后下方增加两片叫做腹鳍的翼面，以增加大迎角情态下的飞行稳定性，这是因为在大迎角情态下，常规布局的飞机的垂尾还会接触到由主翼和平尾的间隙间吹过的气流，而鸭式布局的飞机的主翼往往会阻断流往垂尾的气流，如此垂尾便不能很好地控制飞机的水平方向稳定，而在机身下方增加的腹鳍则能解决这个问题。

这也是鸭式布局飞机的一个不同之处。

鸭式布局设计的代表战机有：中国成飞歼20，欧洲双风：阵风、台风。

摘要我们看到任何一架飞机，首先注意到的就是气动布局。

飞机外形构造和大部件的布局与飞机的动态特性及所受到的空气动力密切相关。

关系到飞机的飞行特征及性能。

故将飞机外部总体形态布局与位置安排称作气动布局。

简单地说，气动布局就是指飞机的各翼面，如主翼、尾翼等是如何放置的，气动布局主要决定飞机的机动性，至于发动机、座舱以及武器等放在哪里的问题，则笼统地称为飞机的总体布局。

飞机的设计任务不同，机动性要求也不一样，这必然导致气动布局形态各异。

现代作战飞机的气动外形有很多种，平直机翼布局、后掠翼布局、变后掠翼布局、无尾翼布局、鸭式布局、三翼面布局、前掠翼布局等。

而以巡航姿态为主的运输机等大型飞机，其气动布局就相对比较单一，主要以常规布局为主关键词：翼型；尾翼；气动外形；空气动力目录引言 (1)一、现代飞机常见气动外形 (2)（一）作战飞机气动外形 (2)（二）非作战飞机气动外形 (7)二、国内飞机常见气动外形 (7)（一）作战飞机气动外形 (7)（二）非作战飞机气动外形 (9)三、飞机气动外形发展 (11)（一）作战飞机气动外形的发展 (11)（二）非作战飞机气动外形的发展 (11)四、我国大飞机气动布局设计的发展建议 (15)致谢 (17)参考文献 (18)引言自从莱特兄弟发明第一架飞机以来，航空科技一直伴随着科技革命的推进迅速发展，由于该行业属于技术密集型，因此也使得航空科技一直云集着该时代最先进的科技成果，和众多的行业精英。

因此航空技术往往代表着一个时代的科技水平，也促进和引领着科技进步。

而一个时代的航空科技水平则主要体现在该时期的航空器上，飞机作为数量最多、最为常见的航空器，当然代表着一个时代航空科技的水平。

而一个时代飞机的技术水准，则直观的体现在飞机的气动外形上。

从飞机的气动外形我们就可以看出：这个时代航空科技的总体水平，这个时代的设计理念，甚至这个时代的军事政治战略格局等等。

因此，研究飞机的气动外形及其发展，对于我们学习航空科技进而了解世界科技、历史、军事、政治等方面知识有着深远的意义。

科普贴空气动力学之鸭式布局我国的歼-10战机有一个天才叫巴迪特里希?屈西曼，近代空气动力学的开创者和奠定者，前期服务于纳粹德国，战后被瓜分到英国。

这位牛逼est的人物在1953年写了《空气动力学》，至今是全世界高等教育航空专业的指定教材。

在英国的第一个十年，他领导了后掠翼用于高速飞机的研究，提出屈西曼翼尖，屈西曼整流罩等设计概念，建立了任意展弦比后掠翼载荷计算方法，这个方法仍是现在亚音速后掠翼设计的基础算法之一;第二个十年，研究开创了航空史上第二个使用流型--脱体涡流型，这是直到今天先进战斗机的发展基础;最后十年，屈西曼研究了第三个流型--高超音速流型，创立了乘波机的概念，今天的加莱特和DSI进气道也只是乘波理论中两个较初级的衍生物。

到60年代初，二代战斗机的气动布局设计主要特点仍是保持附着流型以避免和抑制气流分离;但对机动性的追求要求可使用迎角不断加大，分离不可避免。

随着近距耦合固定鸭翼的瑞典SAAB-37战斗机将涡升力的应用实用化，实现了对气流分离的控制和利用，脱体涡流型开始被广泛的应用直到今天。

战斗机对涡升力的应用，主要是依靠气流从涡流发生器(鸭翼，边条)前缘分离出稳定的漩涡，高速旋转的气流提高了机翼表面的负压，漩涡强度随迎角增大而增大，产生很大的涡升力，在升力线斜率上表现出明显的强烈性，非线性。

因此涡升力在带来巨大升力收益的同时，也对战斗机的控制技术提出了同样巨大的挑战。

从对涡升力的应用水平(同时也大致代表了主动控制水平)来看，三代机的气动水平可以划分为三个阶段。

第一个阶段以F-15为典型，这种早期的三代机并没有涡流发生器，没有应用涡升力，静稳定布局，控制增稳;第二个阶段是F-16(真正的第一款三代战斗机)和苏-27，以小边条作为涡流发生器是其共有的特征，并开始放宽静稳定度，模拟电传足以满足控制需求;第三个阶段，一方面是使用大边条的F/-18E/F和我国的FC-1，另一方面是使用可动鸭翼的欧洲台风，阵风，鹰狮和我国的歼-10，这个阶段的战斗机都已经采用高度静不稳定设计，模拟电传已经不能满足需求，数字电传成为标准配置。

第1篇一、实验目的1. 了解和掌握不同气动布局的基本原理和特点。

2. 分析不同气动布局对飞行器性能的影响。

3. 通过实验验证理论知识的正确性。

二、实验器材1. 气动模型（如飞机模型、导弹模型等）2. 风洞实验装置3. 数据采集与分析软件4. 测量工具（如风速计、压力计等）三、实验原理气动布局是指飞行器各个部件的相对位置布置，它直接影响飞行器的空气动力学性能。

不同的气动布局具有不同的升力、阻力、稳定性、机动性等特性。

四、实验内容1. 常规气动布局实验（1）实验步骤：将气动模型置于风洞中，调整角度和速度，记录升力、阻力等数据。

（2）数据分析：分析常规气动布局在不同攻角和速度下的升力、阻力特性。

2. 鸭式气动布局实验（1）实验步骤：将鸭式气动布局模型置于风洞中，调整角度和速度，记录升力、阻力等数据。

（2）数据分析：比较鸭式气动布局与常规气动布局在不同攻角和速度下的升力、阻力特性。

3. 飞翼布局实验（1）实验步骤：将飞翼布局模型置于风洞中，调整角度和速度，记录升力、阻力等数据。

（2）数据分析：分析飞翼布局在不同攻角和速度下的升力、阻力特性。

4. 三翼面布局实验（1）实验步骤：将三翼面布局模型置于风洞中，调整角度和速度，记录升力、阻力等数据。

（2）数据分析：比较三翼面布局与常规气动布局在不同攻角和速度下的升力、阻力特性。

五、实验结果与分析1. 常规气动布局常规气动布局具有较好的稳定性和机动性，但升力系数相对较低。

在低速和低攻角下，升力系数较高；在高速和高攻角下，升力系数较低。

2. 鸭式气动布局鸭式气动布局具有较好的机动性和升力系数，但稳定性较差。

在低速和低攻角下，升力系数较高；在高速和高攻角下，升力系数较低。

3. 飞翼布局飞翼布局具有较好的升力系数和隐身性能，但机动性和稳定性较差。

在低速和低攻角下，升力系数较高；在高速和高攻角下，升力系数较低。

4. 三翼面布局三翼面布局具有较好的升力系数、稳定性和机动性。

摘要飞机姿态控制包含俯仰（pitch）、滚转（roll）与偏航（yaw）方向，其中俯仰方向安定性和操控性是对飞行安全最重要的飞控参数。

如果以俯仰控制面安装位置对飞机分类，则可分为鸭翼（canard，法文鸭子的意思，来源于法国报纸对莱特兄弟飞机的描述）、水平尾翼（horizontal tail）、无尾翼（tailless）以及同时安装鸭翼和水平尾翼的三翼面（three surface）布局。

鸭翼布局虽然具有较佳升力特性，但如果未能妥善处理好鸭翼涡流与主翼、机身及垂直尾翼流场间的交互作用，将对飞行稳定与姿态控制产生不良影响。

但这个缺点在近距耦合概念诞生，并结合线传飞控系统后已经得到改善，诞生了几种成功的鸭翼战斗机。

本文从气动力学的观点出发，在不考虑飞控系统与推力矢量控制运用的成熟性、结构负荷极限、战场场景想定与战术运用等外在因素的情况下，对鸭翼布局的气动特点进行初探。

鸭翼-三角翼布局水平尾翼布局无尾三角翼布局三翼面布局前言人类第一架载人动力飞机“飞行者”号采用的就是鸭翼布局，该布局与水平尾翼布局相比，具较佳的升力特性，所以在飞机早期发展史上也能偶尔见到鸭翼布局战斗机。

但因为鸭翼布局复杂的气动特性，特别是缺乏足够的纵向恢复力矩，所以虽然最早运用在飞机上，却没有被后续战斗机普遍运用，水平尾翼布局反而成为“传统布局”。

随着线传飞控系统的诞生，因鸭翼与主翼间复杂气流交互作用导致的操控问题得以解决，推力矢量控制进一步解决俯仰方向控制。

欧洲和中国的新一代战斗机，因侧重瞬间转弯能力以及短场起降需求，多采鸭翼布局设计，而美俄则继续坚持传统布局战斗机。

显见两种布局各具优点，使设计人员于在不同设计考虑下，在两种迥异的气动外形下，依据战场环境与作战需求设计出各自的性能优异的战斗机。

中国的歼-20是目前唯一的鸭翼布局隐身战斗机随着中距空空导弹的日益普及，视距外交战（beyond visual range, BVR）已成为未来空战的必然模式，战斗机操控性似乎不如武器性能重要。