为什么未来的战机要向着无垂尾翼方向发展？
2019/3/16 22:34:57悟空问答 稻田报告
威呐解析 青云计划获奖者 优质军事领域创作者
从目前各主要军事强国公布的下一代战斗机初步方案(存在的变数也很大)来看，无垂尾设计确实是主流。相对于目前三、四代战斗机的单垂尾/双垂尾，无垂尾设计对提升战斗机隐身能力、降低飞行阻力等作用明显，但是也对战斗机的飞控系统、制造材料等提出了更高的要求!个人认为下一代战斗机采用无垂尾设计的原因包括：
电影《绝密飞行》中的未来高度智能化的无人战斗机EDI，采用无垂尾+柔性机体材料设计!
法国达索公司公布下一代战斗机方案
1)降低雷达反射信号、提升隐身能力：隐身能力是未来战斗机必备条件之一!对于现代战斗机而言，其主要的雷达反射信号来自于机头及机身侧面，而垂尾是影响侧面雷达反射信号的关键因素之一，因此，目前的四代战斗机中，包括歼-20、F-22、Su-57、F-35等全部采用大倾角的垂危，目的就是要尽可能的降低侧面雷达反射信号。对于下一代战斗机，其隐身性能必定更高，而且不仅要对短波雷达具有隐身能力，对于目前反隐身雷达普遍采用的长波也要具有隐身能力，因此，采用无垂尾设计也是大势所趋!
现役四代战斗机雷达反射信号对比，均采用大倾角垂尾设计!
2)降低飞行阻力、提升飞行速度：下一代战斗机的动力将会更强劲、飞行速度更高(预计最大飞行速度应该在3-5马赫)，高速飞行时任何降低阻力的措施都将会是设计考虑的重点，垂尾虽然迎风截面已经很小，但是，要是在3-5马赫等速度下，其产生的阻力也是十分可观的。下一代战斗机采用无垂尾设计也是必要的措施之一。
三、四代战斗机的垂尾等常规翼面，阻力贡献也很可观
美国下一代战斗机方案
无垂尾设计能够提升隐身和飞行性能，但带来的问题是如何保持战斗机的机动性能，这方面个人认为未来主要通过2种方式来实现：一是采用矢量发动机，二是机体采用柔性材料!矢量发动机的技术目前已经比较成熟，通过调整发动机喷管方向也可以使战斗机产生机动力拒，未来矢量控制技术肯定也会更加高效、方便；机身采用柔型材料，在不同的飞行状态下可以适当调整机体结构，同时也可以使整个战斗机机体成为一个可变的调节面，同样也能保证战斗机的机动性。
下一代战斗机采用的矢量喷管将更加灵活、方便!
虽然目前全球范围内也仅有为数不多的几个国家研发、装备了四代战斗机，但是，各航空强国在下一代战斗机的研发上早已开始了竞争。未来的军事对抗，掌握制空权仍是第一要务，谁掌握了天空谁就掌握了主动权!虽然我们的歼-20才刚刚形成初步战斗力，但相信我们的军工科技人员早就做好了应对未来空中挑战的准备!
美国下一代战斗机的变循环发动机已经取得技术突破
下一代战斗机的竞争已经悄然开始!
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81评论
魂舞大漠 优质军事领域创作者01-16 22:01
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巨大的垂尾不利隐身，美国做过实验，充分的风洞吹风实验证明，要实现高度隐身，取消垂尾成为必然之势。无独有偶，中国2018年珠海航展，无垂尾的无人机，达到了八款之多，杜文龙的解释，中国已经突破了翼身融合的技术难题，因此把无垂尾设计飞行器，直弄成白菜萝卜。年初有一款“暗箭”下线的照片曝光后，立即引来英媒惊呼，中国六代机就要来了。是不是，在没有得到官方证实以前，不能确定，魂舞大漠想，作为实验机也是可以的，12年前亮相珠海，这多年过去，现在得以做成实机，即突破了翼身融合设计，看它垂得还不是很干净，外表还有垂尾的设计，却没人怀疑它的隐身效果。加之形体大小有类“枭龙”，可以期待的是，战斗力并不见小，验证飞行后也可以放大的，大的先按小的搞，小的也可搞成大的，主要验证了技术可行性。
▲无垂尾是一大方向。隐身化是未来技术趋势，自从美国打造隐身飞机，已发展了多款三代隐身机，其登峰造极之作便是无垂尾的B-2，然而B-2载弹量小速度慢，价格奇高，造不起用不起，为了将B-2开创的隐身大业继续，这才打造高度隐身的B-21，仍仍然为无尾翼设计，之所以不称为B-3，原因在于有技术化验证和实用化性质，B-2虽好但却少，B-21虽小可以完全用得起，但在技术经验上还没有得到确定，因是先使用了B-21的编号。美军自信没问题，打造X-47B等数款无尾验证机，应该说美国的无尾技术正是最好的，无人能比。为了追求全面隐身，美军正在潜心潜力，正代表了战斗飞行器一大方向，高度隐身才能建立起技术优势，以使自己立于不败之地。
▲可实现的国家有几个？法国与多国联合打造的“神经元”怎么失去了动静？英国“雷声”大雨点越来越小，原因与美国X-47B项目大同小异，飞翼体阻力虽小，但存在诸多技术难点，发展具有不确定性。可干的活不少，也有不少麻烦事，气动在大的技术突破之前，现在的技术并不能满足军方需要，另有智能化水平不高，部署并不灵活等麻烦。中美英法，都要这样的验证机，开始动静都不小，越飞信心越小，不得已而作罢，留待以后再说，似乎就是最好选择。花了钱，实验多年，不得已而放弃。美国偃旗，并没息鼓的意思，并不甘心自己的失败，仍要寻求更大的突破，然而并不等于就能真正实现。技术深渊甚大，当心掉下去，又会是一个画饼充饥，靡费金钱的老虎。
▲中国的发展。沙特彩虹-4被胡塞武装给搞掉，美国嘿嘿地笑，其实没有什么可笑的，美国为首的西方，卖给沙特的战鹰，一个个也被弄得灰头土脸，什么F-15SA，什么“台风”，照样没有摆脱被打掉的厄运，沙特没在乎，美国却大泼污水，其实美军同等型号无人机，照样折戟沉沙。中国亮出彩虹-7，适各国需要而打造，这个可以，高大尚的隐身机，意味着从彩虹-7从中国开始要大卖狂甩了。珠海现场，彩虹人宣布，2023年要交付入役，现在来到2019，四年间要完成实验飞行，发展应该非常快，若非实机下线，或者说不掌握相关技术，我们不会拿到航展上去。年初“利剑”下线，年底彩虹-7要向外销售，话说哪个国家有兴趣，现在开始参与，会有一个非常不错的价格呢。
军事小科普 优质军事领域创作者
第一减阻、第二减少雷达波反射截面积!
飞机垂尾作为飞机尾翼的组成部分，主要提供飞机横向的静稳定性和横向动稳定性，同时为飞机提供一定的可操纵性，但是垂尾在给飞机带来这些好处的同时，还会附带阻力。
▲飞机垂尾所附带的阻力与飞机机翼的压差阻力不同，其不仅有高速气流的摩擦阻力还会曾大飞机的干扰阻力和激波阻力。
而飞机想要飞的快，最重要的手段就是“减阻”，就像通常为减少激波阻力，飞机的气动外形要尽可能的在纵向设计上平滑的设计面积率分布、增大飞机的长细比，而去掉飞机垂尾也是降低飞机阻力的一种手段。
▲“只要动力够，板砖也能飞上天”，这句“至理名言”估计人人都听过，但是光让板砖飞上天不行，还需要高速、安全、可控的飞行，而想要让飞机高速飞行，“减阻”其实是比“增推”更有效的手段，而飞机去掉垂尾恰恰是减阻的重要手段之一。
那么既然去掉飞机垂尾可以让飞机减阻，为什么要等到六代机的概念阶段才引起大多数人的重视呢？
这就是先进航空技术与数字化飞控进步的结果，在很早之前人们就知道飞机去掉垂尾就可以减阻，但是作为飞机重要操纵面和稳定面的垂尾，如果单纯的去掉会影响飞机的稳定性和可操纵性。
▲1989年7月首飞的B-2隐形轰炸机，估计是现在大家最为熟知的无垂尾飞机了，但也正是因为没有垂尾，才使得B-2的可操纵性不高。
而B-2首飞的年代，恰恰是先进航空电子技术进步和数字化飞控诞生的早期，而如今经过30多年的技术进步后，现在的先进航空电子技术与数字式飞控技术，已经可以解决无垂尾甚至无尾飞机的可控要求了。
▲2018年珠海航展上，用矢量喷管做机动飞行的歼10BTVC，飞机矢量系统诞生，为飞机去掉更多操纵舵面以减阻创造了可能，而飞机矢量系统的普及离不开先进航空飞控系统的进步。
而六代机去掉垂尾的另一大原因，就是可以提高飞机的隐身性能。
▲隐身技术包含的内容十分广阔，不仅有雷达电磁隐身、还有红外隐身、光学隐身、声学隐身等多种技术，而飞机隐身技术目前主要以雷达电磁波隐身为主。
在现今六代机概念研究中，普遍将飞机的全面隐身技术列为第一要求，而隐身技术的关键，就是如何缩减飞机的雷达反射截面积，那么减少垂尾相对来说，自然雷达截面积就越小了。
不过现在六代机普遍还处于概念研究阶段，具体的技术要求各国还没有一个统一的认识，各国都对自己未来的空战环境有不同的要求，那么各国的六代机也可能不近相同，未来六代机可能出现相较四、五代机更大的区别，不会像四、五代机那样尽管看着百家争鸣，但实际上同质化十分严重的现象。
航空视界 航空摄影师 知名军事、航空自媒体
目前装备的第五代战斗机与第四代战斗机还是有许多相似的地方，包括各种气动部件等一样都不缺，其中最为显著的就是垂尾等组件，而这是对于雷达隐身影响最大的部件。在美国研制的B-2A战略轰炸机上已经看不到垂尾这个机构了，而目的就是为了减少雷达反射截面积。
包括美国海军未来要装备的MQ-25无人机系统就是采用没有垂尾的气动布局，随着科技的进步，飞行器对于垂尾的需求越来越弱，这也会是未来多款机型取消垂尾的一个原因。目前的科技手段已经可以通过别的方式来保证飞行中的稳定性，而机动能力也可以通过使用布置在各处的小型的矢量喷口来进行。
第五代战斗机的一个的特色就是隐身能力，但是就目前的气动布局设计还不能做到完全的雷达隐身，其中很大一部分原因就是在于垂尾的存在，包括英国和法国等研制的未来的第六代战斗机上已经在考虑取消垂尾结构。
目前世界上已经明确要进行第6代战斗机研制的国家中除了法国，英国之外还有美国，但是到目前为止美国还没有拿出相关的模型等资料，所以还不清楚美国的研制方向。不过从美国研制的无人机看，美国对于没有垂直尾翼的设计是相当有信心的。
航空君 军事问答专家 优质军事领域创作者
目前世界上的研制的第五代战斗机都是在第四代基础上沿用气动布局而来，从美国的F-22A猛禽战斗机和F-15C/D战斗机就去看得出这些连续性，实际上F-22A的设计还是相对保守，到了F-35闪电II战斗机上也是如此。
F-22A，F-35闪电II以及俄罗斯的苏-57战斗机都有同样的特征，这就是两个硕大的垂尾，而这个会带来雷达反射截面积的增大，无疑给这些战斗机的隐身能力带来了负面的影响。
对于第六代战斗机来说隐身能力的提高是需要在垂尾上下功夫，这就出现没有垂尾的设计理念了。目前欧洲几个国家着手研制的第六代战斗机已经有显著的无尾结构的迹象出现。
雷达隐身能力是未来战斗机发展的一个重点，通过无尾设计将是一个很大的突破，但是同时带来了气动控制的难题，这个需要花很长时间去解决。
友从威海来
既然谈到未来战机？谁知道呢，现在探索论证的未必就是未来使用的，即使使用了也未必证明是对的。无托步枪就是个例子。
柔然大少
主要还是因为隐身性能的需要，以前的战机即使应用了倾斜的双垂尾，在特定的方向和角度，雷达反射面积也是很大的，做不到全向隐身。而像美国b2轰炸机那样的简洁外形，全向隐身性能做得非常好。而且飞机虽然少了很多的操纵面，但是以现在飞机的飞控系统进化的程度来说，电脑控制下的电传操控系统已经足以灵活正常的控制战机，甚至比人为操作做得还要好。
哑哑皮65357404
矢量发动机的完善从技术上可以做到去掉垂尾，这样进一步减小隐身机雷达信号，降低结构重量，减小飞行阻力，乃至生产成本。
渝都游骑兵
因为巨大的垂尾会增加额外的雷达反射源，增大雷达反射截面，即便涂装了隐形涂层也一样，除非用量子隐形技术，虽然取消了垂尾会影响机动性，但那点损失的机动性能完全可以采用全向三维矢量发动机解决掉，再加上先进的隐形涂层可以让飞行器的隐形性能更进一步，如果有量子隐形技术就更好了
兵哥哥vs
从目前各主要军事强国公布的下一代战斗机初步方案(存在的变数也很大)来看，无垂尾设计确实是主流。相对于目前三、四代战斗机的单垂尾/双垂尾，无垂尾设计对提升战斗机隐身能力、降低飞行阻力等作用明显，但是也对战斗机的飞控系统、制造材料等提出了更高的要求!个人认为下一代战斗机采用无垂尾设计的原因包括：
电影《绝密飞行》中的未来高度智能化的无人战斗机EDI，采用无垂尾+柔性机体材料设计!
法国达索公司公布下一代战斗机方案
1)降低雷达反射信号、提升隐身能力：隐身能力是未来战斗机必备条件之一!对于现代战斗机而言，其主要的雷达反射信号来自于机头及机身侧面，而垂尾是影响侧面雷达反射信号的关键因素之一，因此，目前的四代战斗机中，包括歼-20、F-22、Su-57、F-35等全部采用大倾角的垂危，目的就是要尽可能的降低侧面雷达反射信号。对于下一代战斗机，其隐身性能必定更高，而且不仅要对短波雷达具有隐身能力，对于目前反隐身雷达普遍采用的长波也要具有隐身能力，因此，采用无垂尾设计也是大势所趋!
现役四代战斗机雷达反射信号对比，均采用大倾角垂尾设计!
2)降低飞行阻力、提升飞行速度：下一代战斗机的动力将会更强劲、飞行速度更高(预计最大飞行速度应该在3-5马赫)，高速飞行时任何降低阻力的措施都将会是设计考虑的重点，垂尾虽然迎风截面已经很小，但是，要是在3-5马赫等速度下，其产生的阻力也是十分可观的。下一代战斗机采用无垂尾设计也是必要的措施之一。
三、四代战斗机的垂尾等常规翼面，阻力贡献也很可观
美国下一代战斗机方案
无垂尾设计能够提升隐身和飞行性能，但带来的问题是如何保持战斗机的机动性能，这方面个人认为未来主要通过2种方式来实现：一是采用矢量发动机，二是机体采用柔性材料!矢量发动机的技术目前已经比较成熟，通过调整发动机喷管方向也可以使战斗机产生机动力拒，未来矢量控制技术肯定也会更加高效、方便；机身采用柔型材料，在不同的飞行状态下可以适当调整机体结构，同时也可以使整个战斗机机体成为一个可变的调节面，同样也能保证战斗机的机动性。
下一代战斗机采用的矢量喷管将更加灵活、方便!
虽然目前全球范围内也仅有为数不多的几个国家研发、装备了四代战斗机，但是，各航空强国在下一代战斗机的研发上早已开始了竞争。未来的军事对抗，掌握制空权仍是第一要务，谁掌握了天空谁就掌握了主动权!虽然我们的歼-20才刚刚形成初步战斗力，但相信我们的军工科技人员早就做好了应对未来空中挑战的准备!
美国下一代战斗机的变循环发动机已经取得技术突破
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