关于F-18F的一点儿事儿

aceforever

分析飞机性能一定要老老实实的根据飞机转弯特性EM图的趋势来，
就算没有准确的机型数据，也必须按照EM图的共有特性去推理。
EM图是飞机机动性能在飞行力学中的最综合反映，离开基本EM图的趋势去做任何判断都是不科学的。

下面给出一张ED手册里的图。这是一架飞机A的典型EM图。
如果另一架新飞机B在各个速度下有着和图中的飞机A有同样的升力系数（控制变量），翼载荷比图中的A飞机多了10%，
而且新飞机B的最大攻角有45度，飞机A只有30度，新飞机B只有7.5G过载的能力。

那么按照这架新飞机B的特点，其EM曲线的外边界将如何在旧飞机A的图线外基础上定量画出来呢？
新飞机A的PS=0的稳盘线、最小机动点、焦点速度最大瞬时转弯点又将对旧飞机B发生怎样的定性变化呢？


（假设新飞机B的最大升力系数在45度最大攻角时获得，当然这是不可能的，这里只讨论方法）

[ 本帖最后由 aceforever 于 2009-6-29 14:18 编辑 ]

Mutha

3.单环中在适当的时候开火，是可以获得接近拦射的态势的，这在Lock On里可没少用；

4.这儿一直在说剪刀而非双环。90节45度根本就不可能出现在双方处于同一高度的情况下，哪儿来的平飞等超越一说？要么就是虫子在低点能量不足试图通过全力拉姿态来指向高点的石榴，要么就是在高点的虫子试图通过增大AOA来减少指向低点石榴时的高度损失。

5.既然45度不对应CLmax，为什么还要用45度转完一整圈？45度的用处是在角度和空间导致双方都够不到对方时打破平衡。

aceforever

原帖由 Mutha 于 2009-6-29 14:17 发表
3.单环中在适当的时候开火，是可以获得接近拦射的态势的，这在Lock On里可没少用；

4.这儿一直在说剪刀而非双环。90节45度根本就不可能出现在双方处于同一高度的情况下，哪儿来的平飞等超越一说？要么就是虫子在低 ...

3 我也飞了那么久，怎么没发现单环居然还能射中导弹呢？
导弹设计并且命中只有一种可能：那就是有一架飞机处在另一架飞机的转弯圆环之外，使导弹有更多的空间进行加速或转弯。但这种情况已经不属于单环了


4  5 两个问题的理解只能建立在对EM特性图的理解之上，如非理解EM图的真正奥义，就不可能做出科学的判断。

[ 本帖最后由 aceforever 于 2009-6-29 14:27 编辑 ]

Mutha

原帖由 aceforever 于 2009-6-29 14:13 发表
分析飞机性能一定要老老实实的根据飞机转弯特性EM图的趋势来，
就算没有准确的机型数据，也必须按照EM图的共有特性去推理。
EM图是飞机机动性能在飞行力学中的最综合反映，离开基本EM图的趋势去做任何判断都是不科 ...

我不知道。
因为在没有极曲线的情况下，我怎么去得到诱导阻力？

aceforever

原帖由 Mutha 于 2009-6-29 14:26 发表

我不知道。
因为在没有极曲线的情况下，我怎么去得到诱导阻力？

不需要极曲线，至少可以在上文的A机与B机的参数比较中，根据A机的EM图定量推算出新B机的外边界。
PS=0的线无法定量画出，但是可以根据“诱导阻力随攻角激增”而定性确定其范围。

204兄可以试着根据转弯方程画一下，在自己亲手画出第一张EM图的时候，尤其是当EM图在脑中随着你的杆子“动”起来的时候，很多关于机动性的模糊概念就会一下清晰了。

[ 本帖最后由 aceforever 于 2009-6-29 14:34 编辑 ]

Mutha

1〉确定最大瞬态的话，通过CL=CLmax和g=gmax来确定角点速度，B机gmax小了约17%，翼载大10%，则角点速度显然小于A机；
2〉确定最大持续速率的话，就算假设是45度对应CLmax，导致Kmax很低，那Vopt的确定还是得要C DO的吧？

aceforever

原帖由 Mutha 于 2009-6-29 14:56 发表
1〉确定最大瞬态的话，通过CL=CLmax和g=gmax来确定角点速度，B机gmax小了约17%，翼载大10%，则角点速度显然小于A机；
2〉确定最大持续速率的话，就算假设是45度对应CLmax，导致Kmax很低，那Vopt的确定还是得要C DO的 ...

1）对，最大瞬态B机肯定不如A机，而且差很多。如果你细心一点，可以发现实际上新B机在左边界线上很大的一块都是比A机所进去的。这个边界可以通过做辅助线的方法来确定的。
我计算了一下，新B机和旧A机的左边界交点大致在2G线上（2.04G)

也就是说，只有在过载小于2.04G的情况下，新B机的瞬盘才和A机持平。

原因是：45度AOA的B机，发动机的法向分力提供的过载在任何时候都比只有30度AOA能力的A机大绝对值0.23。
在相同速度下，旧A机以2G过载转向，不考虑发动机的影响，由于翼载荷新B机大了10%,因此，新B机的过载只能用到2/1.1=1.81。考虑了发动机提供的法向过载，新B机实际上能发挥到1.91+0.23=2.04的水平，和旧A机相当。

EM图的边界就是这么确定的：只要锁住一个速度，确定新机在这个速度下的过载水平，沿着原来旧机的等过载线作平行线，和等速线的交点，就是新机的性能值，在图中，新B机的左半边界由大红色曲线确定。我保留了部分关键点的辅助线，实际上也就是把这些关键点圆滑的连起来，就得到了边界线，当然作为示意图，我取的点比较少，只取有象征意义的点。

2）新B机载45度AOA的时候，转弯线包住的范围和面积几乎是0。你极端的想一想，在最小平飞点上，新B机已经工作在最大AOA下，升力系数不可能增大了，他想转弯只能靠加速，通过更高的速度来获得过载。可是，要他怎么加速呢？他在最小平飞点上几乎已经用尽了他的可用推力，只要稍微加大一点速度（在阻力系数不变的情况下，阻力和速度的平方成正比），阻力就激增，刚刚加的速度又被减回去了。这就是“动弹不得”的物理实质。
除非降低攻角，才能加速加载，到更高的区域去转弯。
实际上新B机的稳盘线越靠右，高度和旧A机的区别就越小，大致处于A机下方不远的地方。（大翼载荷使PS=0的线比A机有所降低）。，因为既然是稳盘，就不可能始终采用最大生力系数和最大诱导阻力（在小速度的时候那叫没办法，不加大升力系数没法维持升力，于是阻力系数也高上来了。）
在PS=0稳定转弯线上（蓝线），越靠右，速度越大，飞机的攻角越小，升力系数和阻力系数都越小。


于是，最小机动点的物理含义一下子就清楚了：最小机动点是稳盘线和瞬盘线的交点，是飞机的最小稳定盘旋速度。在这个点上，飞机的攻角和升力系数达到最大，满足这个点的过载要求，而阻力刚好和最大发动机推力平衡。在这个点上，就算你再拉死杆，只要你不收油门，你的速度也不可能进一步降低。除非你收光油门，那么你的机动状态还能继续沿着瞬盘线往左下方走。但是，从EM图上可以看出，一旦你越过了最小机动点继续往左面走，你获得的性能，不论是转弯半径还是瞬间转弯角速度，都在不断的恶化。

不考虑滚转，把剪刀机动简化成拉死杆转弯的过程，剪刀到最后比的就是这个最小机动点的性能，谁在最小机动点下的转弯半径小，谁就能占据内圈。

可以看见，假如新B机在最小平飞速度下已经推满了加力，那么只能说，新B机的最小平飞点即为其最小机动点----〉（飞机的攻角和升力系数达到最大，而阻力刚好和最大发动机推力平衡）。实际情况可能没有这么极端，旧B机在最小平飞点可能上还有一定的剩余推力可用，但是和新A机比起来还是差很多，（攻角和诱导阻力的关系可能是平方关系）。因此把最小机动点画到了最小平飞点的右上方，用大红点标出（定性的画）。

我们可以看看大红点和大黑点的相对位置，和在等转弯角速度、等转弯半径线上的性能差别。
如果A机和B机在机动中互相拉死杆，那么他们就将最终各自陷入大红点和大黑点的机动状态中。

以上是我分析飞机性能的基本方法和逻辑，完全根据飞行力学。

说实话我对石榴和虫子到底谁强谁若不感兴趣。架空成A机和B机反而有利于控制变量和简化模型。
我们所要做的，是力图掌握正确的分析方法，拎清楚概念，而非真的搞清楚谁强谁弱，谁强谁弱凭我们的信息量是远远不够判的。

[ 本帖最后由 aceforever 于 2009-6-29 16:50 编辑 ]

aceforever

最后，当A机和B机分别从各自最大瞬时转弯的角点速度开始拉死杆转弯的时候，这个时候就要在头脑里把EM图“动起来”。
A机沿着黑色的线从顶点向左下方下降；B机沿着红色的线从顶点也向左下方下降。大家的状态都不可能超出这条边界线。

A机由于AOA要比B机大很多，因此转弯时诱导阻力也比B机大，而大家的发动机是一样的，所以B机的减速要比A机快很多。也就是说，B机在EM图上的下降速度要比A快。

B机的顶点值尚且不如A高，下降速度还比A快，最低点还比A低，那么我们在大脑里简单的估计一下，把转弯角速度随时间积一个分，在经过了相同的时间后，到底谁转过的角度大？


最后简单总结一下我对50度超大AOA的性能在DF中的看法、心态和定位：
有50度超大可控AOA肯定是好事，但是在DF中绝对不是决定性因素，决定性因素还是传统四项：翼载荷、推重比、升力系数、阻力系数。
不否认50度AOA所展现的优越的高攻角飞行品质，也不排除在某些很有限的特定场合，50度AOA会起到特别的作用，但是空战中实实刻刻把50度超大AOA性能放在首位去考虑肯定是不对的。指望一对冲后就能立刻通过它获得所谓的指向优势更是不可能的，在绝大部分时间，还得老老实实的在传统CLmax对应的AOA区域里做动作。

总的来说，廖胜于无，有总比没好,然则，也只是廖而已，绝不是定海神针。
引用《亮剑》的一句话就是，当天平的两端都在千钧重压之下，一只蚂蚁也能决定天平的方向。

50度AOA的20度多余的指向也就是这只蚂蚁，只有在天平两边都处于势均力敌的“千钧重压”之下，才有可能发挥。
然而，四大基本功中的三项都并不出色的虫子，怎么让他和其他三代机保持势均力敌的“千钧重压”呢？“也许”石榴和mig29还不够格，可是换了升力系数相当、翼载荷低20%、极限过载高17%的、推重比更大的Su27，两风、或者J10（除推重比其他性能和27相当）之流，虫子也许刚上天平就倒下了。也轮不到蚂蚁登场了

[ 本帖最后由 aceforever 于 2009-6-29 23:48 编辑 ]

iceviper

老千来陪我飞机炮了，别码字了

aceforever

原帖由 iceviper 于 2009-6-29 16:16 发表
老千来陪我飞机炮了，别码字了

白天呆在实验室。。。。。叫我怎么飞~~~虽然今天老板没来，可以随便上上网，但也不能太嚣张这不是，哈哈

Mutha

原帖由 Mutha 于 2009-6-25 18:44 发表
另外一个问题是，前面的分析始终把最大攻角看作是一个影响飞行轨迹的因素来讨论，并得到40度AOA对占位贡献不大的结论。而最大攻角对飞机姿态/指向的影响刻意被忽略了。
在低速格斗中，利用敏捷性优势快速指向要比用机动性优势占位来的效率高的多。

码了这么多字……最后关于虫子和石榴结论不还是回这儿来了……
至于其他机型的对比，只能说很多模拟空战的结果都跟理论计算出入很大。

foxwxl

完全看不懂。。。。。。。但是支持此类的学术研讨。。。。。。

aceforever

原帖由 Mutha 于 2009-6-29 21:57 发表

码了这么多字……最后关于虫子和石榴结论不还是回这儿来了……
至于其他机型的对比，只能说很多模拟空战的结果都跟理论计算出入很大。

这里只提出了讨论分析这类问题的基本原理和方法，以及涉及的概念及几何约束，
也提醒了我们空战绝大多数时候，都必须老老实实坐下来拿笔去计算拿尺子去画图，不是光靠游戏经验、道听途说或者臆想就可以做出完整科学分析的，主观感觉和理论概念常常有很大的出入的。

至于最终到底谁好谁不好，都是“也许”，并没有做出所谓的结论。
关于石榴和虫子在各种态势下的最终优势劣势，在没有根据两机具体设计参数做计算和仿真之前，究竟谁强谁弱，不论是你还是我，谁都是没有能耐在现有信息量下给出结论的。
在定量计算前，谁也不知道随时间增长的航迹系的角度劣势 和 气流系的20度优势，在不同的态势下，到底哪个绝对值更大。


好在虫子A和石榴C的气动模型和气动数据我手里都有，只是建模的原始数据表格式繁杂数量众多，手动查旬很费时，我也还没有时间把它们整理成可以计算调用的程序。
等有机会它们的气动模型和动力学模型建立并且交联后，对假定态势进行仿真，画出图线来，一定可以获得定量的结论。

[ 本帖最后由 aceforever 于 2009-6-29 23:57 编辑 ]

Mutha

原帖由 aceforever 于 2009-6-29 23:43 发表

这里只提出了讨论分析这类问题的基本原理和方法，以及涉及的概念及几何约束，也提醒了空战绝大多数时候，都必须老老实实坐下来拿笔去计算拿尺子去画图，不是光靠游戏经验、道听途说或者臆想就可以做出科学分析的。 ...

问题是……既然我们手里的数据不足以完成定量分析……
我们又凭什么去推翻FF陈述的模拟空战结果……？

aceforever

原帖由 Mutha 于 2009-6-29 23:57 发表

问题是……既然我们手里的数据不足以完成定量分析……
我们又凭什么去推翻FF陈述的模拟空战结果……？

FF并没有告诉你一个完整的科学实验过程，所谓的结果也只是部分的、文字的、片面的一面之词。

我们并不知道飞飞又没有按照我们的态势假设和战术安排去飞，也不知道它们模拟空战所假定的初始条件、飞行员资历和战术选择，以及最终的完整结果和飞行参数记录。

没有这些，就谈不上科学实验，也谈不上结论。

同样是Su27对F15,毛子的Su27可以螺旋爬战胜F15，而阿三的苏30mkI有矢量喷管却被F15海扁，这是为什么呢？

所以对于飞飞的话，我们只能听过拉到，知道也许有那么回事，但是绝对不能太当回事。
我们必须根据我们自己踏踏实实的理论分析去判断和提取真正有用的信息。

举个极端可能不太恰当的例子，还记得那个连纵向、横向、航向的概念都分不清楚的超大飞飞“仪表等级”么，你能完全相信他的话么？

[ 本帖最后由 aceforever 于 2009-6-30 00:09 编辑 ]