无论是“金穹”导弹防御系统,还是F-47战斗机,都印证了一件事,那就是美国开始考虑如何防守了。当鸭翼出现在美国六代机身上的时候,哪怕五角大楼再嘴硬,都不得不承认,自己独霸天空的时代一去不复返了。


前段时间,美国终于公开了自己的六代机F-47,不同于以往先是不同公司拿出技术验证机来进行公开的测试评比,然后在军方的评估下决定最后的胜者,这次五角大楼跳过了测试评估环节,直接任命波音公司负责研发F-47,颇有一种赶鸭子上架的感觉。以当今互联网信息的发达程度,若F-47之前进行过秘密测试评比,网络上或多或少会传出消息与影像资料,目前基本可以确定,F-47最多进入了原型机组装阶段,距离首飞还有一段较长的距离。

美国这次急匆匆的公布自己的六代机,很明显是受到了东方大国的刺激,东方大国的六代机都开始试飞了,自己这边连原型机都没造出来,美国还怎么粉饰自己全球第一军事强国的称号?当年美国可以从容的让YF-22跟YF-23打擂台,冷战后又能让X-32与X-35搞竞标,是因为美国遥遥领先,可按照自己的计划,按部就班的完成战斗机研发工作。可现如今,摆在美国面前的残酷现实是:中国各方面都在以惊人的速度崛起,30年前的中国连四代机都没首飞,10年前还在进口俄罗斯的苏-35,到了2025年,六代机就已经试飞了,完全超过美国人的想象。

然而这个有点像匆匆赶工出来的方案,着实令人有些大跌眼镜。美国的战斗机工程师曾经说过:鸭翼最好出现在敌人的战斗机上。结果美国的六代机,竟然也安装了鸭翼,一个个回旋镖是啪啪打脸。

鸭翼,可以说是战斗机身上一个极具争议性的气动舵面,没有之一。喜欢鸭翼的人,将鸭翼视为增强战斗机性能的“神器”;讨厌鸭翼的人,则将鸭翼视为是一种“投机取巧”的设计,算不得正道。其实鸭翼就是一种气动设计理念,世界上没有完美无缺的气动外形,鸭翼有优点也有缺点,既不是完美的设计,更不是一无是处的设计,它的出现有其必然性,美国的六代机上出现了鸭翼,同样有其必然性。


简单来说,鸭翼就是位于主翼前方的一个类似于水平尾翼的气动舵面,可动鸭翼兼顾了边条翼与水平尾翼的作用,也就是引发增升涡流、控制战斗机的俯仰姿态。与位于主翼后方的水平尾翼相比,鸭翼有这样几个优势。首先就是在战斗机起飞或者大角度爬升阶段,水平尾翼是通过下压来压起机头,需要通过偏转产生负升力才能让战斗机起飞或者爬升。反观鸭翼是通过产生正升力来抬起机头,让战斗机起飞或者爬升,因此在起飞与爬升阶段,鸭式气动布局的飞机,拥有更好的升力特性,因此能够以更短的距离完成起飞,爬升时的姿态响应速度也更快。在早年前,中国的科研人员将鸭式气动布局称为抬式气动布局,其实就是因为这个原因。

其次,鸭翼放在主翼前方,就相当于将后机身的空间让给了主翼,得以尽可能靠后安放的主翼,就能够更好的躲过激波阻力,拥有更低的超音速飞行阻力。而且随着飞机进入超音速,气动焦点(升力中心)后移,此时鸭翼的操控力矩变长,根据杠杆原理就能知道鸭翼的操控效率会变高,也就意味着在配平的时候偏转角度可以更小,拥有更低的超音速配平阻力。

最后就是许多人耳熟能详的增升了,鸭翼在前方产生高强度涡流,能够提升飞机的升力系数,进而增强飞机的机动性。而水平尾翼就只能负责俯仰操控,想要增强升力就只能额外在主翼前方设计边条翼。

既然鸭翼有这么多优点,那么以前美苏为什么都不喜欢鸭翼呢?这里发表下自己理解的观点,那就是鸭式气动布局的战斗机,防御大于进攻,美苏的空军以进攻为主,自然更倾向于采用常规布局的战斗机。为什么说鸭式气动布局的战斗机,防御大于进攻呢?这里以欧洲为例,冷战时期,欧洲的北约成员国时刻在防备苏联的进攻,虽然有美军的保护,但是欧洲那些国家依然在想办法提升自己的国防实力,毕竟谁都清楚“人不为己天诛地灭”的道理,美国连自己的本土都无法确保万无一失,欧洲必须想办法自保。

考虑到战争一旦爆发,苏联的各种超音速轰炸机会将欧洲的重要机场、军事基地、交通枢纽、工业区当成主要攻击目标,因此如何拦截苏联的空中突击,就成为了欧洲各国需要解决的大事。其实从二战开始,各国就已经意识到地面防空武器在拦截轰炸机时的局限性,战斗机才是拦截敌方轰炸机效率最高的武器,而战斗机想要提高轰炸机的效率,就必须拥有更高的爬升效率、更好的加速性能、巡航速度尽可能高。虽然冷战后美苏都研发过对付轰炸机的截击机,但是截击机对于欧洲来说存在一个致命问题,那就是追求高空高速的常规布局截击机,起降性能普遍较差,需要较长的跑道才能起降,而跑道较长的大型机场,战时肯定会成为苏军导弹第一波打击的目标。并且截击机的机动性较差,当苏联派出战斗机为轰炸机护航的时候,机动性较差的截击机,很容易变成猎物。


那么有没有一种起飞距离短、爬升性能好、超音速性能好,机动性又比较不错的气动外形呢?的确有,那就是鸭式气动布局,完美兼顾了上述要求。当年英国带头搞EF-2000台风战斗机的时候,一个重要目标就是在大西洋上空拦截苏联的超音速轰炸机,台风的超音速性能必须足够强,能够长时间以超音速进行冲击,争取赶在苏联轰炸机发射导弹前将其摧毁。于是台风采用了超音速性能好的远距鸭翼气动布局,在西方拥有仅次于F-22的超音速性能。

鹰狮战斗机也是同理,瑞典的国土面积较小,几个机场很容易在开战第一波打击中遭到团灭,因此瑞典军方要求鹰狮能够从高速公路上起降,拥有极佳起飞性能的鸭式气动布局,自然得到了萨博公司的垂青。

而中国的歼-10战斗机,在上世纪80年代设计的时候,也是立足于防御,需要对付苏联从北方来犯的超音速轰炸机,歼-10必须拥有较强的加速性能与超音速性能,机动性要强,起降性能也要足够好,在中国缺乏先进大推力发动机的情况下,鸭式气动布局几乎成为了唯一的选择。

到了2010年,中国在研发歼-20的时候,同样立足于防御。面对战时从太平洋方向蜂拥而来的美军轰炸机、电子战机、预警机、加油机、运输机,解放军需要一种超音速性能非常好、能够快速穿透美军战术飞机拦截的高性能隐身战机,鸭翼再次成为了第一选择,再加上独特的高升力设计,歼-20拥有了全球最高的升力系数,超音速性能又非常好,配合霹雳-15远程空对空导弹,歼-20成为了“机动性最好的截击机、截击性能最好的战斗机”。

可以说,对于以防御为主的国家来说,鸭翼就是本国战斗机的“力量倍增器”,就连英国这样的老牌科技强国都选择了鸭翼,足以说明鸭翼远非批评者嘴里的“投机取巧”。而对于以进攻为主的美苏空军来说,鸭翼的吸引力就不高了。鸭翼战机的起飞距离短?人家美苏负责进攻,机场跑道修的足够长,不怎么担心自己的机场被炸毁。鸭翼战机的截击性能好?拥有大推力涡扇发动机技术的美苏,哪怕使用常规布局,依然能够让自己的战斗机拥有不错的截击性能,再说有几个国家有能力派轰炸机空袭美苏啊。


而在美苏最看重的战斗机机动性、航程、载弹量这些指标上,鸭翼其实就没有多少优势了。与许多人想象的鸭翼战斗机机动性强于常规气动战斗机不同,常规布局战斗机通过合理的气动外形设计,机动性方面可以不亚于鸭式气动布局,甚至更强。最典型的代表就是当年印度的MMRCA竞标测试中,美国的F/A-18“超级大黄蜂”战斗机,拥有参赛者中最好的盘旋性能,优于采用鸭翼的台风、阵风、鹰狮。欧洲也在测试中承认,没有加装边条翼与加长后缘襟翼的台风战斗机,在格斗性能上不如美国的F-16与F-18。

此外,在美苏飞行员非常看重的大迎角性能方面,鸭式气动布局的战斗机,也先天不如常规布局战斗机。只能说,在拥有先进大推力发动机的情况下,常规布局战斗机的综合性能可能更好,而鸭式布局战斗机则更加专精一些跟防御作战有关的东西。


结果现在中国的六代机取消了鸭翼,美国的六代机开始出现鸭翼,那情况就很清楚了。当然这里并不是说解放军要主动进攻其他国家,而是为了更好的维护国家主权、领土完整与利益,人民空军需要转型为战略进攻型空军,不能只局限在第一岛链内立足于防御,进攻就是最好的防守。反观美国空军,目前的情况是四代机老迈不堪,平均机龄已经超过35年,五代机又走了弯路,主打空战的F-22数量太少,追求多用途性能的F-35,空战又不是歼-20的对手。眼下中国的六代机也开始试飞了,将来美国空军可能面临的情况将是数量与质量的双重劣势。2024年,中国空军的轰-6已经开始出现在美国领空附近,再过几年,搞不好就是H2O“水分子”到美国那里串门了,美国本土开始出现防空压力。在这种情况下,美国的六代机也必须拥有较好的截击性能,同时机动性也要好,这个时候,中国研发歼-20的思路,就开始转移到F-47上了。

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