中国第五代战斗机的结构设计

从第四代战斗机(如F-16)开始,战斗机的气动设计就采用了“涡升力”技术。即在主翼前方,利用边条翼和鸭翼产生强涡流,涡流经过主翼上翼面时,可以大大增加主翼的升力,这就是“涡流升力”的概念。第四代战斗机,如F-16、J-10,通过采用“涡升力”技术,获得了比F-4、J-7好得多的机动性。F-22采用进一步发展的“涡升力”技术,采用三段边条产生更强的组合涡;此外,它的边条不再是传统的边条机翼。F-22利用机头边缘线、进气道上唇和进气道前缘线产生涡流,付出的阻力更小,更有利于隐身。

中国的第五代战斗机也采用了类似于F-22的3段“脊线”边条,进气道前方安装了明显上反角的鸭翼。这应该是因为鸭翼的安装位置与主翼在同一平面内,反角可以改善涡流位置,保证其越过主翼上翼面。边条和鸭翼两种措施同时出现,所以中国第五代战机要比F-22充分利用“涡升力”。中国第五代战机采用了向外倾斜的双垂尾设计,全垂尾。这是一个结合使用“涡升力”的设计。涡强度的增加会影响垂尾,降低飞机的纵向稳定性,需要减小垂尾面积;但减小垂尾面积会降低垂尾效率,需要采用全动垂尾来解决。

此外,中国第五代战斗机还有F-22没有的腹鳍,这是增加飞机大迎角纵向稳定性的措施。俄罗斯的T-50也采用了全动垂尾的腹鳍设计。腹鳍会增加额外的重量,对隐身造成不利影响,后面会不会取消可能要看试飞情况。中国第五代战斗机使用了DSI进气道。DSI进气道最早应该是用在美国的F-35战斗机上,然后中国的程菲也被用在枭龙战斗机上。DSI进气道通过进气道前方的三维凸起消除空气边界层,具有重量轻、适应速度范围广、不影响隐身的优点。中国第五代战斗机的进气道靠近机身侧面的细长四边形,3D凸起位于进气道上半部前方,设计独特。

从起落架舱位于机身侧面来看,中国第五代战斗机的进气道设计采用S型弯曲,进气道横向尺寸很窄,估计会完全屏蔽发动机风扇,有利于隐身。从起落架舱位于机身侧面也可以推断,中国的第五代战斗机和F-22一样,主弹舱位于机身腹部。这也是一个重要的隐身措施。内部武器可以消除外部武器与机体的相互反射效应,同时可以大大降低飞行阻力。据悉,我国相关工厂已经研制出用于弹舱发射导弹的伸缩式导弹发射装置,配合第五代战斗机的研制。

尚不清楚中国第五代战斗机是否会在进气口和起落架舱之间设置侧副弹舱。F-22已经在这个位置放置了两枚较小的AIM-9X战斗导弹。中国第五代战机驾驶舱前没有凸起的红外探测系统。可能采用分布式红外探测系统,类似于F-35的DAS系统,即在机身不同部位安装光学窗口,然后由后台数据处理系统对不同设备获得的图像进行融合。这样做的好处是省略了机械旋转机构,光学器件可以最大限度的嵌入机身。此外,窗口的锯齿处理将减少系统的体积和重量,提高飞机的隐身能力。