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对四代机弹舱设计的多用途性思考和YY鹘鹰上舰的话对弹舱的调整

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四代机为了隐形搞了内置弹舱,而这个内置弹舱却给四代机设计带来诸多麻烦,对结构强度、进气道、发动机布置等都产生影响,对飞机外挂也产生影响,也对战斗机的多用途性造成了影响,下面简单分析一下各个四代机弹舱设计,然后提出一些看法和设想。

一、当前几种四代机弹舱设计简单分析
1、F-22弹舱设计:
F-22,F-22主弹舱布置在机身腹部,由于其定位是在空中优势,而且早期空空弹的弹翼较大,所以格斗弹舱比较大,现在看有点空间浪费。而中距弹弹舱一 开始只装4枚,后来弹翼缩小后能够装6枚,不过弹舱设计主要考虑防空弹舱并不规则,挂攻击弹总是比较困难,最大能挂500攻击弹,这严格的限制了其多用途 性。
2、YF-23弹舱
YF-23弹舱是个单个深度较深的弹舱,这个弹舱宽度不够宽,这使得发射空空弹是个难题,因为空空弹通常体积不大但需要一定数量,所以YF-23曾经设想 过类似轰炸机抛放炸弹方式把导弹发射出去,也设想过搞一个大型的可伸出挂架把导弹整体伸出去,不过这些东西都没有实弹演练过,不像YF-22实打实的发射 过,所以本身是否可行是有些疑问的。另外YF-23没有格斗弹舱,后来给工程发展型号才搞了个格斗弹舱,不过最终只是纸面上的文章,并没有成为实际东西来 证明其可行。当然YF-23的窄深弹舱在轰炸机上有过,所以挂一些大型弹药应该不是太大问题,也能够顺利抛出。
3、F-35弹舱
F-35弹舱设计受到整体气动布局的影响,单发发动机和中间部位要布置升力风扇,所以中间位置是无法用的,垂直起降型号使得机身长度短这让弹舱与发动机产 生了重叠,所以最后弹舱就是一个不规整的外侧深内侧浅的形状,作为标准挂载2攻击弹2中距弹是挺不错,但是如果防空用时虽然弹舱空间够但空空弹如何顺利进 出弹舱成为一个麻烦。另外格斗弹目前不好处置,采用外挂方式,未来如果能够有发射后锁定技术,就能够把导弹放到内置弹舱,或者是把格斗弹挂到中距弹位置, 在使用时一直开着弹舱格斗。

4、T-50弹舱
应该说T-50弹舱还是比较有特点,两个前后串列的主弹舱不与进气道和发动机抢占空间,相应深度也可以设置较深,应该说多用途性还算不错。而格斗弹舱放置 的位置也比较特别,占据空间也不算大(很多人对是否有格斗弹舱存有疑问,个人认为这个不应该有太大疑问,这里不去争执这个事情,大家持续看)。T-50这 样布置弹舱的问题是大家诟病的隐形问题,实际上弹舱设计是和整体布置还有多方面因素都有关,T-50当前处理方式到底好与坏真的很难说,只能说在实际使用 中拭目以待。

5、J-20弹舱
J-20的主弹舱露面后个人就分析过,明显J-20主弹舱比F-22更规整,深度更深,所以J-20的主弹舱多用途性超过F-22是肯定的,至于超过多少 则依赖于具体的内部尺寸,这个就不好估计了,毕竟我们现在没有数据。J-20侧弹舱发射的是缩小弹翼后的格斗弹,所以侧弹舱总容积肯定小于F-22,这算 是后发优势吧,空间浪费算是比较小的。
6、鹘鹰弹舱
鹘鹰弹舱曾经论坛上贴出挂了6枚弹,其中4枚较大2枚较小,可以认为是4中2近,而且这个4中并不是J-20弹舱照片中的所谓四中,J-20照片中的4中 恐怕都可以算是远距弹的体积了。所以鹘鹰里面的4中可以认为是4枚体积较小的中距弹。鹘鹰的两个较小弹可以认为是格斗弹,其发射方式可以采用J-20格斗 弹通过挂架伸出绕过弹舱门方式伸出,这个可以实现,原理上也不会是太大问题。鹘鹰这样设计能够提供一定的弹舱设计灵活性,没有侧弹舱也可以让主弹舱设计更 为规整,对实现多用途方面也有一定好处。

二、多用途弹舱设计的要求

弹舱要多用途就需要弹舱即能够发射空空弹,也能够发射多种攻击弹,而这两者分别对弹舱的宽度和深度提出了要求。
1、发射空空弹的要求:宽度
空空弹一般体积小翼展大,装载数量多,所以发射空空弹要求弹舱具有一定的宽度,希望发射时不互相影响,沿着宽度一字排开显然比有一定重叠更好发射,在这方 面F-22算是比较好的设计,而YF-23和F-35就有点弹舱宽度不太够的问题,发射空空弹总感觉大空间没有被利用上。J-20和T-50其实可以算和 F-22相同。

2、发射攻击弹的要求:深度和长度
攻击弹一般体积大重量大,长度也大,这就要求弹舱具有一定深度和长度,没有深度和长度,攻击弹都装不进去,何谈发射。在这方面F-22的弹舱就不是很好, 而F-35则就更为有利。而T-50和J-20应该算是后来发展,做了折中。鹘鹰估计也是在深度上做了一些文章,有可能在装攻击弹时提供一定的空间,但到 底多大空间这个不好说,毕竟鹘鹰机身厚度没有那么厚,能做到什么程度也不好猜测。

3、弹舱的宽度、深度、长度的矛盾的思考
弹舱毕竟占据一定的机体空间,弹舱的宽度、深度和长度都给机体布局带来难题,而容积一定情况下如何在宽度、深度和长度做好协调,并且在机身上号布置真的是个不小的难题。另外弹舱是要开大的孔,对结构设计有有很多不利之处。
现在的解决办法中,目前采用比较多的是2个主弹舱设计,F-22、J-20、T-50、鹘鹰都是这样设计,这样做的好处是宽度问题好处理,而多用途化 就靠增加深度。另外2个主弹舱设计使得每个主弹舱的宽度都比较小,这样在结构受力有好处。不过这样做空间利用率未必理想。而在深度设计上比较侧重的YF- 23和F-35,挂攻击弹是空间利用率不错,但挂空空弹时就有点浪费。而YF-23则更为夸张,其深度更深,即便是挂攻击弹其空间利用到底如何也都难以判 断。

三、关于弹舱多用途的设想

前面看出双主弹舱有其优势,不过双主弹舱两个弹舱隔开后其空间利用也难说多么好,尤其是挂弹翼较大的弹药时,两个弹舱有四个侧面,弹与侧面之间要留足够的间隙,这就要求有4个间隙,这些间隙存在就有空间浪费的问题。

个人设想能不能把左右两个主弹舱合并成一个,这样相当于取消了两个侧面,也就相当于取消了弹翼与两个侧面之间的间隙,然后让导弹之间可以错开弹翼,从而提 高空间利用。实际上这点也不难理解,譬如把一个大空间隔成两个小空间,在空间利用上就会多出一些必须的隔墙和操作空间而产生一些浪费,而一个大空间在这方 面就会好一些。

单一的大空间可以让挂空空弹时宽度利用率高,这样如果挂同样数量空空弹那么宽度会减少,从而可以节省宽度空间给深度和长度,这样就可以挂载直径和体积更大 的攻击弹,达到在发射空空弹和攻击弹之间多用途上的较好平衡。另外弹舱宽度减少后由于打通两个单弹舱带来的强度削弱问题通过缩小宽度得以改善。

当然这个单一空间来满足多用途方面要求也不是万灵药,因为空间到一定程度还是需要考虑与总体协调,举个简单例子,假设把J-20的两个主弹舱的隔断取消, 而在这个隔断结构位置并不能增加一枚空空弹到7枚,如果要增加空空弹,那么就需要加宽弹舱,但加宽弹舱的结果也只是增加1枚导弹,而这样付出的对结构强度 的不利抵消了这样做的好处。而如果缩小宽度,那么进行像F-22那样的重叠,那么上下前后所有交错重叠的结果就是装5枚弹更合适,这反而减少了空空弹,对 于这样大的机体来说装5枚弹真的优点浪费。

所以单一大弹舱设计也与机身有个最优匹配。从宽度上来看单一大弹舱装5枚弹比较合适,这5枚弹可以像F-22那样前后、左右、上下错开,从而使得宽度得以节省,而7枚弹即便节省宽度也会比现在6枚弹宽,而宽度增加对结构强度和弹舱门大小设置都不利。

如果单一大弹舱是5枚弹合适,那么这样的单一大弹舱适合的体积不大的中型机,并不是很合适体积大的重型机。换句话说适合当前鹘鹰而不适合J-20。当鹘鹰 把主弹舱设置成单一大弹舱,腾出的宽度空间可以用来设置格斗弹舱,总的容弹量从4中2近变为5中2近,另外在弹舱的多用途性方面也能够扩展。

四、鹘鹰上舰和弹舱调整

根据前面分析结果,建议是一个大弹舱,宽度缩短,长度加长,考虑到现在4.5米已经难以有扩充空间,所以加长机身0.5米,这加长的0.5米可以让弹舱 加长到5米。另外考虑到上舰要降低着舰速度,需要增大机翼面积,故机翼翼展放大到13米。机身加长后侧面具有空间来设置侧弹舱。具体设想如下:

这样做的好处是主弹舱舱门结构简单,主弹舱挂载灵活。不利之处是抛放弹药两个舱门都必须打开,舱门比较大受到气动影响大。

很多东西都是瞎想,并不是很靠谱,只是供大家参考:

下面图是在“草根设计师”画的鹘鹰CAD图上改的,这里谢过草根。
(重新修改过的图,按照机长17.5米,翼展13米,机翼后掠角37°来改的,也不是很准确,供参考)

130037jee06ran0s727sac.jpg.thumb 130038zz8ebxa3xew0wj5j.jpg.thumb 130039q6792z2o11vmu4v6.jpg.thumb 130040whvlg00zelnddjec.jpg.thumb 130041ikak0v6rbaz2k7rz.jpg.thumb 130043cjjt5pied27tdwb2.jpg.thumb 130045xndd5ki0icoo2doj.jpg.thumb

上一个和F-35C比较的图,注意中间的图是把F-35C给拉长了机身,机翼没变。
这个和F-35C比较主要是看机翼面积的情况,另外一个是后面楼下讨论时提到好看不好看的问题,个人认为F-35C机身拉长点比现在好看,所以用画笔胡乱拉长让大家看看效果。
(点击图片可看大图)

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五、大舱门强度处理问题

大舱门开启关闭可能是个难点,但现实中已经有很多大舱门,譬如轰六上的舱门、F-111上的舱门。这里的舱门结构是我个人瞎想的,主要是考虑在气流冲击时能不能稳定。其实可能不需要,因为F-111是可以飞超音速的,如果有问题可能早有问题了。

轰六炸弹舱和舱门

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如果大舱门仍然认为是难点,尤其是左右没有支撑带来空中飞行时舱门受气流冲击的问题,可以让左右舱门相互锁定来减轻这种情况,具体实现办法是:
在弹舱门上设置电动驱动的锁定机构,即当两个舱门关闭后,电动驱动结构可以将两个舱门之间连接锁定,这样舱门在空中受力会更好,结构上也可以实现。像黑鹰直升机等的旋翼折叠结构都用了电动驱动,所以这个舱门上用类似原理来实现问题也不是很大。

http://lt.cjdby.net/thread-1814268-1-1.html



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