小编注：在《 》一文中，对新旧三代机不同的作战背景进行简单阐述，新旧两代三代机的作战模式有根本的不同，作战模式改变的主要因素是武器系统、信息系统、电子系统发展的颠覆性变化。作战模式的改变直接导致武器平台发展需求的改变，由此，新旧三代机在性能细节上，从强调亚音速与高亚音速“稳盘”逐步向提高跨音速、超音速飞行能力和大过载“瞬盘”过渡。

当今的空战体系中，很多超视距打击的发起，往往需要战机超音速飞行状态的介入，这就需要战斗机从亚音、高亚音速、跨音速过渡到超音速的过程中，具备良好的加速性。因此，新型的三代机、四代机除了兼顾中低空机动性能以外，都对跨音速与超音速的加速能力、飞行能力提出了很高的要求。

美国对四代机的定义中，除了隐身特性以外，明确提出超音速巡航能力和在超音速状态下的机动能力，以及过失速状态下的机动能力。1985年，美国正式发布四代机计划招标书。在长达10年的研制过程中，美国最终选定了常规气动布局的YF22，作为美国第四代主力空优战斗机。

F22为何选择常规气动布局

在美国人看来，常规气动布局更容易把控其战机的其隐身特性，同时，常规气动布局能很好的兼顾中低空的飞行特性。并且，F22利用覆盖在进气道上部，一直延伸到蝶形主翼翼根处的巨大边条，充当涡流发生器，与主翼构成一个完整的升力体，为超音速与大仰角机动时，提供足够的升力。

F22机翼翼面上出现多条涡流

大仰角过失速机动最能考验战机的控制能力与稳定性。常规气动布局的战机，在失速后，稳定性下降，并且常规舵面控制效率衰减急剧加速，有不可逆转的态势。

美国人解决F22常规气动布局大仰角过失速机动可控的稳定性方面，可以说，思路粗暴，手段更粗暴，直接使用矢量推力发动机来补足常规舵面控制效率下降的问题。虽然矢量推力能解决常规气动布局过失速控制能力不足问题，但二元矢量推力在纵向操控后滚转时，也存在效率盲点。因此，美国人对F22的常规气动布局进行必要的调整，增加了F22低头控制能力，其目的是保证矢量推力失效后，F22能从过失速仰角范围内正常恢复飞行姿态。

美国人利用“矢量推力”的做法印证了中国的一句老话，堤内损失堤外补。常规舵面控制效率低，那么，矢量推力来凑。同样，常规气动布局跨音速时，机翼因激波造成波阻增强，促使加速性降低，美国人做法依然是利用发动机推力来解决。

尽管，美国F22使用的长方形导流板式二元矢量喷管，能量损耗高（>>3%），由于重量过大（占据发动机全重的¼）无法增加更重的反推装置，无法解决F22短距降落的问题。

尽管，F22使用的长方形导流板式二元矢量喷管，只对纵向俯仰机动帮助很大，对横向平移偏转机动帮助极为有限，并且，发动机中圆形的高温高压高速射流转为方形射流喷出，这个过程导致高温热量、高压载荷在矢量喷管装置上分布极不均匀，这对散热、热隔离、耐高温高压材料提出了极高的要求。特别F22开加力飞行的时候，这种矛盾更加突出，这对整个二元矢量喷管机构在耐高温、耐高压状态下的密封特性提出及其严苛的要求。

不过，对于20世纪末的美国人看来，F22使用的长方形导流板式二元矢量推力发动机，在面对当时全世界各国的航空技术而言，已经完全够用了。美国人认为，与其因“非常规气动布局”让飞控系统变得过于复杂，还不如直接用常规气动布局与二元推力矢量技术相结合，依仗美国人自己更加自信的工业精密制造能力来完成同样的目的。

三角翼与双三角翼

三角翼是由其形状酷似三角形而得名。三角翼天生就具备满足高速飞行的特性：

• 超音速状态下飞行阻力小；
• 结构简单且强度高；
• 常规机翼，在超音速与跨音速阶段，由于重心后移量大，因此波阻（激波）大，三角翼在超音速与跨音速阶段的机翼重心后移量小，波阻小；

三角翼并不是新概念，早在16世纪就已经被应用于火箭的稳定尾翼。20世纪30年代，德国利用三角翼适合于高速飞行这一特性，将三角翼应用截击机。进入50年代，在“高空高速”的指导理念下，三角翼首次被应用于喷气式战斗机上，“幻影”从此问世。

三角翼的外侧边沿走向与大后掠翼极为相似，在超音速飞行时，战机的机鼻处会形成“激波”，当“激波”到达三角翼外侧边沿，这种对常规气动布局会引起“波阻”的“冲击波”，会促使三角翼的气动效率提高。

三角翼在大仰角飞行状态下，在机翼的前沿还能产生大量内旋气流（涡流），这种“涡流”附着在机翼上翼面，能够提高机翼的升力。由此可见，三角翼不存在常规气动布局那种大仰角状态下，舵面控制效率降低的问题。

在低速飞行状态下，三角翼存在先天不足，在翼型阻力和诱导阻力的作用下，机动性、操纵性都不佳。特别是在起飞、降落和低空对地打击时，空阻大，油耗高。

为了解决低空、低速操控问题，以三角翼为主的战机，增加了水平尾翼，扩展了飞机重心平移范围。为了满足高速与低速的需要，三角翼也出现很多变型，如曲线三角翼、双三角翼等。

双三角翼设计的歼7E

中国的歼7E就是典型的双三角翼+具有类似后掠翼的水平尾翼设计。主翼由内外斜率不同的两组三角翼结合而成，减小了展弦比，促使低空、低速时翼型阻力和诱导阻力降低，改善起降性能和续航能力。歼7E作为一款二代机，在盘旋能力上已经接近F16A/B的水平。歼7G在歼7E基础上改进而来，最新型的歼7G在雷达与平显系统都有显著的变化，甚至加装头瞄系统，作为苏30、苏27缠斗战术的磨刀石使用。

鸭翼+三角翼的组合

20世纪70年代，在空气动力学研究领域出现了一个新名词，即，脱体涡。空气动力学与流体力学的专家们发现，由于压差的问题，在机翼的上下翼面流体出现横向流动，在脱离机翼表面后，流体合成为螺旋状自旋的流动气流。这种脱离机翼后形成的自旋气流，被称之为脱体涡。也就是现在常被提及的涡流。

在这种理论指导下，鸭式布局出现了。固定式鸭式前翼作为脱体涡发生器，产生脱体涡，再与主翼的附体涡形成有利的干扰，从而改善主翼气流的流场，增加主翼升力。

在脱体涡的研究与实践方面，英法俄走到了美国人的前面。英法俄航空人发现，45°以上的大后掠角的三角形薄翼在极小的迎角下，气流在机翼的前沿分离，就能形成脱体涡。英法俄航空人将前翼与大后掠角的三角薄翼，构成鸭式布局的“远距耦合”模式，解决了常规空气布局在超音速飞行状态下，难以解决的升阻比问题。英法俄航空人都将这一发现应用于航空工程实践，英法联合制造中型超音速客机“协和”，前苏联独立制造图144。

协和（左）与图144（右）

“协和”与图144在外观上极为接近，主翼均为双三角翼结构，主要区别在于鸭翼上：

• “协和”的鸭翼与主翼位置几乎在同一水平面，形状与边条翼类似，只起到涡流发生器的作用；
• 图144的鸭翼位置远远高于主翼水平面，在机头上部，起飞后可回收进舱内，其作用是提供升力，为机头提供抬头力矩；

“协和”相比于图144在工业制造水平与精密制造能力上要高得多，“协和”完全可以在四台发动机不开加力的情况下，就实现超音速巡航。

1985年，在空气动力学领域，非定常涡升力理论已经进入成熟阶段。经过长达十数年的研究和大量的风洞试验，为鸭式布局提供了相当多的理论模型与数据支持。特别是全动式鸭翼模型的出现，在根本上改变了“35°迎角以上脱体涡非对称性突变与破裂问题”，为鸭式布局开创出新局面。

此时，空气动力学领域都认可这样一句话：非定常涡升力的利用，可以使飞机的升力为现在的十几倍……（引自学术论文《空气动力学的新曙光》）

美国为什么舍弃鸭式布局

当今世界在三代半与四代机的发展中，俄中英法（欧洲）几乎都选择了鸭翼+三角翼的“鸭式布局”，只有美国沿用常规气动布局。小编个人认为，出现这种局面的根本原因在于，俄中英法（欧洲）在“鸭式布局”的理论研究和实践方面的认知与美国的需求存在很大的不同。

美国将未来世界范围内的主要军事冲突，定义为局部战争，在局部战争中，美国认为自己是未来局部战争的主导者和攻击的发起者，美国的假想敌是全世界（既是北约，美国也是一拉一打绝不手软），那么遮蔽自身的行迹是首选，避免硬碰硬的对决，以最小代价换取最大的杀伤是第一位的。

因此，在20世纪90年代末，材料科学还不足以让鸭翼拥有极佳的隐身特性时，美国毫不犹豫的舍弃了空气动力特性优异鸭式布局，进而通过矢量推力来解决飞控方面的一切问题。美国的这一选择也规避了全动式鸭翼布局飞控系统过于复杂的风险。

鸭式布局的远距耦合与近距耦合

远距耦合与近距耦合的定义是以鸭翼气动中心位置与飞机重心位置的间距，与机翼平均弦长进行比例计算，大于4倍以上为远距耦合，小于3倍为近距耦合。

通过视觉观察近距耦合与远距耦合最明显的区别在于，近距耦合的的鸭翼，其位置明显高于飞机的主翼的水平线，而远距耦合的鸭翼位置，一般与飞机主翼高差较小，接近其水平线（这对隐身设计要求非常有利）。

远距耦合的鸭式布局在高速状态下敏捷性非常好，特别适合于超音速飞行。以“台风”战机为例：从跨音速到超音速加速性非常好，发动机开加力，很容易实现2.0马赫的飞行，在发动机不开加力的情况下，也能实现超音速巡航，并且，即便携带副油箱的情况下，也能实现1.6马赫的超音速飞行。因此，追求不开加力实现超音速巡航，远距耦合的鸭式布局是首选。中国的“黑丝带”歼20的鸭式布局属于远距耦合范畴。

打开弹舱的歼20

近距耦合的鸭式布局具有推迟机翼失速，在大仰角状态下获取更大升力，确保大仰角状态下飞机稳定性的特性，高亚音速盘旋时，飞行阻力小，操控性极佳，短距起降性能优异。但是，近距耦合的鸭式布局在超音速飞行状态下，阻力较大，跨音速到超音速的加速性相较于常规布局没有任何优势。近距耦合鸭式布局的典型战机是瑞典的JAS-39。

极具中国智慧的中距耦合鸭式布局

中国的空气动力学科研工作者通过数十年的研究，针对鸭式布局建立起极具中国智慧的理论体系。中国对鸭式布局的设计与应用即不隶属于近距耦合，也不等同于远距耦合，而是博采众长、扬长避短、中庸之道。

中国对鸭式布局的研究起始于歼9，歼9在上世纪六七十年代经历了数万次风洞试验，制作数百种模型，积累了大量的数据资料。上世纪80年代末，空军“十号工程”启动，在歼9积累的数据资料基础之上，“十号工程”进行大量的计算、优化与设计，在后续的十几年间，通过对上百种模型的数万次风动实验，创造性的建立中距耦合理论模型。

歼十的鸭翼上运用了复合弯扭，同时，歼十的主翼俯瞰时与双三角翼类似，但实际上是利用复合弯曲实现下反翼的设计效果。歼十鸭翼与主翼这种复杂的复合弯扭设计，其共同目的就是降低翼尖迎角，实现推迟翼尖失速，从而提高大迎角状态下飞机的稳定性能力。

歼十主翼的下反翼复合弯曲设计还有其他更重要的空气动力学特性任务：

• 歼十的主翼“弯曲”让主翼面与鸭翼间距更大，可以兼顾“远距耦合”模式下的超音速气动特性。
• 由于歼十的鸭翼也是复合弯曲的，因此，歼十的鸭翼弯曲内侧产生的涡流气流方向朝下，这种“下洗流”对主翼的升力造成不利的影响，而歼十的鸭翼弯曲翼尖部分产生的涡流方向朝上，这种向上的气流对提高主翼升力有极大的帮助。
• 歼十的主翼“弯曲”，主翼的内侧与鸭翼内侧空间距离拉开，可以最大限度上的降低“下洗流”对主翼升力的影响，而主翼外侧平展，可以最大限度的利用鸭翼翼尖处产生的“向上气流”，增大主翼面升力。

由此可见，歼十的空气动力学设计者们，在对“非定常涡升力”的运用上可谓到了斤斤计较的地步。

歼十为了避免跨音速到超音速临界时，主翼翼根处因激波造成的波阻引发“飞行阻力”增大的问题，特意对机翼与机身连接部位进行了“蜂腰”设计。这一设计，让歼十看起来是“大机鼻”+窄机身的主体外形，使得歼十的风阻系数进一步减小。这也让歼十无论是在亚音速、高亚音速、超音速状态下，均有非常优异的飞行性能。

歼十的鸭翼外形是典型的三角翼，并且其翼面积，在鸭式布局中的战机里，称得上是“非常大的”。这不但可以提供更大的升力，同时也增大歼十的抬头力矩，从而，歼十战机的纵向操控性十分敏捷，并且，进行差动的鸭翼也让歼十具有极强的横向机动能力。歼十的“大鸭翼”还能让歼十拥有很好的短距起降能力。

成都试飞院首席试飞员雷强曾说过，歼十的眼镜蛇机动几乎可以达到160°仰角。

经典的过失速机动除了眼镜蛇机动，还有一个称之为猫鼬机动的动作，其过程是：大仰角将机头拉起到60°，然后机头侧转，实现战机的机头与初始飞行方向的180°转向，然后俯冲加速、平飞，完成机动。据说这个动作可以在战时实现快速改变机头指向，完成快速对准来袭目标方面的目的。美国的F22曾经做过这一个猫鼬机动，但是是在矢量推力的帮助下才完成的轻描淡写、令人深刻。而歼十也做过同样的机动，丝毫不拖泥带水，精准无误。

由此可见，歼十战机在过失速大仰角状态下的飞行稳定性。从这个侧面也反映出，歼十除了“中距耦合”鸭式气动布局的优异特性外，其复杂的飞控系统也是令人叹为观止的！

最后的总结

2018年11月，歼10B TVC在珠海航展上的惊艳表现，让全世界对歼十家族新成员的飞行特性留下极为深刻的感官刺激。

歼10B TVC的眼镜蛇机动表演

歼10B TVC在珠海航展上的表演，应该是“鸭式布局与矢量推力相结合”的战机在国际航展上的首次演出。歼10B TVC最令人难忘的是：在鸭翼的配合下，歼10B所装配的矢量喷管仅仅进行了很小的偏转就实现了普加乔夫眼镜蛇机动的招牌动作，机头高昂达到110°的状态。这充分的说明，鸭翼与适量推力的相结合，可以更大限度的挖掘矢量推力的潜力与作用，同时，也说明，中国飞机研究与制造工作者在飞发火推一体化的设计方面已经站在更高的崭新高度。

对于矢量推力喷管有这样的一句说辞：矢量喷管偏转角度越大，发动机推力损耗越大，矢量喷管越长，发动机推力效率越低，矢量喷管越短，发动机推力损耗越小。

众所周知，发动机推力大小代表着战机所具备能量的高低，而能量对于空战中的战机而言如同生命一样宝贵，战机具备的能量高低往往决定着空中绞杀的胜败和一名优秀飞行员的生死。

歼10B TVC尾部特写

歼10B TVC装配的应该是轴对称三元矢量喷管，矢量配管非常紧凑，长度非常短，因此，发动机推力损耗也是极低水平。通过外形观测，明显区别于俄罗斯su35上使用的矢量配管。歼10B TVC的矢量喷管是全新的解决方案，由具有独立动力系统的液压动作装置构成，液压动作装置机构受控于矢量电子控制系统，而矢量电子控制系统则受控于歼10B飞控系统的协调控制，属于飞发火推一体化体系一部分。

歼10B TVC在珠海航展上的表演，可以说给全世界窥视歼20未来发展提供了一个遐想窗口。我们有理由相信，装备有矢量发动机的歼20将迅猛无比，令敌胆寒……

小编经常在头条上看到军迷这样调侃：穷则战术开花，达则给老子炸！

假如把“战术开花”看成是对气动布局的挖掘，把“给老子炸”看成是对矢量推力的渴望。那么，一旦当年“穷”的一方，突然将两者都一起拥有了，又该是怎样个形容了得？

这个问题小编一时解答不了，各位军迷网友，可否留言，帮小编脑补一下？