晨楓：殲-10“超機動”的意義究竟何在？

【文/觀察者網專欄作者 晨楓】

2018年珠海航展上，殲-10B矢推技術驗證機漂亮地表演了眼鏡蛇、落葉飄、J轉等經典過失速機動動作，引來全場驚呼。人們理所應當地為之歡欣鼓舞。但戰鬥機是打仗用的，為了説明這些過失速機動的戰術意義，坊間湧現了很多文章。遺憾的是，存在很多誤解。我們要歡欣鼓舞，但要為正確的理由歡欣鼓舞。如果讚美保時捷的操控凌厲是因為四輪漂移的時候都那麼鎮定自若，那就讚美錯了地方。四輪漂移是失控狀態，看起來很酷，但只是看起來而已。

事實上，過失速機動真是可以和四輪漂移相比較。四輪漂移是四個輪胎都失去最低限度的摩擦力時發生的，這時轉向、剎車都不管用，只有等剩餘摩擦力把車子的速度降到足夠低，輪胎恢復摩擦力，才能恢復正常的操控。

漂移和不帶矢量推力的過失速機動（如普加喬夫眼鏡蛇動作）有相近之處，都是需要等待車\飛機自行恢復，這實際上是一種“可以故意進入，並能控制改出的失控”狀態

對於飛機來説，正常飛行是靠機翼上下表面氣流的速度差形成壓力差而產生升力。如果氣流速度過低，或者機翼迎角過大，氣流與機翼表面分離，升力機制受到破壞，這就是失速狀態。換句話説，在失速狀態下，機翼不再產生升力，常規的氣動控制也失效了。一旦進入失速，應該儘快改出，恢復正常飛行。問題是，通常情況下，失速與失控是伴生的，因為機翼失速的時候，氣動控制面也隨之失效，所以很難改出。

除了飛行表演或者科研試驗，在通常情況下，飛行員不會有意把飛機帶入失速狀態，避免無謂的失控。但要是能做到過失速機動，進入失速然後有控制地改出也就成為正常飛行中的一個選項了。問題是這個選項有什麼戰術價值。

還在米格-29首先作出鐘擺、蘇-27首先作出眼鏡蛇的時候，就存在激烈的爭論：過失速機動在戰鬥中到底有沒有用？

在航炮空戰時代，角度機動為王，把機頭對準敵機是最重要的，否則無法開炮；使得敵機機頭無法對準自己也同樣重要，否則就沒命了。搶佔六點鐘的原則是從這裏延伸出來的，目的有兩個：

1. 便於自己瞄準敵機

2. 確保敵機無法瞄準自己

理論上過失速機動能夠運用到空戰當中，但前提是敵人是缺乏判斷力和應對措施的傻瓜

實際上由於現代導彈技術的進步，除非是雙方拼機關炮，否則超機動在格鬥中意義也不大

在空空導彈的早期，導彈的鎖定能力有限，機動性也不足，所以角度機動依然重要。但隨着導彈性能的進步，尤其是具有大角度離軸發射能力後，能量機動成為主流。只要導彈與敵機的航跡交匯，從幾點鐘交匯無關緊要，從什麼角度發射也不再關鍵。

現代空空導彈的最大過載可超過40g，遠遠高於戰鬥機的最大過載9g（受飛行員的生理極限限制，而不是飛機結構或者氣動限制）。儘管在依靠慣性追擊的時候有所下降，但依然大大高於戰鬥機所能做到的，過失速機動中有限位移的躲避敵人導彈的作用是有限的，而且近失的導彈依然能靠爆炸和破片產生有效殺傷。防禦機動的關鍵在於位置，而不是姿態。在敵人扔手榴彈過來的時候，儘快跑開才是正道，翻跟斗、拿把式是沒用的。

用過失速機動導致敵人雷達脱鎖的作用也有限，更可況速度還在恢復中，敵人雷達可能已經重新截獲了，而自己的速度恢復反而需要更長的過程。

用過失速機動甩掉追蹤的敵機，甚至迫使敵機衝到前方而反而被自己咬住，這是在用擊劍時代的思維面對衝鋒槍時代的現實。敵機如果已經從後半球接近到這麼近了，根本不會等到你玩弄過失速機動，就利用大角度離軸發射能力搶先開火了。

即使用過失速機動僥倖躲過一擊，損失的能量需要很長時間重新積聚，敵機在這當口補射，基本上就是打靜止靶了。

在防禦機動中保持能量至關重要，主動放棄能量不可取。這對進攻機動也是一樣。在理論上，可以通過過失速機動搶佔發射角度，但在空空導彈具有大離軸發射能力後，用大幅度損失能力來換取發射角度得不償失。

應該指出，空空導彈的能量也是很重要的，大離軸發射對導彈能量有相當大的損失。在可能的情況下，戰鬥機依然應該儘量對準敵機方向，減少發射過程中空空導彈的能量損失，確保儘可能多的能量用於最終的追擊。這是擴大必殺區的重要手段。但在導彈和自己戰鬥機的能量之間，犧牲導彈能量、保存自己能量是正道。實際空戰不是一對一的比武，螳螂捕蟬 ，黃雀在後，永遠要防備看不見的敵人的偷襲，何況在過失速機動中勉強發射的導彈也未必一擊必殺，敵機對處在低能量狀態的自己反擊的話，就很被動了。

從這一層面來説，西方對米格-29和蘇-27的過失速機動的戰術作用的質疑是有道理的，並不完全是酸葡萄。

在技術層面，米格-29和蘇-27的過失速機動是利用氣動設計裏特殊條件的組合，在過失速動作期間實際上是無控的，只有等待慣性和重心的特殊組合使得飛機自然回到可控狀態。這也決定了只有在特殊的速度、高度、迎角組合下才能安全進入並退出這些過失速機動，極大地限制了任何可能的戰術好處。

矢量推力使得過失速機動在過失速期間也可控，可控性大大提高，但依然不解決能量問題。蘇-30MKI是第一個使用矢量推力的量產戰鬥機，印度飛行員在與美國和英國空軍的聯合演習中迫不及待地大量使用矢量推力，但屢屢被打的滿地找牙，正是因為能量問題。

但這是不是説過失速機動就沒有戰術作用了。戰鬥機在拼機動的時候，拼的是極限性能，一不小心就容易過線，落入失速區。具有有效、可控的過失速能力能確保及時改出，恢復正常飛行，使得飛行員可以無憂慮操作，其戰術價值是不可低估的，儘管這是間接價值而不是直接作用。

但矢量推力更重要的作用是超音速機動。在超音速狀態下，常規氣動控制面處於激波後的低壓區，控制效用顯著降低。在矢推之前是通過大大加大垂尾和採用全動平尾補償的，但這畢竟增加阻力，所以典型超音速戰鬥機只有有限的超音速機動能力，超音速主要是用於接敵前的最後衝刺或者全速撤離。

對於第四代戰鬥機而言，矢量推力最大的意義是增強了超音速飛行時的控制力、靈活性，以及減少氣動控制面動作，避免影響隱身性

矢推不僅在超音速時依然有效，而且不增加氣動阻力。這對具有超巡能力的戰鬥機尤其重要。傳統的超音速戰鬥機需要用很費油的加力推力才能達到超音速，因此只有幾分鐘的超音速時間，超音速機動性不足克服一下也就過去了。但超巡戰鬥機可以長時間超音速飛行，必須具備高效低阻的控制手段，否則超巡是沒有意義的。除了瞎趕時髦的蘇-30MKI，第一個具有超巡能力的F-22是第一種真正用上矢推的戰鬥機，不是偶然的。

但矢推是增加重量的。

很大所以缺乏實用價值的花瓣型，矢推主要有二維和三維。典型的二維矢推是矩形噴口，只能在一個方向上擺動。對F-22來説，這是上下襬動；對還在模型階段的達索NGF來説，這是左右擺動。

最早的“花瓣形”或者叫折流板式矢量噴口會導致動力的嚴重損失

F-22採用上下襬動的噴口

蘇-30MKI和一脈相承的蘇-35的矢推是圓形的，在理論上可以三維，但實際上也是二維的，只能上下襬動，但由於特殊的設計考慮，還是斜上斜下的V形擺動。

俄羅斯蘇-30MKI和蘇-35的噴口採用的是V型擺動的方式

蘇-30MKI、蘇-35上使用的矢量噴口是整個噴口進行調節，轉動系統的重量大，不夠敏捷

珠海殲-10B矢推的渦扇10B是三維的，能在上下和左右同時擺動，這可能是世界上第一種能三維擺動的量產發動機。

美國的矩形二維用上下擋板實現矢推，動作敏捷，雷達和紅外隱身好，後體阻力小，但密封要求高，重量大，推力損失大。

俄羅斯的圓形二維在傳統的收斂擴散噴口前增加一段球形外壁的管道，收斂擴散噴口套在這上面轉動。好處是保留了已經成熟的收斂擴散噴口設計，在現有發動機的低壓渦輪出口和收斂擴散噴口之間插一段球形外壁管道就可成為矢推，但這不僅導致額外的重量，額外的長度和內部唇口與收斂擴散噴口連接部的不連續也導致推力損失。最大的壞處還是動作不敏捷。如果説F-22噴口的上下擋板的動作好比虎口控制下的拇指和食指，俄式就好比肩膀控制的整個手臂，動作不可能敏捷。

殲-10的矢量噴口則是真正的三維擺動

其實兩段式“羽片”設計俄羅斯禮炮設計局向中國推銷多年，以前幾乎每屆航展上他們都會帶來採用這種設計的AL-31FN改進型模型（而這個噴口設計的最初來源據稱是克里莫夫局），不過這個設計並不完善，還需要投資進行進一步的實驗和完善

俄羅斯產品30發動機的噴口技術水平可能比較接近殲-10TVC的噴口，只不過兩者原理雖然類似，實現的機械結構還是有區別的

傳統的收斂擴散噴口是用內外兩層交替重疊的羽片構成的。外層羽片聚攏收縮時，內層羽片在錯位滑動中自然填補外層羽片之間的空隙，確保噴口密封。由於內外羽片有重疊，密封是容易保證的。這也是俄式矢推的優點。

矩形矢推沒有羽片，可動上下擋板和固定的側壁之間只有靠材質和製作來密封，難度高，效果也不容易做好。

中國的矢推研究開始得很早，也不乏接觸俄式的機會。但中國沒有滿足於“先解決有無問題”，而是創造性地另闢蹊徑，採用兩段式羽片。前段與後段一起作用時，擔任收斂擴散噴口；但後段單獨作用時，用作矢推。與虎口式的矩形二維和擺動整個手臂的俄式相比，中國的兩段式更像手指節，勾手指甚至比虎口開合更加敏捷。這避免了俄式額外接管的重量、推力損失和動作遲鈍問題，也避免了美式的重量和密封問題。

缺點後段羽片較短，矢推的力度較小。而且機構比較細巧，長期可靠性還有待考驗。另外，羽片不可能寬度太大，所以只可能形成隱身相對不足的小鋸齒。

F135的羽片就採用了大鋸齒設計，對於隱身的效果要好一些

但兩段式羽片的潛力也更大。如果發動機推力足夠，不怕損失，也可以做成長圓形噴口，也就是上下是平的，因此可以用寬羽片和大鋸齒；但兩側是半圓的，依然用窄羽片和小鋸齒。這樣可以在矩形和圓形噴口之間得到最好的折衷。進一步發展的話，可能可以通過不對稱羽片運動，在圓形和長圓形之間無縫轉換，根據不同戰術需求，在推力和隱身之間靈活選擇。這就更上一層樓了。

渦扇10B與殲-10B矢推的成就是顯然的，但坊間很有一些不實讚美，比如盛讚這是第一種單發矢推。矢推與雙發、單發關係不大，除了不能用差動矢推實現橫滾控制，單發矢推可以做雙發矢推的所有動作。美國的羅克韋爾X-31矢推研究機也是單發的。殲-10B矢推的技術完成度高一點，但也是技術驗證機。另外，還有把鴨式與矢推相結合作為中國飛控技壓世界的標誌。鴨式與常規佈局相比，在飛控難度上並無質的差別。萊特兄弟的第一架飛機就是鴨式的。殲-10B矢推的成就是了不起的，但還是那句話：讚美要贊對地方，否則會適得其反。

渦扇10B採用的矢推技術代表了世界最先進水平，這不是誇張。這是殲-20能有效超巡的必要條件之一。另一個當然就是更大的推力，這就要等渦扇15上崗了。、

這才是為什麼我們要為殲-10B的眼鏡蛇而歡欣鼓舞。

殲-10TVC的表演，表明我國在發動機、結合矢量推力的飛行控制等領域已經走出了自己的路

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