對達索NGF（下一代戰鬥機）氣動設計的看法_風聞

  雖然號稱是歐洲下一代戰鬥機，但實際上更多是達索公司在裏面起到主要作用，所以也可以説是達索下一代戰鬥機。

   2018年達索曾經發布一款水平尾翼垂尾的戰鬥機模型，當時露面後可謂驚豔，但是時隔一年後在巴黎航展上達索卻展出了一個完全不同的氣動佈局，而且還是1比1的大模型，但這個模型卻被很多人批評為模仿YF-23，或者説是F-35和YF-23的雜交，顯得沒有2018年那樣的創新性。那麼達索為何要做這樣的改變，這樣的改變能帶來什麼好處？

    達索2019年模型

    達索2018年模型

   要搞清楚為何做這樣的改變，還是要從需求談起。達索是法國公司，其設計的飛機可以説首先還是要考慮法國自身的要求。法國是有航母的，而陣風戰鬥機之後法國人也不大可能放棄航母，達索NGF需要考慮航母要求。2018年的模型沒有尾翼，在雙發戰鬥機在單發失效時由於推力不在飛機中軸線上會造成偏航。雖然矢量推力也可以用於偏航控制，但着艦過程是很複雜的，因為着艦的關鍵在於控制飛機的姿態讓其按照一定的迎角着艦，控制飛機是否沿着合適的下滑道降落交給了發動機油門，需要通過發動機油門控制飛機航線，如果發動機矢量推力還要去控制偏航，那麼必然會影響航線穩定性，這樣做的風險太大。增加具有航向控制能力的尾翼，就能大大緩解發動機矢量的負擔，會飛機更為可控。

   增加具有航向控制能力的尾翼可以選擇垂尾，譬如像幻影2000那樣的無水平尾翼佈局，但是為何還是選擇了V型尾翼佈局？這就涉及到艦載機起降的要求。艦載機起降要求具有良好的下視線，下視線要求着艦迎角不能太大，而無尾翼佈局依靠襟翼增升困難，需要增大迎角，但是很顯然達索下一代戰鬥機體積比陣風大，很難再採用陣風那樣的迎角着艦。相對而言常規佈局襟翼增升效果好，迎角相對較小，譬如F-18系列典型的就是迎角不大着艦，能夠保障下視線。當選擇常規佈局後，為了較好的隱形性能，最後選擇了V尾，兼顧了航向控制要求，也比較容易實現增升，滿足着艦要求。

   選擇了上述氣動佈局後，那麼就和YF-23很類似了，但是達索並未選擇類似YF-23那樣的蝶形機翼，而是所謂的λ機翼。這樣選擇也對超音速性能要求有關：如果選擇蝶形機翼且翼展比較大，在機翼弦長限制下就只能減小機翼後掠角，而機翼後掠角減小則影響超音速性能。增加機翼後掠角且保證一定的展弦比，譬如類似SU-27那樣的機翼，比較能夠兼顧超音速性能要求和大航程要求，而為了提高隱形能力則在機翼內側讓後後緣襟翼前掠，形成所謂λ機翼，兼顧超音速、航程、隱形的多方面要求。

    對隱形戰鬥機設計影響大的另外一個因素是彈艙設計，因為要彈藥內置，而且彈艙位置通常在重心附近。目前彈艙設計有3種選擇：類似F-22（J-20和鶻鷹都是屬於這類）、串列彈艙（YF-23和SU-57）、兩側彈艙（F-35和達索NGF）。從體型上來説達索NGF屬於中型機，目前多個國家的雙發中型隱形戰鬥機選擇類似鶻鷹那樣的彈艙佈局很多；F-35是個大推，如果選擇類似鶻鷹那樣彈艙機身長度就得很長，機身厚度也不好處理；達索選擇兩側腹部彈艙的意圖是什麼？個人認為可能與達索希望有更深的彈艙和為了更好的升力特性有關：選擇腹部兩側彈艙後，彈艙一側就可以設置的較深，可以容納更大的彈藥，這非常符合達索讓戰術飛機承擔戰略打擊任務的要求，譬如能夠帶核彈頭導彈，或者是帶一定體積的反艦彈和對地攻擊彈；而彈艙成腹部兩側佈置會讓前部機身更寬，可利用機身來提供一定升力，這對艦載機也是有好處的。個人曾經設想過雙方艦載機彈艙佈置，在思路上和法國人很像。兩側彈艙中間空出的機腹可以用於掛載副油箱或者更大的攻擊彈藥，為作戰提供了更多靈活性。

 達索NGF彈艙佈置

   當這樣的總體佈局選定後，那麼機頭、進氣道和V尾的設計選擇的就基本限定了。兩側彈艙顯然與兩側進氣比較適配，兩側進氣目前DSI進氣道比較合適。選定DSI進氣道後，進氣道成一定水平斜向上S形來繞過彈艙，所以進氣道就不能像J-20/F-35/鶻鷹是豎着的平行四邊形，而是更接近正方形，滿足前面寬機身的要求。由於機身寬，進氣道間距大，機頭與機身過渡地方就得寬，形成一個比較寬扁的機頭。這個寬邊的機頭在兩側形成稜邊，該稜邊可以在一定迎角下形成拉渦能力，實現渦增升。這樣的設計更接近YF-23的機頭而不是F-22/J-20/鶻鷹等機頭，F-22/F-35/鶻鷹更多是靠進氣道邊緣拉渦，進氣道邊緣有比較明顯的稜邊。達索NGF的進氣道外側長度很短，達不到邊條長度要求。另外，達索NGF是V尾，如果進氣道邊緣渦傳到後面正好是V尾，這對尾翼造成衝擊，而機頭渦更靠近內側，位於V尾內側，和YF-23的機頭渦更靠近內側位於V尾內側的思路是一樣的。

 達索NGF機頭邊緣比較尖鋭能夠拉渦，進氣道寬扁，前機身寬

    另外我們注意到機頭長度佔NGF的全長比例超過F-22/J-20/F-35/鶻鷹，個人認為是考慮到超音速方面的要求。前面説到法國考慮航母艦載機，但法國也不能無視德國的要求。可能很多人都不知道，德國的國土面積並不大，只有35萬平方公里，比日本的37萬平方公里還要小，比國內四川（48萬）、黑龍江（45萬）、甘肅（40）、雲南（38萬）等也要小，南北長度最長800多公里，東西最寬600多公里，對於現代戰鬥機來説真的不大。那麼具有超音速能力進行攔截就很重要，所以大家看台風戰鬥機就很強調攔截能力。説到颱風，這裏要説一下，颱風戰鬥機的氣動更接近德國MBB公司的氣動佈局而不是英國BAE的氣動佈局，BAE氣動佈局更像是目前的鷹獅氣動佈局。德國做那也的氣動佈局與國土面積不大有關，因為面積小所以更強調快速攔截和機動性。達索2018年的設計在攔截方面或許能提高速度，但在敏捷性方面可能很成問題，因為沒有垂尾在超音速下控制難度增加，亞音速下敏捷性也會受到影響。

   達索機頭長度佔機身長度比例較大

   簡單小結一下，達索NGF這樣設計是兼顧了超音速、敏捷性、上艦、航程、載彈等綜合要求後選擇的結果，大家可以在這架飛機上找到現有飛機很多特點，但是仔細琢磨裏面仍然有很多達索自己想法在裏面。這是在作戰要求下綜合的結果，雖然沒有2018年推出的那樣顯得更有未來感，但顯然更能滿足作戰需求。

   應該指出的是，達索NGF模型不會是終點，不排除後續還會變化，但目前氣動大體佈局已經確定。如果説未來如果有變化的話，我懷疑達索會搞一個類似鶻鷹氣動佈局的機型出來，因為V尾在控制方面需要與機翼聯動，造成了一定複雜性，這對艦載不利，譬如YF-23上艦方案的NATF-23，是鴨式佈局有很大的垂尾，因為垂尾有利於航向穩定。一旦增加垂尾，那麼垂尾就要避開機頭渦，但是機頭不能再加寬，那麼就讓進氣道邊緣形成渦，進氣道長度增加，機頭縮短，而機身前部不能太大，結果就是縮窄機頭，讓彈艙放到進氣道下面，就變成了類似鶻鷹的氣動佈局。真到那個時候，可能保留下來的就是兼顧速度、航程和隱形的λ機翼了。