有人说中国飞机的鸭翼很有意思，这样设计的原因是什么？

网友解答: 我们知道，飞机的机翼是提供升力、把飞机托起来的，而且为了让飞机的升力能够稳稳地托起飞机，机翼升力的位置还有飞机的重心要有一定的配平关系。比如说早期的飞机机翼就靠近飞机的中间，

我们知道，飞机的机翼是提供升力、把飞机托起来的，而且为了让飞机的升力能够稳稳地托起飞机，机翼升力的位置还有飞机的重心要有一定的配平关系。

比如说早期的飞机机翼就靠近飞机的中间，这个地方刚好是飞机的重心位置，所以升力/重力互相抵消，飞机就可以平稳飞行了【如下图所示，中间的CG就是飞机的重心，升力和重力基本上重合】。

当然了，飞机的升力跟重力之间肯定不会完美地平衡，还需要一点儿来自飞机尾部地平衡力【如上图所示，飞机尾巴上还有个箭头】，一般来说，飞机尾部产生的平衡力是向下的——所以升力、重力和尾翼的平衡力就像天平一样平衡了，控制飞机平稳前进。

这个问题问的很对，但是因为早期的飞机升力和重力位置基本上平衡，所以这个尾翼产生的向下的力不太大——对飞机的效率影响不大。

但是我们只要看一下现代飞机，就会发现为了提高飞机的高速性能，飞机的机翼一方面本身位置就越来越靠后，另一方面飞机的机翼变得“后掠”、角度越来越大，所以飞机机翼也显得越来越靠后【如下图所示，飞机的机翼越来越“靠后”】，那么自然的，飞机机翼产生的升力也越来越靠后。

但是问题是，飞机的重心基本上还是不变的，所以这个时候，飞机尾翼产生的向下的平衡力也就需要更大来平衡飞机。那么尾翼产生的向下的力会给整个飞机帮倒忙的缺点就越来越明显。不过，如果我们在飞机的机头位置上加一对小翅膀，这个问题就解决了【如下图所示】。飞机的翅膀、鸭翼同时产生升力，再也不需要有尾翼产生向下的力帮倒忙了。

我们知道，飞机机翼的升力来源于上下表面空气流动的差异，所以我们希望气体在机翼上会乖乖地从前往后流动。但是事实上，由于后掠翼形和三角翼的出现，气体很容易就顺着机翼流动了。这样会造成飞机机翼效率的下降，有些时候还会造成危险。

于是有人想出了在飞机上设计出来翼刀【如下图所示】，强迫气流只能从前到后流动——但是这样治标不治本。

所以有人相处了，你与其真的在机翼上加上一个“隔板”，不如让气流自己动起来，形成一个虚拟的“隔板”。而鸭翼就可以做到这一点。比如说下图就是我国的J20飞机，可以看到鸭翼的后面形成了两道白色的线——这就是空气被鸭翼激起来的漩涡，起到的作用跟实体的“翼刀”是类似的。

早期飞机的鸭翼结构都是固定在飞机上的，虽然鸭翼带来了一定的好处，但是也存在操纵性不好的大问题。而随着现代技术的发展，现代控制技术、飞行控制算法逐渐成熟，这种结构开始变得越来越可控，而鸭翼的灵活性也逐渐显现了出来。所以我们可以看到，中国的J10，J20等国产飞机都用上了鸭翼结构。

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航空百年历史，翼型的发展见证了航空科技的进步。鸭翼也是机翼，所以今天就来简单扒一扒鸭翼的前世今生。

飞行者1号

严格来讲，鸭翼并不是新鲜玩意儿。1903年莱特兄弟成功试飞了飞行者1号，这时候的人类刚刚接触飞机设计，很自然的就想到在机头设置操纵翼面。翼面上偏，飞机抬头，反之飞机低头。（类比于汽车把前轮当作导向轮）

由于较小的操纵翼面在前面，显得头轻身重，所以这种布局的飞机被人们戏称为鸭子，“鸭翼”一词随之而来，还有麻烦也随之而来：

鸭翼上偏机头抬头的时候，鸭翼上表面形成的低压区降低了主翼下表面的压力，等于是降低了主翼的升力；鸭翼的迎角是飞机的迎角和鸭翼偏转角度之和，它的俯仰操纵是非常不线性的，在没有计算机辅助的年代极容易导致飞机失速。

受限于当时的技术水平，人类还不能掌控鸭式布局巨大的性能优势，最终昙花一现，常规布局的飞机完全统治了航空领域。

德国Me-262喷气式战斗机

二战期间，德国率先将人类第一批喷气式战斗机Me-262投入使用，战后美苏瓜分了德国的技术各自倒弄出自己的喷气式战斗机，X-1验证机的出现标志着人类正式进入超音速时代。

随着第二代超音速喷气式战斗机的出现（米格-21和F-4），人们发现飞机在超音速和亚音速飞行时有本质的区别，最显著的特征就是随着飞机速度的增加，飞机的气动焦点会逐渐后移，也就是说升力的中心点逐渐靠后。这样会让机头有低头的趋势，常规布局的飞机需要尾翼产生一个向下的配平力矩抵消这个低头的趋势。

但这个配平力矩是靠尾翼下偏产生负升力实现的，相当于恶化了飞机在超音速飞行时的升力特性。

瑞典萨博-37雷式战斗机

如果采用鸭式布局，只需要鸭翼的上偏角度随着飞机速度的增加而增加即可，用鸭翼向上的配平力矩也可以抵消机头低头的趋势。这是向上的正升力，可以改善飞机在超音速飞行时的升力特性。

最关键的契机源于“协和”号超音速客机研制过程中发现的脱体涡流在非线性升力中的应用，人们发现小展弦比、大后掠角的鸭翼可以产生脱体涡流形成对主翼有利的气动干扰，提高低速时飞机的升力系数，抑制大迎角状态下的主翼气流分离。

1967年瑞典研制了世界上第一种装有鸭翼的战斗机萨博-37（采用带襟翼的固定鸭翼），由于鸭翼和主翼相对位置合适，大迎角时鸭翼产生的脱体涡流正好经过主翼面上表面，改善了升力系数，实现了飞机的短距起降和机动性能大幅提高。

不过涡流对鸭翼和主翼的远近距离及上下距离很敏感，否则不能产生有利的气动干扰甚至有害，这也是早期鸭翼布局不成功的原因之一。

法国达索Rafale阵风战斗机

随着电传技术的出现，鸭式布局在第三代战斗机中得到广泛应用，例如欧洲双风、瑞典鹰狮、中国歼-10，甚至在第四代战斗机（现在的五代机）中也延续使用，比如中国的歼-20。

这些飞机的鸭翼都是全动的，既可以作为耦合升力面使用，也可以偏转一个很大的角度做减速板使用。在飞行中，鸭翼的偏转角度完全由计算机通过电传系统控制，可以最大程度发挥鸭翼的优势同时使不利影响降到最低。

一百年过去了，人类已经把鸭翼玩的相当溜了，很有意思吧？

中国空军歼-20隐身战斗机也采用鸭翼提高机动性

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