“少數派鴨翼”報告：差點從編輯部裏飛出的“中國創造”三代半_風聞

如今提到國產三代半戰機，那自然是殲-10C和殲-16。大家都知道，兩型機改進的主要是航電和武器系統，飛行性能並不是改進提升的重點。但在“三代半”這個概念剛剛興起的時候，當時普遍的一種認識是，相比三代機，“三代半”在飛行性能上也應當有明顯的提升。

上世紀90年代中期，在“陣風”和“颱風”的原型機相繼投入試飛後，與之相關的一些資料也陸續傳來。當時的初步分析認為，無論是蘇-27還是正在研製的殲-10，在機動性上都難以取得對“兩風”的優勢，這就在軍內引發了一場小規模討論：在四代機仍處於早期預研，短期內無法投入研製、更不要説生產的時候，是否要研製一型機動性相比蘇-27和殲-10有明顯提升、同時又要控制成本的“三代半”？

▲體格小巧，有着良好短距起降性能的JAS-39，在這一時期也很受國內關注。圖為泰國空軍的JAS-39，該機是近年來中泰空軍“鷹擊”系列聯訓的主角之一

作為一個軍內論證項目開始討論的“三代半”，它被空軍科研院所確定為一型採用單發佈局，正常起飛重量8.5噸左右，強調機動性的輕型戰鬥機。但論證很快就遇到了動力問題這個“天花板”，當時國內可選的推力最大的型號是渦噴-14“崑崙”，但其推力並不能完全滿足要求，可靠性問題更是正在困擾着殲-8Ⅲ的試飛；雖然“梟龍”在確定使用俄製RD-93發動機之前，曾有基於渦噴-14研製渦扇-14用於配套的計劃，但這個並未開始詳細設計的型號就更不能指望了。

因此雖然論證方案裏確實有渦噴-14的地兒，但畢竟當時的追求目標是達到“三代半”的機動性，所以加力推力8噸以上、中間耗油率低於渦噴-14的RD-93仍然是論證中不能丟掉的那根稻草。考慮到需要配備較為完善的綜合航電系統等機載設備，飛機結構重量上能往下摳的空間不多，從論證要求中“航程可略小於殲-10、但應顯著大於殲-7”這一條，説明要減重還得犧牲些內油，這樣一來沒個渦扇確實不行。

▲“崑崙”直到2002年7月才通過國家定型試驗，且在之後與新機的磨合中也花費了很長的時間才達到堪用的狀態

如果論證方案選用RD-93，就基本意味着新機的體量和“梟龍”不會有太大的區別，如何在整機推重比有限的情況下讓機動性上一個台階，必然要在氣動和飛控上琢磨。最簡單的思路當然是讓611所搞一個“等比縮小”的殲-10，但當時殲-10還沒有進入試飛階段，大家對鴨式氣動佈局+電傳飛控究竟能夠達到怎樣的水平心裏沒底，所以新機甚至要做好在電傳飛控實用性達不到要求的情況下，用傳統操縱系統實現高性能的準備。

説到“控制不足氣動補”這種設定，大家往往想到的是蘇聯的航空航天產品，但國內也並不缺乏對新型氣動佈局的探索，只是常常受限於國力難以造出實物來。後來擔任空軍專業期刊《航空雜誌》副編審的傅前哨老師參與方案論證時，便將他之前參與西北工業大學的“751”抬式佈局戰鬥機方案改進時的一個思路拿了出來。

▲西北工業大學航空館展示的“751”方案模型，注意該機的前翼並非完全可動，後緣有可動的襟翼，有些類似瑞典Saab-37“雷”

“751”是1975年三機部確定的國家航空重點科研項目，雖然方案到1976年之後受限於經費等原因被擱置，但西工大仍然對其進行着力所能及的完善工作。傅前哨老師1977年從西工大空氣動力學專業畢業後，就曾一度參與到對“751”的改進中，當時他提出的方案就是加裝側板。

傅老後來接受採訪時回憶稱，“後來空軍機關接手了這個項目，做了相應的評審，撥了一部分錢，以這個技術為基礎，做一個新的強擊機的方案。”雖然這個強擊機方案也未能繼續推進下去，但側板佈局仍然作為技術儲備保留了下來。而在這次預研論證中，傅老提出的側板佈局方案再次得到了重視。

▲“751”的大展弦比小後掠角機翼等佈局，有利於進行低空較長時間飛行，加之出色的短距起降性能，確實適合朝着強擊機的方向發展（圖為白瑋老師製作的“751”CG圖）

對於採用渦升力增升、提升機動性的鴨式佈局飛機來説，迎角的增加會使得俯仰力矩發生非線性變化，以人類的反應速度無法駕馭這種變化，這就使得成熟的鴨式佈局飛機普遍採用電傳飛控，用計算機代替飛行員去適應這種變化。雖然當時國內還拿不出電傳飛控來，但通過殲-9和“751”等型號的研製，已經讓中國航空科研人員對這類佈局的氣動特點有了初步認識，傅前哨提出的側板方案，就是“馴服”鴨式佈局飛機非線性俯仰力矩的一種手段。

側板，是在主翼上方、靠近鴨翼後方加裝的一條展弦比很小、類似一些導彈彈翼的不可調節氣動面。當迎角增加時，通過對鴨翼渦流的吸引和穩定，側板控制並推遲機翼上表面氣流分離，進而使得飛機俯仰力矩線性化，飛行員仍然可以使用機械操縱系統控制飛機；且在突破迎角限制之前，這種作用是隨着迎角的增加而增加的，側板的附帶增升作用也隨之增加。

▲“颱風”的機身小側板對鴨翼渦流也有類似的作用，但由於電傳飛控能夠保證飛機有足夠的穩定性，因此尺寸上就小巧得多，無需延伸到後機身

另外，側板技術與電傳飛控也並非互斥關係，**由於操縱複雜性的降低，使得操縱規律可以更簡單地反映在計算機中，這讓電傳飛控的軟件編寫工作量大為減輕。**空軍相關單位在新機論證方案中也認為，如果結合電傳飛控、進一步放寬靜安定度、採用這種佈局的飛機能夠實現更出色的亞音速機動性，特別是盤旋性能。

儘管這兩塊側板不算太重，但它們的增裝難免使得飛機的零升阻力有所增加，超音速波阻也有相對平緩的增長，加上總體佈局協調等因素，這使得論證方案的最大M數不超過1.6，不過這一點在論證中並不被認為是太大的問題。另外由於方案採用兩側進氣佈局，空間問題也增加了進氣道、鴨翼、主翼和側板協調佈置的難度。

▲LCA的改進型雖然沒裝側板，但空間佈置上也已經緊緊巴巴了

隨着殲-10的成功首飛和蘇-27國產化工程的推進，新一代航電武器系統的研製也有了喜人的進展，上級做出決策，國產第三代殲擊機在21世紀的改型發展以提升航電武器性能為主，對機動性能暫不做更高要求。因此論證中的新機也變成了與殲-7F定位相似的“低成本殲擊機”，渦扇發動機和電傳飛控自然都不需要了，側板鴨式氣動佈局成為了它提升機動性的重中之重。

定位的下調，使得論證難度也隨之降低了很多。上世紀90年代末，代號“618”的方案誕生，分為單座的“618A”和雙座的“618B”兩型，採用一台渦噴-13FⅠ發動機（與殲-7E相同），估算內油航程為1600千米左右；除機腹1個外掛點之外、計劃在翼下和翼尖共設8個外掛點，全機外掛能力達到3噸，符合輕型多用途戰機的定位。

▲“618”想象圖，藍色部分就是延伸到尾部的側板

為了進一步提升機動性，“618”採用了雙三角翼佈局，機翼前緣延伸到鴨翼根部，側板從機翼前緣延伸到尾噴管兩側；相比早期論證方案，“618”還在側板末端加上了可沿轉軸轉動、末端有隨動側鰭的後舵，該舵與鴨翼聯動，其作用是在取消電傳飛控之後，起到對鴨翼產生的脱體渦的補償控制作用，也控制側板產生的旋渦。

經計算，“618”能夠達到28°/秒（持續3秒）的最大瞬時盤旋角速度，這也是後來宣傳側板佈局時“機動性媲美F-16”的來源。而其良好的增升效果，使得“618”起降距離的估算值也在300-500米之內，相比殲-7有了明顯的提升，達到甚至超過了部分三代機的水平。實際上“618”出色的起降性能也是讓它後來以新面貌在世人面前兩度亮相的一大原因，這是後話。

▲理論上側板佈局可以適配（雙）三角翼、後掠翼等多種翼形，但都需要進一步的完善設計

2000年4月28日，由宋文驄、顧誦芬、屠基達等專家總師組成的評審組，對側板鴨式氣動佈局技術及採用該項技術的“618”進行了全面評審。評審組結論認為，“側板鴨式氣動佈局技術是一項創新，突破了國外傳統的氣動佈局方法，它利用側板控制大迎角下的機翼氣流分離，可改善飛機起降性能、力矩特性，簡化飛機操縱。”

同年空軍在位於北京小湯山的航空博物館舉行了科技練兵成果展示，作為新技術展示環節的一部分，“618”的模型和展板受到了多位首長的關注。但參考基於與現有機型保障通用性等“短平快”因素考量，空軍最終放棄了“大改”的殲-7F方案而選擇小改的殲-7G和殲-8F，那麼距離成熟還需要尋找廠家進行一定時間的細化研製和試飛工作，所需時間更長的“618”，就更沒有成為空軍殲擊機機隊一員的機會了。雖然展示模型上特意掛載了鷹擊-8A空艦導彈，但裝備經費有限的海軍航空兵，對這款航程有所欠缺的單發戰機的興趣，同樣停留在“點到為止”的程度。

▲以快速形成戰鬥力，滿足備戰打仗需求為準繩，是那個年代很多裝備研製的特點

1999年9月，一家名為北京超翼技術研究所有限公司（下文簡稱“超翼公司”）的企業成立。2002年，超翼公司帶着一架名為CY-1（“超翼一號”）的飛機模型參加珠海航展，首次對外公開的側板佈局，加上機動性超羣的宣傳（最大瞬時盤旋角速度30°/秒），讓它成為那屆“（本土）星味不足”的航展上，國產機型裏的一顆明星。

▲模型除了“2中2近”之外，還掛載了2枚激光制導炸彈；升力係數的提升，使得該機的確具備較強的掛載潛力

▲2002年至2003年，CY-1的1:7縮比模型進行了飛行試驗，部分視頻曾在2002年珠海航展上公開播放，完整視頻網上是找不到了，只有當時觀眾拍攝的幾張零零散散的照片

2003年2月，超翼公司將側板鴨式氣動佈局技術申請了專利（包含三個氣動子構型），這些專利於2004年年初完成公告手續，在專利的設計人一欄中，我們看到了傅前哨老師和另一位同為空軍《航空雜誌》出身的航空科普專家宋心之老師的名字。此後超翼公司的發展重點，主要轉向無人機及其控制系統等領域。

▲三種氣動佈局在專利中的展示（機身斷面展示側板和機翼與機身的對接方式），5為側板，6即為後舵（通過轉軸7與機尾連接），可見後舵末端帶有下反安裝的側鰭

我們回到上世紀90年代後期，當時為了研製性能既滿足二代飛機又承接三代戰鬥機的訓練功能、以取代殲教-7的新一代高級教練機，貴飛已經開始了方案預研論證。而在貴飛前往空軍機關調研期間，恰好瞭解到當時正在論證的“618”，雖然該機與後來的“山鷹”定位差別明顯，但在提升起降性能方面的目標上頗為接近。

▲2004年珠海航展上的LFC-16，展示了其較強的外掛能力（機腹還串列掛載了2枚炸彈），下圖可以看到LFC-16帶有側鰭的後舵

2002年珠海航展後，貴飛與超翼公司展開了進一步合作，2004年珠海航展上，貴飛展品中除了“山鷹”之外，還多了一個名為LFC-16（其實是Light Fighter China/中國輕型戰鬥機的意思，但常常被戲稱為“來發財”）的新機模型。實際上除了從雙座改成單座之外，這個模型和CY-1的區別也就是掛載和塗裝了，另外不知何故，CY-1/LFC-16的航展展示模型始終是三角翼，但從“618”到試飛模型都採用雙三角翼，與“山鷹”更為相似。

▲CY-1/LFC-16的縮比試飛模型（上圖），可見其機翼平面外形與“山鷹”（下圖）較為接近，由於前者需要安裝大尺寸鴨翼，因此進氣道延伸的更為靠前

此後LFC-16再未亮相過，側板佈局也再度成為了技術儲備。在電傳飛控技術不斷成熟發展的今天，相比邊條翼等增升手段，側板佈局在對飛行性能的提升沒有明顯優勢的同時，還帶來更大的死重和廢阻問題；而且應用機型也必須採用中單翼或下單翼才行，影響飛機總體佈局和表面設備佈置；再加上在隱身性能上的先天不足，這些都使得側板佈局無法在新一代作戰飛機的發展中找到自己的位置。也許在強調低速起降性能的（艦載）教練機上，側板佈局還有一些應用的機會。

▲訓練中的“海山鷹”改進型岸基教練機，為滿足岸基模擬着艦需要，該機將減速板改為類似蘇-25UTG的翼尖佈局，起落架進一步加強——完全沒有任何下一步就是加側板的意思

雖然從未有裝上側板的全尺寸樣機造出來並投入試飛（這一點確實是時也命也），讓這項技術的實際效能仍然存在爭議，未來也不太可能有這樣的機會了，但作為中國航空工業創新曆程的見證者之一，側板技術經歷的幾度沉浮，仍然是值得中國航空愛好者們回憶分享的故事。

▲現在看多了西裏爾字母，回過頭看2002年航展模型上這個CY-1，寫得還有點像是俄語拼寫的“СУ”（蘇）