小編注：在《 》一文中，對新舊三代機不同的作戰背景進行簡單闡述，新舊兩代三代機的作戰模式有根本的不同，作戰模式改變的主要因素是武器系統、信息系統、電子系統發展的顛覆性變化。作戰模式的改變直接導致武器平臺發展需求的改變，由此，新舊三代機在性能細節上，從強調亞音速與高亞音速“穩盤”逐步向提高跨音速、超音速飛行能力和大過載“瞬盤”過渡。

當今的空戰體系中，很多超視距打擊的發起，往往需要戰機超音速飛行狀態的介入，這就需要戰鬥機從亞音、高亞音速、跨音速過渡到超音速的過程中，具備良好的加速性。因此，新型的三代機、四代機除了兼顧中低空機動性能以外，都對跨音速與超音速的加速能力、飛行能力提出了很高的要求。

美國對四代機的定義中，除了隱身特性以外，明確提出超音速巡航能力和在超音速狀態下的機動能力，以及過失速狀態下的機動能力。1985年，美國正式發佈四代機計劃招標書。在長達10年的研製過程中，美國最終選定了常規氣動佈局的YF22，作為美國第四代主力空優戰鬥機。

F22為何選擇常規氣動佈局

在美國人看來，常規氣動佈局更容易把控其戰機的其隱身特性，同時，常規氣動佈局能很好的兼顧中低空的飛行特性。並且，F22利用覆蓋在進氣道上部，一直延伸到蝶形主翼翼根處的巨大邊條，充當渦流發生器，與主翼構成一個完整的升力體，為超音速與大仰角機動時，提供足夠的升力。

F22機翼翼面上出現多條渦流

大仰角過失速機動最能考驗戰機的控制能力與穩定性。常規氣動佈局的戰機，在失速後，穩定性下降，並且常規舵面控制效率衰減急劇加速，有不可逆轉的態勢。

美國人解決F22常規氣動佈局大仰角過失速機動可控的穩定性方面，可以說，思路粗暴，手段更粗暴，直接使用矢量推力發動機來補足常規舵面控制效率下降的問題。雖然矢量推力能解決常規氣動佈局過失速控制能力不足問題，但二元矢量推力在縱向操控後滾轉時，也存在效率盲點。因此，美國人對F22的常規氣動佈局進行必要的調整，增加了F22低頭控制能力，其目的是保證矢量推力失效後，F22能從過失速仰角範圍內正常恢復飛行姿態。

美國人利用“矢量推力”的做法印證了中國的一句老話，堤內損失堤外補。常規舵面控制效率低，那麼，矢量推力來湊。同樣，常規氣動佈局跨音速時，機翼因激波造成波阻增強，促使加速性降低，美國人做法依然是利用發動機推力來解決。

儘管，美國F22使用的長方形導流板式二元矢量噴管，能量損耗高（>>3%），由於重量過大（佔據發動機全重的¼）無法增加更重的反推裝置，無法解決F22短距降落的問題。

儘管，F22使用的長方形導流板式二元矢量噴管，只對縱向俯仰機動幫助很大，對橫向平移偏轉機動幫助極為有限，並且，發動機中圓形的高溫高壓高速射流轉為方形射流噴出，這個過程導致高溫熱量、高壓載荷在矢量噴管裝置上分佈極不均勻，這對散熱、熱隔離、耐高溫高壓材料提出了極高的要求。特別F22開加力飛行的時候，這種矛盾更加突出，這對整個二元矢量噴管機構在耐高溫、耐高壓狀態下的密封特性提出及其嚴苛的要求。

不過，對於20世紀末的美國人看來，F22使用的長方形導流板式二元矢量推力發動機，在面對當時全世界各國的航空技術而言，已經完全夠用了。美國人認為，與其因“非常規氣動佈局”讓飛控系統變得過於複雜，還不如直接用常規氣動佈局與二元推力矢量技術相結合，依仗美國人自己更加自信的工業精密製造能力來完成同樣的目的。

三角翼與雙三角翼

三角翼是由其形狀酷似三角形而得名。三角翼天生就具備滿足高速飛行的特性：

• 超音速狀態下飛行阻力小；
• 結構簡單且強度高；
• 常規機翼，在超音速與跨音速階段，由於重心後移量大，因此波阻（激波）大，三角翼在超音速與跨音速階段的機翼重心後移量小，波阻小；

三角翼並不是新概念，早在16世紀就已經被應用於火箭的穩定尾翼。20世紀30年代，德國利用三角翼適合於高速飛行這一特性，將三角翼應用截擊機。進入50年代，在“高空高速”的指導理念下，三角翼首次被應用於噴氣式戰鬥機上，“幻影”從此問世。

三角翼的外側邊沿走向與大後掠翼極為相似，在超音速飛行時，戰機的機鼻處會形成“激波”，當“激波”到達三角翼外側邊沿，這種對常規氣動佈局會引起“波阻”的“衝擊波”，會促使三角翼的氣動效率提高。

三角翼在大仰角飛行狀態下，在機翼的前沿還能產生大量內旋氣流（渦流），這種“渦流”附著在機翼上翼面，能夠提高機翼的升力。由此可見，三角翼不存在常規氣動佈局那種大仰角狀態下，舵面控制效率降低的問題。

在低速飛行狀態下，三角翼存在先天不足，在翼型阻力和誘導阻力的作用下，機動性、操縱性都不佳。特別是在起飛、降落和低空對地打擊時，空阻大，油耗高。

為了解決低空、低速操控問題，以三角翼為主的戰機，增加了水平尾翼，擴展了飛機重心平移範圍。為了滿足高速與低速的需要，三角翼也出現很多變型，如曲線三角翼、雙三角翼等。

雙三角翼設計的殲7E

中國的殲7E就是典型的雙三角翼+具有類似後掠翼的水平尾翼設計。主翼由內外斜率不同的兩組三角翼結合而成，減小了展弦比，促使低空、低速時翼型阻力和誘導阻力降低，改善起降性能和續航能力。殲7E作為一款二代機，在盤旋能力上已經接近F16A/B的水平。殲7G在殲7E基礎上改進而來，最新型的殲7G在雷達與平顯系統都有顯著的變化，甚至加裝頭瞄系統，作為蘇30、蘇27纏鬥戰術的磨刀石使用。

鴨翼+三角翼的組合

20世紀70年代，在空氣動力學研究領域出現了一個新名詞，即，脫體渦。空氣動力學與流體力學的專家們發現，由於壓差的問題，在機翼的上下翼面流體出現橫向流動，在脫離機翼表面後，流體合成為螺旋狀自旋的流動氣流。這種脫離機翼後形成的自旋氣流，被稱之為脫體渦。也就是現在常被提及的渦流。

在這種理論指導下，鴨式佈局出現了。固定式鴨式前翼作為脫體渦發生器，產生脫體渦，再與主翼的附體渦形成有利的干擾，從而改善主翼氣流的流場，增加主翼升力。

在脫體渦的研究與實踐方面，英法俄走到了美國人的前面。英法俄航空人發現，45°以上的大後掠角的三角形薄翼在極小的迎角下，氣流在機翼的前沿分離，就能形成脫體渦。英法俄航空人將前翼與大後掠角的三角薄翼，構成鴨式佈局的“遠距耦合”模式，解決了常規空氣佈局在超音速飛行狀態下，難以解決的升阻比問題。英法俄航空人都將這一發現應用於航空工程實踐，英法聯合制造中型超音速客機“協和”，前蘇聯獨立製造圖144。

協和（左）與圖144（右）

“協和”與圖144在外觀上極為接近，主翼均為雙三角翼結構，主要區別在於鴨翼上：

• “協和”的鴨翼與主翼位置幾乎在同一水平面，形狀與邊條翼類似，只起到渦流發生器的作用；
• 圖144的鴨翼位置遠遠高於主翼水平面，在機頭上部，起飛後可回收進艙內，其作用是提供升力，為機頭提供抬頭力矩；

“協和”相比於圖144在工業製造水平與精密製造能力上要高得多，“協和”完全可以在四臺發動機不開加力的情況下，就實現超音速巡航。

1985年，在空氣動力學領域，非定常渦升力理論已經進入成熟階段。經過長達十數年的研究和大量的風洞試驗，為鴨式佈局提供了相當多的理論模型與數據支持。特別是全動式鴨翼模型的出現，在根本上改變了“35°迎角以上脫體渦非對稱性突變與破裂問題”，為鴨式佈局開創出新局面。

此時，空氣動力學領域都認可這樣一句話：非定常渦升力的利用，可以使飛機的升力為現在的十幾倍……（引自學術論文《空氣動力學的新曙光》）

美國為什麼捨棄鴨式佈局

當今世界在三代半與四代機的發展中，俄中英法（歐洲）幾乎都選擇了鴨翼+三角翼的“鴨式佈局”，只有美國沿用常規氣動佈局。小編個人認為，出現這種局面的根本原因在於，俄中英法（歐洲）在“鴨式佈局”的理論研究和實踐方面的認知與美國的需求存在很大的不同。

美國將未來世界範圍內的主要軍事衝突，定義為局部戰爭，在局部戰爭中，美國認為自己是未來局部戰爭的主導者和攻擊的發起者，美國的假想敵是全世界（既是北約，美國也是一拉一打絕不手軟），那麼遮蔽自身的行跡是首選，避免硬碰硬的對決，以最小代價換取最大的殺傷是第一位的。

因此，在20世紀90年代末，材料科學還不足以讓鴨翼擁有極佳的隱身特性時，美國毫不猶豫的捨棄了空氣動力特性優異鴨式佈局，進而通過矢量推力來解決飛控方面的一切問題。美國的這一選擇也規避了全動式鴨翼佈局飛控系統過於複雜的風險。

鴨式佈局的遠距耦合與近距耦合

遠距耦合與近距耦合的定義是以鴨翼氣動中心位置與飛機重心位置的間距，與機翼平均弦長進行比例計算，大於4倍以上為遠距耦合，小於3倍為近距耦合。

通過視覺觀察近距耦合與遠距耦合最明顯的區別在於，近距耦合的的鴨翼，其位置明顯高於飛機的主翼的水平線，而遠距耦合的鴨翼位置，一般與飛機主翼高差較小，接近其水平線（這對隱身設計要求非常有利）。

遠距耦合的鴨式佈局在高速狀態下敏捷性非常好，特別適合於超音速飛行。以“颱風”戰機為例：從跨音速到超音速加速性非常好，發動機開加力，很容易實現2.0馬赫的飛行，在發動機不開加力的情況下，也能實現超音速巡航，並且，即便攜帶副油箱的情況下，也能實現1.6馬赫的超音速飛行。因此，追求不開加力實現超音速巡航，遠距耦合的鴨式佈局是首選。中國的“黑絲帶”殲20的鴨式佈局屬於遠距耦合範疇。

打開彈艙的殲20

近距耦合的鴨式佈局具有推遲機翼失速，在大仰角狀態下獲取更大升力，確保大仰角狀態下飛機穩定性的特性，高亞音速盤旋時，飛行阻力小，操控性極佳，短距起降性能優異。但是，近距耦合的鴨式佈局在超音速飛行狀態下，阻力較大，跨音速到超音速的加速性相較於常規佈局沒有任何優勢。近距耦合鴨式佈局的典型戰機是瑞典的JAS-39。

極具中國智慧的中距耦合鴨式佈局

中國的空氣動力學科研工作者通過數十年的研究，針對鴨式佈局建立起極具中國智慧的理論體系。中國對鴨式佈局的設計與應用即不隸屬於近距耦合，也不等同於遠距耦合，而是博採眾長、揚長避短、中庸之道。

中國對鴨式佈局的研究起始於殲9，殲9在上世紀六七十年代經歷了數萬次風洞試驗，製作數百種模型，積累了大量的數據資料。上世紀80年代末，空軍“十號工程”啟動，在殲9積累的數據資料基礎之上，“十號工程”進行大量的計算、優化與設計，在後續的十幾年間，通過對上百種模型的數萬次風動實驗，創造性的建立中距耦合理論模型。

殲十的鴨翼上運用了複合彎扭，同時，殲十的主翼俯瞰時與雙三角翼類似，但實際上是利用複合彎曲實現下反翼的設計效果。殲十鴨翼與主翼這種複雜的複合彎扭設計，其共同目的就是降低翼尖迎角，實現推遲翼尖失速，從而提高大迎角狀態下飛機的穩定性能力。

殲十主翼的下反翼複合彎曲設計還有其他更重要的空氣動力學特性任務：

• 殲十的主翼“彎曲”讓主翼面與鴨翼間距更大，可以兼顧“遠距耦合”模式下的超音速氣動特性。
• 由於殲十的鴨翼也是複合彎曲的，因此，殲十的鴨翼彎曲內側產生的渦流氣流方向朝下，這種“下洗流”對主翼的升力造成不利的影響，而殲十的鴨翼彎曲翼尖部分產生的渦流方向朝上，這種向上的氣流對提高主翼升力有極大的幫助。
• 殲十的主翼“彎曲”，主翼的內側與鴨翼內側空間距離拉開，可以最大限度上的降低“下洗流”對主翼升力的影響，而主翼外側平展，可以最大限度的利用鴨翼翼尖處產生的“向上氣流”，增大主翼面升力。

由此可見，殲十的空氣動力學設計者們，在對“非定常渦升力”的運用上可謂到了斤斤計較的地步。

殲十為了避免跨音速到超音速臨界時，主翼翼根處因激波造成的波阻引發“飛行阻力”增大的問題，特意對機翼與機身連接部位進行了“蜂腰”設計。這一設計，讓殲十看起來是“大機鼻”+窄機身的主體外形，使得殲十的風阻係數進一步減小。這也讓殲十無論是在亞音速、高亞音速、超音速狀態下，均有非常優異的飛行性能。

殲十的鴨翼外形是典型的三角翼，並且其翼面積，在鴨式佈局中的戰機裡，稱得上是“非常大的”。這不但可以提供更大的升力，同時也增大殲十的抬頭力矩，從而，殲十戰機的縱向操控性十分敏捷，並且，進行差動的鴨翼也讓殲十具有極強的橫向機動能力。殲十的“大鴨翼”還能讓殲十擁有很好的短距起降能力。

成都試飛院首席試飛員雷強曾說過，殲十的眼鏡蛇機動幾乎可以達到160°仰角。

經典的過失速機動除了眼鏡蛇機動，還有一個稱之為貓鼬機動的動作，其過程是：大仰角將機頭拉起到60°，然後機頭側轉，實現戰機的機頭與初始飛行方向的180°轉向，然後俯衝加速、平飛，完成機動。據說這個動作可以在戰時實現快速改變機頭指向，完成快速對準來襲目標方面的目的。美國的F22曾經做過這一個貓鼬機動，但是是在矢量推力的幫助下才完成的輕描淡寫、令人深刻。而殲十也做過同樣的機動，絲毫不拖泥帶水，精準無誤。

由此可見，殲十戰機在過失速大仰角狀態下的飛行穩定性。從這個側面也反映出，殲十除了“中距耦合”鴨式氣動佈局的優異特性外，其複雜的飛控系統也是令人歎為觀止的！

最後的總結

2018年11月，殲10B TVC在珠海航展上的驚豔表現，讓全世界對殲十家族新成員的飛行特性留下極為深刻的感官刺激。

殲10B TVC的眼鏡蛇機動表演

殲10B TVC在珠海航展上的表演，應該是“鴨式佈局與矢量推力相結合”的戰機在國際航展上的首次演出。殲10B TVC最令人難忘的是：在鴨翼的配合下，殲10B所裝配的矢量噴管僅僅進行了很小的偏轉就實現了普加喬夫眼鏡蛇機動的招牌動作，機頭高昂達到110°的狀態。這充分的說明，鴨翼與適量推力的相結合，可以更大限度的挖掘矢量推力的潛力與作用，同時，也說明，中國飛機研究與製造工作者在飛發火推一體化的設計方面已經站在更高的嶄新高度。

對於矢量推力噴管有這樣的一句說辭：矢量噴管偏轉角度越大，發動機推力損耗越大，矢量噴管越長，發動機推力效率越低，矢量噴管越短，發動機推力損耗越小。

眾所周知，發動機推力大小代表著戰機所具備能量的高低，而能量對於空戰中的戰機而言如同生命一樣寶貴，戰機具備的能量高低往往決定著空中絞殺的勝敗和一名優秀飛行員的生死。

殲10B TVC尾部特寫

殲10B TVC裝配的應該是軸對稱三元矢量噴管，矢量配管非常緊湊，長度非常短，因此，發動機推力損耗也是極低水平。通過外形觀測，明顯區別於俄羅斯su35上使用的矢量配管。殲10B TVC的矢量噴管是全新的解決方案，由具有獨立動力系統的液壓動作裝置構成，液壓動作裝置機構受控於矢量電子控制系統，而矢量電子控制系統則受控於殲10B飛控系統的協調控制，屬於飛發火推一體化體系一部分。

殲10B TVC在珠海航展上的表演，可以說給全世界窺視殲20未來發展提供了一個遐想窗口。我們有理由相信，裝備有矢量發動機的殲20將迅猛無比，令敵膽寒……

小編經常在頭條上看到軍迷這樣調侃：窮則戰術開花，達則給老子炸！

假如把“戰術開花”看成是對氣動佈局的挖掘，把“給老子炸”看成是對矢量推力的渴望。那麼，一旦當年“窮”的一方，突然將兩者都一起擁有了，又該是怎樣個形容了得？

這個問題小編一時解答不了，各位軍迷網友，可否留言，幫小編腦補一下？