美不胜收: F22 demo flight in Jacksonville NAS

pandamalone

检查完毕,准备滑跑到跑道起点

飞行员和机头特写.很好奇机头左侧的天线是否会对隐身产生副效.看得出雷达天线罩部
分涂漆有所不同
整体无框式风挡很拉风,隐约能看出来金属镀膜

F119涡扇发动机尾部二元矢量喷管的特写.喷管上下瓣处于较收敛状态.并且即便有这样
损失推力的设计,还是有单台156kN的加力推力,这还是二十年前的技术.

尾部全身照.第一次发现原来战斗机起落架轮胎充气这么不足,或者是因为自重太高压的
?

开加力起飞.值得一提的是F22全油门起飞的滑跑距离非常短,基本上还没反应过来就已
经抬头并离地.发动机给力!值得注意的是平坦的机腹下面有一个小突起.后面的照片里
能看得更清晰.看起来像是后固定在上面的并且明显和整体不协调.怀疑是因为F22本身
对雷达隐形,为了方便塔台空管调度所以加了个反射体.

收起落架平飞之后立即开始大角度爬升,可以看到进气道上前缘拉出来的涡流.这种涡流
会导致机身上表面压强变小,从而增大机身上下的压力差,也即是提高了升力.因此被称
作"涡升力".雷鸟表演队的F16和蓝天使表演队的F18的大边条(leading edge,就是主机
翼向机身延伸的部分)也会产生涡升力.航展表演时稍注意即可看到,一般是在进行大角
度爬升或转弯时出现.

顺便欣赏一下开后燃加力时喷出的火焰

飞机侧飞通场时机腹的特写.可以注意的是机翼后部和靠近水平尾翼的后机身出的几个
突起,里面包裹的是襟翼/副翼/水平位移液压做动筒.用渐进的鼓包设计是为了雷达隐身
考量.这个图也能看出F22隐身设计的主旨,即所有斜线平行(比如机翼前/后缘和尾翼前/
后缘),让雷达波向有限的几个窄角度反射,而不是直接反射到入射方向.发动机喷口隐藏
在两个水平尾翼中间,一方面是因为水平尾翼必须足够向后才能产生足够的相对重心的
低头/抬头力矩,一方面可以让飞机侧面隐身效果更理想,尤其是热辐射方面的隐身(避免
对红外光电系统探测到热源).

后下方的全身像,此时喷口上下唇均大开并打开后燃.可以对比后面开口较小时的情形.
另外可以注意襟翼(内侧)和副翼(外侧)的做动细节.

弹仓展示,一对下面的主弹仓和一对侧面的格斗弹弹仓,不过现今有仓无弹

弹仓特写,注意弹仓开口的前后缘一样做了切角处理.右侧主弹仓三个挂架,应该是给
AIM120用的.

弹仓收起的过程,可以看到主弹仓做动的液压杆.顺便注意这时矢量喷口的上下唇已经收敛

另一方向侧飞,上视图.同样可以看到机背各种开窗的边缘进行了锯齿处理.迷彩画的也
很性感
这张照片也能看出量产F22和原型机YF22的几个外形上的显著差别,即机头更靠前,进气
道前缘更靠后,主翼和尾翼的翼尖/翼根后部有切角.下图是YF22的网图,可以很容易对比:

当然,YF22还多了根机头的空速管

大角度开加力爬升.进气道上缘涡又出现了.这个角度可以看出尾喷管被隐藏在两个水平
尾翼中间的效果.

少有拍到的后视图.这个角度跟J-20倒是有些相像



拉了一个小半径大角度转弯,瞬时盘旋机动性展示--如果我没理解错的话 阳光照耀下
金属机体格外有质感,太性感了!


这是全动平尾和副翼进行差动(两边不对称做动)的演示.可惜记不得要做什么机动.值得
一提的是,这两张是6FPS连拍的前后张,意味着1/6秒左右内完成了两次差动,这只有线传
飞控系统才操作的过来


这两张是进行低空大速度通场时拍到的.本来预期能看到跨音速时水汽凝结形成的
condensation cloud,就像这样:

结果就在机腹弹仓附近看到小小,而且细看也没开加力.估计是怕F22加速太猛超了音速
声音太大大家受不了?不过就这低空通场,声音已经很惊人了



单飞结束之后是F22和P51的历史传承表演,二战传奇和今日中坚.

抽空又拍到一张清晰的侧下视图.

这张合影很有趣,可以看到F22放下了襟翼(机翼后部内侧),两个副翼上抬,而两个垂尾的
舵也分别外张.这应该是在起类似减速板的作用,估计是P51飞得较慢,F22也要放慢脚步:
D
不知道垂尾顶部拉出来的两道水汽是什么来头,盼牛人指教

最后来一张P51倒飞,打完收工.

看完F22之后实在太high了,顿时觉得蓝天使的F18了无生趣,于是提前退场,倒是省了排
长队

aerostar

PhilipJ 发表于 2014-10-30 06:55
毛子果然另类。

像Su-27/F-22这个级别的战斗机是不是必须有助力才能有效操作control surfaces啊？如果是 ...

可以有电液的啊？

PhilipJ

aerostar 发表于 2014-10-29 13:52
对，听说Su-27有机械备份。西方的是全电的。

毛子果然另类。

像Su-27/F-22这个级别的战斗机是不是必须有助力才能有效操作control surfaces啊？如果是的话，那考虑到F-22的控制都是靠电，如果再搞一套液压之类的备用系统是不可能的。

PhilipJ

pandamalone 发表于 2014-10-29 17:24
所谓静不稳定设计又叫放宽安定性设计.

简单的说,飞机有两个中心,一个是重力中心也就是质心,另一个是升力 ...

从俺这个外行的角度来看，这个讲的很透彻，比俺理解深刻。

pandamalone

ca1903 发表于 2014-10-29 15:24
要請教，靜不穩定的設計，升力中心會移到重力中心之前嗎？

关于这点我不清楚,对于静不稳定设计只有概念性的了解

CiTY_HuNTeR

ariesqq 发表于 2014-10-29 15:30
F22，太爽了，拍的也好，三年前就看过一次B2，不过没啥动作~

B2能飞起来就已经是奇迹了。。。

ca1903

要請教，靜不穩定的設計，升力中心會移到重力中心之前嗎？

pandamalone

CiTY_HuNTeR 发表于 2014-10-29 12:06
静不稳定模型是指的不能用机械操控吗？我一直以为只是需要动力，没有动力无法滑翔 ...

所谓静不稳定设计又叫放宽安定性设计.

简单的说,飞机有两个中心,一个是重力中心也就是质心,另一个是升力中心也就是机身(主要贡献来自机翼)产生的升力的等效单一作用点.静稳定设计战斗机,后者在前者后面.当飞机迎角上升的时候升力增大,但因为升力中心在质心后,形成的力矩相对质心是前低后高,也就是让战斗机低头的.反过来也是一样.这样就有一个自稳的倾向,使得战机的迎角趋近于0也就是平飞.

对四平八稳飞行的飞机来说这是好事儿,但战斗机除外,因为它需要高机动性.而自稳的另一面就是不容易改变姿态.改进的方法就是把升力中心向前布置,让它接近质心.这样就可以降低自稳作用,意味着比方说平尾或者副翼做动产生同一个力矩对飞机的姿态改变效果会更大.

这种设计就是所谓放宽安定性或者说静不稳定设计.但有一个问题,就是因为放宽了安定性,原本的自稳机制缺失,那么为了保证飞机还能正常巡航飞行就需要各个舵面实时做动,来维持飞机的稳定姿态,这个实时意味着舵面有时需要高频连续做动,像我上面贴的F22两个平尾差动就是在几分之一秒内完成.更进一步,这还需要多个舵面同时做动来保持稳定,比如上面照片里同时差动的不仅是平尾,还有副翼(主机翼后部外侧可动的部分).那么这意味着传统机械操作的直接对舵面操作变得不可行.所以要引入电传飞控系统.

实际上电传飞控系统不仅是省略了机械传动机制,更重要的是控制逻辑的改变,也即是从控制舵面变成控制姿态.就好象你手动档的时候,控制的是离合器开合,哪个齿轮和哪个齿轮咬合(通过离合器和换档手柄),但自动档(包括手自一体)你是通过踏板来告诉汽车你要怎样的速度和加速,或者告诉汽车你想在哪个挡上,具体的机械做动由电脑操纵机械来实现.

飞机上的电传跟这个原理一样但更复杂,因为像前面说的,涉及到实时高频控制多个舵面来完成某个姿态的维持和改变.更先进的系统比如F22则进一步的有飞发交联,也就是飞控系统同时控制发动机推力乃至推力方向(F22有垂直面上的+/-20度改变推力方向,也就是所谓推力矢量设计)和各舵面来使飞机达成某个姿态.如果说汽车换档或者早期静稳定飞机还可以人直接控制有限的机械结构来实现操作,那么静不稳定的飞机基本上不可能人工完成电传系统的工作.这也是为什么 @PhilipJ 兄说对这样的飞机,就算有机械备份也没啥用

pandamalone

PhilipJ 发表于 2014-10-29 10:29
电力系统有不小的冗余度。重要系统的话，一条电路打坏了还有另一条可以供电。

现代战斗机都是不稳定设计 ...

嗯,我印象里典型的都是所谓四余度的线传飞控.

ariesqq

F22，太爽了，拍的也好，三年前就看过一次B2，不过没啥动作~

CiTY_HuNTeR

PhilipJ 发表于 2014-10-29 13:29
电力系统有不小的冗余度。重要系统的话，一条电路打坏了还有另一条可以供电。

现代战斗机都是不稳定设计 ...

静不稳定模型是指的不能用机械操控吗？我一直以为只是需要动力，没有动力无法滑翔

aerostar

PhilipJ 发表于 2014-10-29 10:29
电力系统有不小的冗余度。重要系统的话，一条电路打坏了还有另一条可以供电。

现代战斗机都是不稳定设计 ...

对，听说Su-27有机械备份。西方的是全电的。

aerostar

ca1903 发表于 2014-10-28 16:43
有人知道座艙罩是如何處理的？

F117有金屬線反射微波。F22開始不知如何處理。是不是噴了一層薄的金屬塗層 ...

是用的镀金涂层。

PhilipJ

CiTY_HuNTeR 发表于 2014-10-27 13:20
其实现在车的也有很多电子辅助了，BA，ABS，ESP，TSC，等等，只是尽量做得让你不易察觉（做个电子转向助力 ...

电力系统有不小的冗余度。重要系统的话，一条电路打坏了还有另一条可以供电。

现代战斗机都是不稳定设计，如果真的电脑或者重要actuator完全不灵了，有备用机械控制也没什么帮助。

pandamalone

ca1903 发表于 2014-10-28 16:43
有人知道座艙罩是如何處理的？

F117有金屬線反射微波。F22開始不知如何處理。是不是噴了一層薄的金屬塗層 ...

应该是有涂层,从某些角度上看能看到涂层的反光,淡淡的金黄色

davidd

pandamalone

AllenSu 发表于 2014-10-28 15:10
因为又黑又长又直呗  网上有这称呼

倒！

ca1903

有人知道座艙罩是如何處理的？

F117有金屬線反射微波。F22開始不知如何處理。是不是噴了一層薄的金屬塗層，可見光可穿過？一下子還想不到有什麼塗層可以這麼做。

ca1903

贊。

看來P51一起飛，覺得是Photoshop，因為飛行員的位置很靠前方，座艙罩內不易看到頭盔。看到最後倒飛那張的飛行員頭盔，再回去仔細瞧，是真的！

AllenSu

pandamalone 发表于 2014-10-27 22:50
黑长直是啥典故?

另外我还有另一层意思就是啥时候国内J20已经像这边F22这样普通人随便看了

因为又黑又长又直呗  网上有这称呼