超音速盘旋能力

　　超音速机动性能是F一22的设计重点之一，也是该机与第三代战斗机的“代差”标志之一。除了前述超音速巡航、超音速加速／爬升性能外，超音速状态下的盘旋能力也有明显提高。有资料称，该机在M1.7时稳定盘旋过载可达6.5g。考虑到／F-15在同等条件下盘旋能力远逊于此，而苏-27在M0.9、中空才达到这个水平，不能不说这是一个相当惊人的进步。能够达到如此之大的超音速盘旋过载，发动机是一个重要原因，而同样重要的还有飞机的超音速升阻比和配平能力。

　　关于升阻比，不难理解。要拉出足够的过载，机翼就必须产生相应的升力，伴随而来的就是诱导阻力的急剧增人(诱阻系数与机翼迎角平方成正比，与机翼展弦比成反比)。如果诱阻系数太人，诱阻增长极快，那么很快就会抵消

　　而配平能力则往往容易被人忽略。机翼的高升力是拉出大过载的基础，但升力越大，产生的俯仰力矩也越大。如果飞机自身不能提供足够的俯仰配平力矩，飞机要么进入上仰发散状态而失控，要么被机翼升力产生的低头力矩压回去，无法拉到需要的迎角。特别是任超音速条件下，飞机焦点大幅度后移，机翼升力产生的低头力矩相当人，进行超音 速机动需要更强的配平能力。以超音速性能著称的米格一25，就是由于配平原因而无法进行较大过载的超音速机动——该机超音速平飞时，平尾偏转就已接近极限，能用于超音速机动的余量相当小，所以虽然机体可以承受更人的载荷，但M2时的最大盘旋过载仅有3G。

　　要解决配平问题，一是大幅放宽静稳定度，将飞机焦点前移。这样超音速飞行时飞机焦点虽然仍会后移，但距离重心近，产生的低头力矩相对较小。不过，这样一来飞机在亚音速大迎角机动时同样会面临配平问题——这次是配平机翼产生的抬头力矩。被媒体过分渲染的近耦鸭式布局，由于鸭翼距离重心较近，配平能力不足，F-16的总师哈瑞·希尔莱克就曾说过：“鸭翼最好的位置是在别人的飞机上。”广为人知的以色列狮式战斗机就始终未能解决大迎角配平问题。因此，在当年ATF方案论证时虽然出现过不少鸭式布局方案(老航迷们应该还记得80年代采用鸭　　式布局的YF-22的想象图)，但F-22最终还是选择了具有较强配平能力的正常式布局，纵向静稳定度也放宽至一15%。解决配平的另一个途径是采用推力矢量控制(TVC)技术。采用TVC，其主要优点有：在气动操纵面基础上又增加了一个配平手段，配平能力自然大幅增强；高速飞行时气动操纵面偏转将产生极人阻力，而采用TVC可以起到同样的操纵效果却无需偏转操纵面TVC并不仅仅是偏转推力矢量而产生法向分力，强大的发动机喷流将存后机身形成引射作用，产生新的“升力”增量，同时参与配平。F-22的超音速机动性大幅提高，TVC技术功不可没。

　　就超音速盘旋本身的特点而占，其最大优势体现在日趋重要的超视距空战中。前面已经提到，在超视距空战中无论是攻击还是防御态势，超音速巡航能力都非常有用，而超音速盘旋能力则是保证攻防转换顺利衔接的关键一环。当AIM—120进入自导段时，F-22为了避免进入对方武器有效射程或者冲得太快进入风险极大的近距格斗，需要转向高速脱离。可以想象，对于F-15这类飞机而言，为了尽快转向，转弯前的速度需要保持在其角点速度附近，完成转向之后再加速脱离，这必然限制其发射AIM一120时的速度，减小了有效射程；或者为了提高有效射程增速到超音速，发射后再次减速，但牺牲时间。对F一22来说，完全没有这些麻烦。良好的超音速盘旋能力使之可以在超视距作战阶段始终维持较高的能量状态，以应付各种突发事件。

　　△过失速机动性

　　一般来说，s4里面的超机动性，主就是指过失速机动性。要具备过失速机动性，良好的人迎角飞行品质和有效的控制手段是必需的两大基础。我们先来看看F-22(在大迎角飞行状态下的表现，这或许有助于我们理解这种飞机的优势所存。

　　抖振

　　抖振是飞机人迎角下常见的飞行特征。对于飞行员来说，抖振是一个很好的提示，它是机翼上表面后部气流开始发生分离的直接表现，等于通知飞行员：机翼已接近临界迎角，即将失速。当气流分离向前发展至机越前缘时，机冀即完全失速。对于传统飞机来说，机翼失速可能导致飞机进入尾旋或者其它难以控制的复杂飞行状态。此外，强烈的抖振不仅可能损伤飞机结构，而且将严最影响武器系统的使用。即使是设计良好的第三代战斗机，在此时也需要飞行员仔细而谨慎地操纵——如果你不希望飞机进入非预想的超大迎角状态，那么就需要立刻检查杆舵输入，尽快减小迎角。

　　参与了F-22左端包线试飞的琼·比斯雷谈到：“猛禽大约在20度迎角附近开始抖振，直到26度抖振幅度有轻微增大。猛禽的抖振强度大约和F-16大迎角抖振的最小强度差不多，而控制比F-15少得多。从26度到大约40度，抖振强度基本稳定，超过40度后开始减小。”而来自F-16／MATV试飞小组的报告称“除非在高亚音速状态，否则标准的F-16在正常迎角限制的飞行包线内不会出现大幅度抖振。在超过限制后的某个位置，我们遇到了明显而意味深长的抖振。在大约40度迎角附近出现中等幅度的抖振，一直持续到50度，然后幅度减弱到几乎消失。”

　　两相对比，我们可以看到：和经典的第三代战斗机相比，F-22的抖振幅度明显减小，这得益于其良好的气动设计，对于大迎角条件下的武器使用(特别是航炮)非常有利。此外，报告中还有一句潜台词：飞机存大迎角下飞行稳定，不会出现机翼突然失速然后失控的局面。(未完待续) 本刊特邀撰述 方方