歼35或者说舰载鹘鹰的甲板调运模型已多次在“福建”号上出现,就不知何时开展实机起降试验了。一些601所之前发表的舰载机气动设计方面的文章也开始引起了大家的注意。其中最引人注目的是《隐身舰载战斗机气动力设计关键技术》(以下简称《设计》)。
在文章中,“跨超声速精细化减阻设计”这一节提到了非常有价值的一条信息:通过优化调整局部外形曲面,进行机身精细化减阻设计。相应的风洞试验表明,通过上述减阻措施,全机可以获得10%左右的减阻收益,满足了水平加速性指标。
之前我曾经在文章《新版鹘鹰与舰载预警机现身》中提到这一版鹘鹰的座舱后部整流罩比之前的版本更肥大,更接近于F35的构型。当时曾猜测这是为了增大机身内部容积,但《设计》一文中明确指出这是为了实现在超跨音速段减阻:
……在战斗机巡航的过程中,座舱等正向迎风部件处会产生强激波,在激波之后通过膨胀波使压力逐渐恢复,在激波后方会出现逆压梯度区域。导致全机阻力增加。数值模拟局部流场分析表明, 前机身处座舱后的膨胀波强度较大,对阻力影响大。将座舱脊线曲面进行适当加高设计,可以减缓表面气流膨胀强度,实现逆压梯度的优化。
这里解释一下,膨胀波这种物理现象与大家更为熟悉的激波都是在超音速流中产生的。一般而言,膨胀波在激波之后出现,往往是当激波传播路径上出现一个凸起的折角时产生膨胀波,如下图所示:
对于《设计》文中座舱处的膨胀波,你只要把这张图里的机翼替换成座舱就行了。由于膨胀波的出现,导致了逆压梯度,也就是座舱整流罩靠后的地方压力比靠前的地方大,本来气流是从压力大的地方流向压力小的地方,也就是顺压梯度,而现在反了,故气流就不顺畅了甚至倒流,那么阻力就自然大了。
然后,舰载鹘鹰的设计师把座舱整流罩给垫高了,我理解是等于把气流绕经的那个凸起减缓了,这样也就达到了降低膨胀强度的效果。《设计》文中给出了座舱优化前后构型的对比,其中红色代表原方案,绿色代表优化后的方案。
舰载鹘鹰为超跨音速而进行的气动减阻设计当然不止这一处,《设计》文中还列举了对进气道唇口处、后机身上表面的激波压缩/膨胀波系的优化。达到的效果是:在不降低机身容积的前提下,实现全机10%左右的减阻收益。
虽然文中没有披露任何舰载鹘鹰的水平加速性数据,但从减阻设计都集中在超跨音速段来看,舰载鹘鹰对于超跨音速性能非常重视。结合RD33/93较好的高空推力特性,舰载鹘鹰在高空超跨音速下的表现或许值得期待。
在低速性方面,舰载鹘鹰的设计重点是在隐身要求下保证起降所需的升力。从文中看,鹘鹰没有采取三代舰载机常用的增升效果好的后缘开缝襟翼,原因是隐身效果差。这可能是因为使用开缝襟翼则机翼后缘沿着机翼展向会存在至少两条很长的沟槽,沿翼面的爬行波遇到沟槽会散射,增大了RCS。所以还是采用了简单襟副翼(后缘襟翼和副翼连在一起)与前缘襟翼配合的策略解决起降升力问题。无根据地瞎猜一下,舰载鹘鹰的低速性可能会因为襟翼问题受一定影响。不过鹘鹰毕竟是中型机,其着舰重量应该还不是很大,着舰速度就算高一些拦阻系统大概也还可以承受。
简言之,歼35的低速性主要靠机翼设计,高速性主要靠机身的减阻设计。无论怎样,算是千呼万唤始出来了,好汉还是孬种,就要看它后续的表现了。