向横截面积分布,减小跨、超音速阻力,但会导致纵向转动惯性增大,这对于提高飞机敏捷性和精确控制能力是不利的。机首轴线相对于机身水平基线下倾7°左右,机首两边有边条,flir窗口和边条一体化设计,起到一物两用的目的。边条没有向外延伸到机翼,而是向后膨胀成为鼓包,直至中机身和背脊融合。相对尾撑而言,更应该叫作前撑。鼓包上安装了带上反角的鸭翼,裏面的空间还可以容纳侧向机载雷达系统(slar)或电子干扰设备。两个鸭翼之间是升力风扇,由半圆弧形的盖板遮住,根据需要开关。盖板也是背脊的一部分,变形后还作为驾驶舱前的防护板。中机身下两个进气道舱相隔1米悬挂在中央主翼下,进气道唇口为接近矩形的梯形。主翼面是大展弦比、中等后掠角的上中单梯形翼,使人一看就基本了解到ama-955‘stormbird’註重亚/跨音速性能。后机身带有尾撑,具有承力作用,尾撑也是ms模式中的手臂部分。垂尾和平尾安装在尾撑上,展弦比较大,且都有切尖设计,对改善飞机的高速性能有益。后机身上高高拱起的发动机舱异常突出,之间形成一道沟,加上带有三片折流瓣式偏转叶片的尾喷口造成横截面积很大,使零升阻力加大,对ama-955‘stormbird’的超音速性能造成很大影响。其实这也是可变形战斗机的通病,为了兼顾其它因素,不得不这么做,就连amx-110e.sutherland都没有解决。机身上没有减速板,而是利用鸭翼大角度偏转和垂尾方向舵反向偏转来减速的。整架飞机采用随控布局(v)、自适应技术以及模块化设计,即使机身有部分破损,依然不影响飞行。实战测试中曾经有ama-955的一侧平尾和垂尾被击中,之后那个部分模块被抛掉,飞机还可以操纵飞行的记录。
翼面设计
ama-955之所以选择三翼面布局,一是因为第七计划科从gloucester和sutherland中积累了大量经验,二是延续了以前的设计思想--强调机动性。从sutherland最初立项中可以就看出由于过于强调格斗能力而被空军“另眼相看”。三翼面飞机在许多方面都超过了传统的二翼面飞机。比如美国在“飞机精确控制技术”(pact)项目中发现,f-4pact验证机不需要依赖大的静不稳定度就可得到机动性很大的提高,特别是在m=0.90时单位剩余功率提高量比较大,而这正是飞机作急剧机动格斗常用的m数区。f-15s/mtd验证机表明,鸭面使气动中心前移,增大飞机静不稳定,提高了主动控制系统(act)的效能,比二翼面布局容易实现直接力控制,从而达到对飞行轨迹的精确控制。而且升力线斜率加大,特别是大迎角时升力有明显增大。鸭面控制机翼气流分离的有利干扰在三翼面布局上依然存在,进行大迎角机动时失速迎角推迟,出现难以改出的深失速的可能性减小,减少了诱导阻力。鸭翼还提高了机动性和改善了襟翼、平尾以及垂尾舵面的操纵效率。在进行相同过载机动时,机翼载荷比二翼面布局小,全机载荷分配更均匀合理,因而可以减轻结构重量。比如进行法向过载为7g的机动时,二翼面布局的f-15机翼要承受6.9g过载,平尾为o.1g,而三翼面的f-15s/mtd机翼承受过载减小到5.2g,鸭面和平尾各承受0.9g,从而可以拉出更高的过载。而su-35在不用加强机体结构强度的情况下稳定过载就达到了10g。在超音速时,三翼面飞机的静稳定度也比二翼面飞机小,使得配平阻力减小,机动性能力提高。如果在设计开始就考虑三翼面布局可以得到一架更轻的飞机,更充分发挥这种布局的优点。基于三翼面布局可以大幅度提高机动性的优点,加上之前的经验,第七计划科为ama-955选择这种布局也就不足为奇了。
但是三翼面布局的鸭面有利干扰在迎角增大到一定程度时,涡流会发生破裂,导致稳定性和操纵性发生突然变化,以及气动力非线性的产生(f-15active的横向稳定性在迎角达到30°时就发生了稳定→不稳定→稳定的大幅度变化)。由于鸭面及其偏度对大迎角的稳定性和操纵性的影响在不同迎角和侧滑角时可能是相反的,在设计中要进行周密分析和详尽的试验。另外三翼面布局在小迎角时的阻力比二翼面布局大,超音速状态下更明显。由于增加了一个升力面和相应的操纵系统,重量自然增大,对飞控软件的编写也覆杂许多。为了解决这些问题,苏霍伊设计局将鸭翼设计成前掠。我们知道飞行时后掠翼的气流是由翼根流向翼尖,大后掠角的鸭翼就是通过翼尖产生脱体涡对主翼的有利干扰从而达到增升目的。而将鸭翼改为前掠,气流就从翼尖流向翼根,以上种种优点和缺点就不存在了。这样鸭翼就只是作为一个独立的舵面,不会对主翼产生各种干扰。而主翼后掠角较小,展弦比大,加上其它辅助设计,即使没有鸭翼的有利干扰依然可以有较高的升力系数。选择前掠鸭翼的另一个原因可能是时间关系——接连不断的战争和设计任务已经没有什么时间让第七计划科好好研究试验鸭翼涡流和主翼之间的关系了。
鸭翼布置在驾驶舱后,带有45°的上反角,可以提高直接力控制效果,但降低了横向稳定性。翼尖前缘有雷达告警接收机(rwr)。鸭翼距离机翼较远,有较高的升阻比,提供的操纵力矩也大,加上前掠翼比后掠翼升力大,就可以减小鸭翼面积(大鸭翼很难满足跨音速面积律的要求,也增大了超音速阻力),但位置过于靠前会导致太大的静不稳定度。选择这样做主要是为减小配平阻力和提高机动性考虑。比如加装鸭翼后,su-35亚音速纵向静不稳定度从su-27的5%放宽到20%平均气动力弦长,以高机动性见长的x-29达到35%,可以比拟的只有f-22“猛禽”,这些战斗机的机动性都非常不错(想想sutherland吧,鸭翼非常靠前,而前掠翼又使得重心十分靠后,静不稳定度太大,亚音速下的控制异常灵敏,导致试飞员死的死,伤的伤,几个能驾驶的不光是ss还是bt)。ama-955的梯形翼在亚音速时气动中心比较靠后,从亚音速到超音速的气动中心移动量也比较大,所以大幅度放宽静稳定度一部分也是因为这个原因。此外,飞机的不安定程度在有外挂时会根据载荷的不同而改变,通过运用鸭翼就能够控制其不安定程度。在湍流大气层低空飞行时,鸭翼还是纵向振动和抖动的主/被动“减震器”,大大减小了机体载荷,提高了飞行安全性和舒适性。
有了鸭翼,就可以更好的实现直接力控制的非常规机动(dfcm)和过失速非常规机动(p*)。当鸭翼、机翼后缘襟翼和平尾一同进行操纵时就能实现直接升力控制,进行机身俯仰指向和垂直位移机动;鸭翼差动与方向舵操纵结合就能实现直接侧力控制,进行机身方位指向和横向位移机动。直接力控制在二翼面布局的飞机上也可以实现,(据说我国的su-27使用了自己开发的全权数字式四余度电传操纵系统(fbw),具备v操控能力,可使飞机在没有俯仰的情况下利用直接力控制实现上升和下滑等一系列非常实用的动作。)瑞典的jas-39“鹰狮”通过鸭翼、升降舵和方向舵配合也可以产生直接升力和直接侧力,而不用改变飞机的航向。虽然控制效果不如三翼面布局,但这种“非耦合”的飞行模式在使用航炮进行空对空攻击或对地面目标投放非制导武器的时候是非常有用的。
进气道外侧凸起的整流罩主要作用是减阻和为机枪安放提供空间,其前缘延伸至进气道唇口前面,可能还会形成涡流。整流罩向后向外扩展成扇形直至主翼根部,相当于边条翼(lex),在大迎角下可产生脱体涡以推迟机翼失速,提高飞机升力。但由于前缘半径较大,气流不易分离,