腹鳍

腹鳍 J20尾部下垂的部分是什么，为什么只有J20有这样的部分，其他五代机没有？

腹鳍，某种程度上，腹鳍会对隐身造成不利影响位于机腹的类似舵一样的叫做腹鳍，他的作用跟垂直尾翼一样，是长在下面的垂尾尾翼。

两者的作用都是用来保证航向稳定性，仿制偏航的出现。

腹鳍多在第五代战斗机前非常普遍，我国在1978年从埃及获得米格-23，借鉴了其腹鳍设计，首次在歼-8II上采用腹鳍，之后歼-10、枭龙、JH-7飞豹等都有应用。

相比较垂尾，腹鳍最大优点在于大仰角飞行时，作用效果非常显著。

当战斗机在进行大仰角飞行时，宽大的机身和主机翼会减弱并搅乱其后方的气流，从而导致垂尾的作用大幅度削弱。

歼-20进行大仰角飞行，可以看出垂尾大部分被埋进了机身和机翼拉出的激波云中，垂尾的作用被大幅度削弱，而腹鳍则没有丝毫影响。

美军F-22在不采用腹鳍情况下，采用的方法就是水多加面，设置了超级大的垂尾来确保大仰角飞行的航向稳定性。

毛子的苏-57在这方面难得的设计非常精巧，在机翼位置弄了个茧包，可以容纳一枚格斗d作为格斗d舱的同时，一定程度上也可以起到腹鳍的整流效果，俄罗斯在设计上的确还有相当的匠心。

腹鳍在一定程度上会削弱隐身效果，特别是对于下方照射的雷达效果隐身效果要较差。

这是美军所不能容忍的，美军习惯就是飞天上炸炸炸，对于下方地面照射上来的雷达波隐身要求很高，而垂尾因为机身可以一定程度上进行遮蔽，对下方雷达不敏感。

所以美军的第五代隐身战斗机都没有腹鳍设计，宁可增加垂尾面积，削弱侧面和上方隐身效果，也要确保对下方雷达更好的隐身能力。

歼-20的副鳍作用，可以说是有利有弊，对于下方隐身性能肯定会受到影响，但整体来说影响不大，不过需要注意的是，歼-20尾喷管没有像F-22A一样采用隐身的二元喷管遮蔽，这样的话，腹鳍存在反而可以防止对方雷达直接照射尾喷管，反而对隐身来说，可能更有利。

自歼20首飞以来，关于歼20腹鳍会破坏隐身能力的质疑声一直没有中断过，毕竟歼20是现有五代隐身战机中唯一一个依然存在腹鳍五代隐身战机。

但是从战机隐身角度来说，腹鳍的存在会增加战机侧面雷达波反射面积，不利于歼20隐身需求，所以单纯的从腹鳍对于战机隐身能力来说，腹鳍的存在的的确确会破坏战机的隐身能力，这也是为什么包括F22、F35、苏57等五代隐身战机全部取消腹鳍的原因所在。

但是在歼20身上，虽然采用了气动效率和隐身能力更强的全动垂尾设计，但是依然保留了垂尾的存在，所以很多人对此很不理解。

有人说歼20的腹鳍之所以存在是为了弥补采用全动垂尾后整机纵向气动面积缩小和高速飞行稳定性需求而特意为之，也有人说歼20的腹鳍能够从侧面遮挡住发动机尾喷口，有利于降低歼20的侧面红外辐射特征，进一步提升歼20的红外隐身能力。

至于以上说法到底谁对谁错并没有能够真的令双方信服的说法，只能说各有各的道理、但也有各的不足。

首先从高速气动稳定性来说，一架战机的飞行速度有多快除了取决于装备的发动机推重比有多高外，更直接和战机的气动优化有直接关系。

歼20作为我国自主研制的双发重型制空战机，主要职责就是空中迎战外敌，所以对于最大飞行速度和超机动飞行能力还是有严格要求的。

那么在国内能够提供的发动机推重比有限的前提下要想继续满足高速飞行和超机动飞行双重优势不降，就只能尽可能的优化气动设计、降低其飞行阻力了。

那么对于一架推重比不高的战机而言，要想保证其具备更快的飞行速度该如何设计呢？从空气动力学设计角度来说，当一架飞行器的纵向长径比越小时，高速气流从机头开始流向机尾的阻力就会越小（想一想射击用的箭为什么细长就能明白），所以成飞在设计歼20的时候故意将其整个机身长度拉的比较长，这样就能从气动设计上降低其气动阻力了，但是这也导致歼20的机身长度是所有五代隐身战机中最长的。

机身拉长了以后该如何保证超音速飞行时的稳定性呢？比如射箭用的箭很是细长，当箭高速飞出去的时候，箭身尾部会在气流扰动下不断乱晃，继而产生乱流增加空气阻力，所以为了保证射出去的箭能够稳定的射向更远的目标，人们会在箭的尾端增加几支能够增加气动稳定的箭羽，这样箭高速射出去后由于箭羽产生了较强的气动稳定性，所以整支箭就能射的更远、射的更准了。

同理对于机身细长的战机而言，细长的机身在超音速飞行时，机身尾部的气动扰动也是相当大的，所以就需要垂尾的存在来保证战机高速飞行的稳定性需求。

更进一步对歼20这种机身更为细长的五代隐身战机而言，为了保证其超音速飞行时的稳定性需求，歼20肯定得设计稳定性更高的垂尾来保证其高速飞行的稳定性。

但是稳定性的高低直接和垂尾的气动效率有直接关系、而气动效率高低除了和气动设计有直接关系外，更是直接和可动翼面的翼面积大小有直接关系。

但是对于歼20而言，垂尾除了要能够保证其超音速飞行时的高速稳定性外，也要满足其超机动飞行的气动效率问题，所以歼20采用了气动效率更高的全动翼面设计。

这个时候就出现了一个很大且很关键的问题就是，歼20为了实现更高的飞行速度、整个机身设计很是细长，为此需要翼面积更大的垂尾来满足其超音速飞行稳定性，但是也要满足超机动飞行需求所以采用了全动垂尾设计，但是全动垂尾和机身直接的连接点受力大小直接和翼面积的大小有直接关系。

也就是说如果歼20为了满足超音速飞行稳定性和超机动飞行需求需要一副面积较大的全动垂尾来满足，但是只设计翼面积很大的全动垂尾的话，全动垂尾和机身连接点的结构强度势必撑不住，毕竟歼20在超音速飞行和超机动飞行过程中，全动垂尾的瞬时偏转速度是很快的。

歼20既要留下能够提升超机动飞行能力的全动垂尾，同时又要满足垂尾在超音速飞行时的气动稳定需求，所以成飞选择将歼20的全动垂尾面积缩小来满足其与机身连接点的结构强度需求，另外因缩小的垂尾面积则通过固定在机身上的腹鳍来弥补。

等于是歼20如果和F22、苏57一样取消腹鳍、只保留垂尾的话，那么歼20的垂尾面积将会很大、继而其连接点的结构强度也得增加、连接点的气动阻力、结构重量都需要增加，也就得不偿失了。

但是将垂尾一分为二的话，在总面积不变的情况下，上面的全动垂尾既能够继续保留，同时腹鳍的存在还能进一步提升歼20超音速飞行时的高速稳定性需求，继而助力歼20最大飞行速度更快，另外这个外倾双腹鳍除了能够遮挡发动机尾喷口降低红外辐射特征外，外倾设计后的两幅腹鳍侧面雷达波反射面积也降低到整个腹鳍面积的60%左右。

再说说为什么采用全动垂尾的苏57并没有腹鳍的存在呢？这就要拜苏57延续苏27的中央升力体+吊挂发动机舱气动设计了，苏57两个突出的发动机短舱设计使得高速气流从两个发动机短舱之间流过的时候，短舱在一定程度上起到了纵向高速气流稳定性需求，所以苏57可以不用设计腹鳍，同时其全动垂尾面积还能进一步的缩小。