歼20换装太行WS15发动机后，会取消机尾腹鳍吗？为何我国研制的许多飞机尾部都有尾鳍_腹鳍_战斗机_性能

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• 歼20换装太行WS15发动机后，会取消机尾腹鳍吗
• 为何我国研制的许多飞机尾部都有尾鳍

歼20换装太行WS15发动机后，会取消机尾腹鳍吗

图注：歼-20的腹鳍，主要是起到增加航向稳定性的作用

首先要说明一下，歼-20计划分两阶段，第一阶段使用某型国产改进型发动机；第二阶段换装WS-15“峨眉”第五代涡扇发动机——这也是歼-20最终的目标发动机。

要问歼-20换装WS-15后，会不会取消腹鳍，先来看看歼-20的腹鳍是做什么用的。

第一，歼-20的腹鳍，首先起到的是增强战斗机航向稳定性的作用，歼-20与苏-57（T-50）一样，没有选择F-22那样高大的固定式双V尾，而是采用了全动式V尾，全动式V尾整合进五代机的飞火推一体化飞行控制系统，与其它作动面以及矢量推力发动机综合作用，有利于提高飞机的机动性能；同时V尾高度和面积大幅减小，飞机飞行阻力也大幅减小，有利于提高歼-20的超声速机动性能特别是超声速巡航性能；此外，对于第五代战斗机而言，拥有较大面积的V尾是一个很明显的雷达反射特征，减小V尾面积，同样有利于隐身。但全动V尾面积和高度减小，带来一个显著问题，就是飞机航向稳定性变差，因为V尾的一个很大作用就是保障飞机的航向稳定。特别是在战斗机进行大迎角超机动飞行时，由于机身在前的屏蔽作用，矮小的V尾所起到的航向稳定作用就进一步下降，这会削弱歼-20的超机动性能。为了解决这一问题，歼-20设计了两片腹鳍，保证了歼-20在大迎角状态下依旧有非常优秀的机动性能。

第二，歼-20的腹鳍还是一项红外隐身技术，腹鳍作为歼-20后机身的一个遮挡结构存在。我们可以看到，由于腹鳍位于发动机尾喷口两侧，从后向的多个角度看去，腹鳍都起到了有效遮蔽尾喷口的效果，只有在少数角度，可以避开腹鳍直接看到尾喷口，而这些腹鳍能够遮挡住的角度，最终构成了一个相当大的角度范围区间，在此区间内，歼-20发动机尾喷口的红外特征得到很好的屏蔽。

鉴于腹鳍设计在歼-20上所起到的重要作用，因此歼-20第二阶段研制定型后，依旧保留腹鳍的可能性是很高的。虽然腹鳍不利于隐身，也会产生一定的阻力，但它被机身挡在后面，对于前向雷达RCS的影响微乎其微。

当然，也有的看法认为，如果歼-20第二阶段的推力矢量喷管投入使用，完全可以在大迎角超机动飞行时与V尾综合作动，起到增强航向稳定性的作用，因此当第二阶段使用WS-15发动机及推力矢量喷管技术后，腹鳍是可以取消的。这种可能性从理论上讲是完全存在的。从目前技术水平来看，第一代和第二代矢量推力技术，虽然实现了“飞发一体”控制，但由于发动机推力矢量响应速度仍然不够快，对飞控的参与程度和深度也比较初步，因此取消腹鳍，会给“飞发一体”的飞控系统设计带来一定挑战和压力。此外，腹鳍能起到一定的红外隐身效果，取消腹鳍后，要想保证红外隐身不打折，需要进一步改善涡扇-15发动机的后腔体隐身效果，利用新技术增强发动机尾流掺混降温效果。

综合而言，换装WS-15后，如果选择保留腹鳍，在技术上较为简单，更易于实现；而选择取消腹鳍，则有一定技术难度和挑战。在两者之间如何选择，关键看设计方如何进行权衡和选择。从追求更高标准、更高性能而言，笔者倾向于取消腹鳍，毕竟在隐身和减阻，特别是后者上，取消腹鳍是能起到很明显的作用的。隐身和超声速机动被很多专家认为是五代机4S性能中排名最靠前的两个，取消腹鳍有利于隐身和超声速机动，能做到当然是最好的。

为何我国研制的许多飞机尾部都有尾鳍

题目所说的尾鳍其实是腹鳍，通常安装在飞机的尾部下方，有单片的叫单腹鳍，也有双片的叫双腹鳍，形状各有所不同，但原理都是一样的。飞机腹鳍可以看做是战斗机垂尾的一部分，被称为下垂尾，只不过腹鳍不是一个可以操控的翼面。有的战斗机腹鳍比较大，为了防止起飞或者是降落时以地面发生接触，被设计成可折叠式的。腹鳍的作用是什么呢？

飞机的操纵面有机翼、平尾翼、垂直尾翼构成，有的没有平尾翼，有的有鸭翼，总体来说，都是围绕操控性能来设计。战斗机对机动性能要求高，而机动性能和战斗机的翼面结构有重要关系，要保证控制翼面舵效率高，灵活。腹鳍的主要作用是增加飞机航向稳定性，保持飞机飞机的平衡性能。战斗机超音速飞行时，大迎角状态下战斗机的垂直尾翼会被机身机翼阻挡空气气流通过垂尾，导致垂直尾翼的翼面舵效率降低，因而使航向机动性能下降，而腹鳍则不会受到影响，能够补充垂直尾翼的舵面效应，起到稳定航向的作用。

腹鳍安装在下腹部靠近发动机的位置，和上垂尾基本上成对称安装，可以起到放宽纵向静稳定的作用，能够使飞机由垂尾产生的纵向空气动力性下移到机身轴线位置，使飞机在一定侧滑状态飞行时，有效降低滚转力矩，增加飞行操纵稳定性。腹鳍在具备超音速飞行性能的战斗机上普遍存在，其优点是结构简单，作用性能好，安装方便，我国战斗机多采用腹鳍设计，包括在歼-20隐身战斗机上也同样有腹鳍设计。腹鳍通常采用轻金属材料，腹鳍除了做为下垂尾使用，它的内部也可以安装通讯设备，因此，腹鳍可以使用透波材料设计，一举两得。

我国的战斗机使用腹鳍的原因主要是技术成熟，也符合我国战斗机设计的需要，我国的战斗机机体通常都比较长，例如，歼八，歼八II系列，飞豹战斗机，都有一定长度，依靠增加上垂尾的面积提高舵效显然是不合适的，因此，采用了腹鳍来提高飞机的航向稳定性能和平衡性能。歼-20使用腹鳍也有这个意思，同时能够遮挡发动机的尾喷口，有利于隐身。腹鳍对于飞行阻力增加没有必然的关系，也不会增加雷达反射信号。F-15有腹鳍，后来取消了腹鳍，不过，根据F-15的实战使用表面，取消腹鳍并没有使其作战性能有什么改变，并没有提高性能的作用。腹鳍的安装是根据性能需要，不代表落后与否。

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