米格29腿短的奇葩原因之一。。。
米格29属于著名的短腿飞机之一了,三代机中恐怕没有之一,对于前苏联来说,只用作前线战斗机的米格29腿短也许不能算作很大的问题,不过却也使得它因此而饱受诟病。
米格29腿短的原因,有几点大伙都很清楚,那就是油少,搞个奇葩的辅助进气口也占用了不少空间,而R33虽然是涡扇发动机,但是偏偏油耗率还相对较高,又是重量不轻双发战斗机,内油和F16这个轻型单发飞机差不多,这腿不短就有鬼了。但其腿短还有个原因一般却很少被人提及,那就是---巡航升阻比不怎么高。
虽然和苏27同为中央升力体双发布局,但是这一根双蒂的差异也太大了点,后者偏偏就以油多大长腿而著称。
话不多说,上图:

图1截图自俄语版米格29飞行手册第35页,其0.8马赫以前的最大升阻比只有10.4左右,到0.85马赫时由于进入跨声速区,机翼及机身局部会出现超声速气流产生了激波阻力,升阻比下降至10.1左右(这与下面给出的论文中的试验结论一致)。
下方论文截图中(图2、图3),米格29、苏27、F22,在5000米海拔0.85马赫时的试验最大升阻比分别为10.1,11.6,10.1。


然而,按照下方中航工业编审出版的《飞机设计手册》中的直方图(图4),苏27在0.8马赫时的最大升阻比可以达到接近13(姑且按12.9计算),F22则达到了11.4左右,相对上方论文截图中的最大升阻比均高出了约1.3,而作为对比,米格29手册种的最大升阻比却仅仅只多了0.3。这是什么原因呢?

除了由于0.8马赫时没有激波阻力巡航升阻比会略有提升外,更大的问题其实是出在了米格29的前缘襟翼设计上了,通常战斗机使用前缘襟翼除了能减小机翼前缘吸力峰值从而增大失速迎角提高大迎角状态下的最大升力系数外,还有通过改变机翼弯度使机翼在各种状态下都具有最佳剖面弯度的作用从而实现减阻增升的效果。
上图4中,我们就可以看到具备0.03弯扭和0.6倍展长前缘襟翼机翼的飞机升阻比就能大大高于使用平板机翼的飞机。
但是比较奇葩的是,米格29的前缘襟翼下偏后不仅不能提高最大升阻比,反而会使最大升阻比出现一定程度的降低。

由图5米格29俄语手册中的前缘襟翼不同偏角的升阻比曲线图可已看出,襟翼下偏后最大升阻比减小了0.4左右。要到升力系数增加到0.5后前缘襟翼下偏才能增加升阻比,有利于提高大迎角状态下的机动升阻比,但是却不利于巡航升阻比。因此可知,米格29在巡航状态时(一般飞机巡航升力系数在0.4左右)前缘襟翼是不能下偏的。否则会降低巡航升阻比。
然而,苏27的前缘襟翼下偏后试验结果如下:

由上图可以看出,苏27前缘襟翼下偏后最大升阻比提升明显,这应该就是苏27和米格29的最大升阻比进一步拉开差距的主要原因所在。同理,F22最大升阻比由图2的论文中和米格29的相同变成超过的原因也是如此。
究其原由,我认为应该是和米格29未使用电传飞控系统有关,毕竟没有电传飞控的情况下,前缘襟翼可能需要通过手动来进行操作,而无法由电传飞控系统根据飞机的状态自动调整不同的偏角以使飞机具有最佳的机翼弯度和整体升阻比,而苏27、F22等电传飞机则具备上述能力。另外,米格29飞行手册中只画了0度和20度偏转2种前缘襟翼偏转角度,估计也是因为考虑手动控制操作不同的襟翼偏转角度如果状态太多的话会比较复杂,出于简化操纵难度的原因,只设置了2种可用的偏转状态,毕竟米格飞机本身就已经比较难驾驶了。其中0度偏角应该是主要用于亚声速巡航和超音速飞行状态,而20度偏角则可用于飞机起降及高机动状态。




从照片看,苏27巡航状态下有下偏的也有不下偏的,这估计会受较多因素的影响,尤其是空速、迎角、高度等,飞机不一定都会处于最大升阻比状态。





《苏27的研制历程--传奇的诞生》中记载的西蒙诺夫的回忆访谈中基本证实了我此文中的说法,即米格29的前缘襟翼只有固定的两种状态,而苏27前缘襟翼是电传综合控制的偏转,二者的结果显然是完全不同的。
PS:按照下面截图中到说法,米格29的气动数据也就和大改前的固定前缘的老苏27 (T10)差不多,远不如后来推翻重新设计的苏27。
