《流浪地球2》歼-20C的前期设计分享

《流浪地球2》歼-20C的前期设计分享

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在《流浪地球2》中我与“王老师”以及“总师”三人作为一个小团队,利用业余时间参与完成了剧中歼-20C垂直起降战斗机的前期设计工作。我们的专业包含设计和工程,目前都不以影视行业为主,但我们都对科幻题材的各类作品以及航空航天领域的相关技术很感兴趣,平时也会设计点介于幻想和现实之间的小玩意。没想到这个共同的爱好有一天能让我们有机会参与到这样一件令人激动的作品的创作之中。

立项初期我们首先接到了故事的背景设定和一些分镜的草稿,得知我们需要设计一架可垂直起降的双座歼-20战斗机。就像冷战时期世界各国对垂直起降战机各种形式的探索一样,在方案论证初期大家也设想过各种稀奇古怪的垂直起降方式,但故事的设定需要这架飞机更“现实”一些。毕竟片中描绘的“未来的过去”与我们现在所处的时代相隔不远,要让观众通过这架飞机感受到故事与现实世界的关联。

根据故事发生的时代背景:随着UEG的成立,大国之间的空中对抗逐渐退出历史舞台,与大航程和低雷达反射截面相比,高生存能力,多任务适应性可能会成为了那个时代的战机更加重要的指标。

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(前期设计探索草图 设计_王新翰 胡辰韬 常恒欣)
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机头及座舱是整个设计工作中占比最高的部分。由于近景镜头基本围绕座舱拍摄,需要对整个座舱进行高细节度的实景搭建,在拍摄规划中这些近景道具的时间要求更为紧张,设计也最为详细。座舱外部的轮廓和机背的鼓包极大的影响了飞机的风格,导演对这里的功能逻辑与线型美学十分敏感和执着,我们与美术组一起反复推敲机头的造型和机身的线型,过程十分煎熬。经过多次迭代,最终在体量感,速度感和结构的隐喻中取得了平衡,确定了一个神似原型但又比原型更加“锐利”的机头方案。

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(机体造型推敲演进 设计_王新翰)

在座舱内部设计的前期,我们搭建了三种方案简模供剧组选择,在确定了舱内屏幕的基本布局后进行深化设计。为了与电影的整体美术风格保持一致,我们既不能把面板设计的太过简洁,又不能因为过多的仪表和开关让座舱看着像“钟表店”,此外我们自己也不太能接受随意的布置屏幕、按钮和指示灯堆砌出来的“科技感”。

在设计的过程中我们查阅了很多已公开的视频图文资料和相关书籍,研究了多种四/五代战机座舱以及珠海航展上出现的模拟座舱内各类开关及旋钮的功能及分区,确保各类控制开关的形制、位置以及标识的文字尽量与现实相符。此外我们还编制了一份冷舱启动的操作说明书,并结合电影的动态预演设置了驾驶员在不同情节下所要完成的操作。在我们的设计提交后美术组又对座舱内部分面板的设计进行了调整和优化,才达成了最终呈现在银幕上的效果。

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(座舱概念草图 设计_王新翰 常恒欣)
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(座舱面板详细布局 设计_常恒欣 胡辰韬)
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在歼-20C的设计工作完成之前,双座歼-20的实机照片还未披露。在前期我们一直想把座舱盖做成类似歼教-7的略带土味的整体侧开式结构(毕竟土就是战斗力),但经过剧组研究后决定采用前后对开的方式,一是觉得比较新颖有趣,二是制作一个满足拍摄需求的如此巨大的整体舱盖真的很难,因此我们随后重新设计了座舱盖。

在现实中很多双舱盖战机在两舱盖之间都会有一条连贯的隔框(参考歼轰-7和F-4) 。为了让歼-20C的舱盖看起来更独特一些,我们将隔框压缩成了两个带窗的小凸角。从现实的角度考虑,这种设计可能会在处理舱内气密的问题上存在一点硬伤,但也并不是不能解决。两舱盖之间的分割线是一条与后舱盖的转动轴点同心的圆弧,这样是为了避免舱盖在开闭时可能存在的相互干涉的问题。舱盖边框有意避开了弹射座椅弹出的轨迹以符合基本的设计逻辑,舱盖下方远离转动轴点的一端设有抛盖火箭。

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(座舱盖结构设定 设计_胡辰韬)

电影中曾两次出现战机在无地勤保障的区域起降乘员离机登机的情节(开头在利伯维尔城区烧纸和中间带韩朵朵回上海)虽然没有具体的镜头,但为了保证情节符合逻辑,我们在机头左侧设置了可自动收放的登机梯。此外我们也设想过这架垂直起降战机可能会在舰上或地堡这类狭小空间中停放,因此增设了可折叠的主翼(不过这么巨大的飞机就折一点机翼好像也省不了多少空间……)这些装置在座舱内都设置有对应的控制拨杆。

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(登机梯与折叠机翼结构设定 设计_胡辰韬)

在飞机背部我们设置了两组升力风扇。由于歼-20的机体十分修长,双升力风扇布局会让整机的比例更加协调,使其从感官上更加可信。在双风扇传动方式的设定上我们有多个版本的设想,从传统的主发传动轴驱动,到高压燃气导气驱动,辅助动力涡轮泵驱动,甚至电力传动等方式都有考虑。

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(动力系统结构设定 设计_王新翰)
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(机体(起降状态)深化设计_胡辰韬)

航炮也是为剧情需要增设的机载设备之一,出于一点个人喜好(单管感觉不够劲,六管又觉得太普通)在设定上我们选用的是一门国产战机上常见的双管加斯特式航炮。不过最近看到现实中歼-20的航炮有新消息了,形制以及布置方式都和我们的设定不太一样。

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(机体内构设定 设计_王新翰)

为了让开升力风扇同时尽可能确保载弹量,我们对主机身进行了修型,增加了机身中央段的截面积,取消了机腹弹舱,在不降低气流截面积的同时将升力风扇的喷口压扁,这样就使侧弹舱可以向机腹延申扩大。此外由于歼-20的原设计中主起落架是向前方折叠收入轮舱内的,侧弹舱加长会与原有轮舱发生干涉,我们重新设计了主起落架及轮舱的结构,将收放方式改为向外侧翻转的形式,并在主翼翼根前端增设了容纳起落架的鼓包。

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(主起落架及弹舱结构设定 设计_胡辰韬 常恒欣)

在机体深化设计中,我们参考了大量已公开的歼-20实机照片,尽量确保在未做太多改造的区域(包括机头前端,进气道前端,机身后段,机翼等)的蒙皮缝线及外露装置与实机一致。此外由于新型的龙勃透镜在那时还未公开,我们采用的仍然是早期歼-20上装备的形制。除蒙皮缝线和机体外露的各种装置,我们还在设计文件中设定了机体动作部件(包括各种舱盖及舵面)的转动轴点和开启关闭的姿态及角度供后期的CG团队参考。

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(方案效果图 设计_王新翰)
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(机体六视线图 设计_胡辰韬)
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我觉得娱乐设计与工程领域的设计工作相比一个很大的区别是娱乐设计的产品是要为故事服务的,你可以为一段故事创造一个设计,也可以为了一个设计而编一段故事,但总之都要有故事,歼-20C就是一件完全为故事而创造的载具。作为设计师我们的主要工作是解决提出“what if”之后的问题,这种在限定范围内的“带着镣铐的舞蹈”对于我们来说要比完全自由的想象要有趣的多。

与浩大繁杂的电影整体创作过程相比,歼-20C道具的设计与制作只占其中的一段,而我们的工作更是其中非常渺小的一部分。作为装备制造行业的工程师和设计师,我们十分清楚这种大规模的分工与协作对于工业的重要性。感谢导演和美术组对于我们工作的尊重和指导,感谢MDI的同事们给我们的协助,也感谢道具制作团队的辛勤工作,将我们提交的图纸和模型变为了“现实”。如果不是因为喜欢《流浪地球》的第一部作品,去看了电影的制作手记,我就不会认识MDI工作室的朋友们,也不会有后来为续作设计战机的工作。从一个普通观众到参与电影制作的设计师,如果不是亲身经历是无法想象的,只能说电影确实是一种造梦的艺术。

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