上一集主要讲了五代机最核心的特征——隐身。除了隐身，五代机4S标准中，还有一个重要指标——超机动。而要同时实现这两点，就要求五代机在气动设计上做出创新，那么五代机气动外形究竟有何秘密呢？

　　要充分理解五代机的气动外形，我们还是得先回顾一下之前几代喷气式战斗机的气动设计演变。

　　第一代喷气式战斗机只是用涡轮喷气发动机取代活塞螺旋桨发动机，最初也是平直翼（如F-80飞机），在飞行速度大幅提高后，将平直翼改成后掠翼（如F-86飞机），延缓激波阻力的影响。第一代喷气式战斗机的空战武器仍然是航炮，空战战术与二战时期基本相同：近距格斗，尾后攻击，拼的是速度和机动。典型代表就是朝鲜战争时期的米格-15和F-86。

　　朝鲜战争结束后，拦截高空远程核轰炸机成为战斗机的主要任务，第二代喷气式战斗机配装空空导弹，着重追求高空高速性能，代表型号有：米格-21、F-105、幻影3，速度可达2马赫以上，有些型号采用了三角翼。但是，高空高速的第二代战斗机在越南战场上，多次成为亚音速机动性颇佳的第一代战斗机的手下败将。

　　越南战争实战证明，空战大部分情况都发生在中低空、亚跨音速范围内，所以在第三代喷气式战斗机的研制上，引入了博伊德概括的OODA空战模型，就是“观察-判断-决策-行动”，强调第三代喷气式战斗机的态势感知力和中低空的机动性。

　　动力上采用大推力涡扇发动机，操纵上采用电传飞控，气动布局上采用边条翼、翼身融合、鸭式布局，这些都特征在第三代喷气式战斗机上表现非常明显。三代机的综合性能优势在贝卡谷地空战、美利空战，以及海湾战争、科索沃战争中表现突出，以预警机为中心构建空战体系、超视距空战成了主流模式。

　　这里需要强调的一点：喷气式战斗机的划代上，中国与美欧等国家的标准不同，主要的分歧点在于划代的时间起点。美欧等国学术界将划代的起点确定为喷气式战斗机研制成功并投入实战，按此标准，二战中最先投入实战的德国Me-262战斗机就算是第一代喷气式战斗机，而中国的学术界将喷气式战斗机划代的起点确定为二战结束后，将Me-262排除在外，美国的F-80、F-86以及苏联的米格-15归为第一代，因此与美欧在划代上有一代的差距。其实，如果将划代起点确定为二战结束，那么中国与美欧对喷气式战斗机的代际属性认识是一致的。F-15、F-16、苏27在美欧的标准中属于第四代战斗机，在中国的标准是被视为第三代战斗机。同理，歼20、F-22、苏57在美欧的标准中属于五代机，在中国的标准中属于四代机。

　　到了五代机设计上，特别是美国的F-22，所追求的目标是横扫俄制第四代战斗机。因此，既要有优越的隐身性能，形成在超视距空战对四代战机的“先敌发现、先敌杀伤”，又要有优越的机动性能，在视距内空战中对四代机的能量机动优势，所以，五代机的气动设计，既追求隐身，又强调机动。

　　早期隐身战机，B2、F117都是执行对地突击任务的飞机，为达到隐蔽突然，隐身是首要性能指标，机动性退而求其次。F22作为首款服役的以执行制空为首要任务的五代战机，完美融合了隐身和机动。气动设计上，F22遵循平行原则，雷达反射为8波系，将入射雷达波集中反射到8个主要方向，采用常规气动布局，主翼与平尾重合，垂尾采用倾斜设计，大大提高隐身性。

　　为了提高机动性，F22采用了翼身融合升力体设计，将进气道、边条翼与机身融为一体。为了保证隐身性，采用S形进气道，避免雷达波直射发动机叶片。F22的进气道采用了卡尔特进气道，提高了超音速性能，但依然保留了附面层隔道。先讲一下什么是附面层：当战机高速飞行时，靠近机体表面的空气与蒙皮发生摩擦，因空气粘性导致流速降低。这一段流场变化的空气层就叫附面层，如果让这些流速、方向都不稳定的低速气流混合高速气流一起被吸入进气道，轻则影响进气效率，重则喘震甚至发动机熄火。所以为了消除附面层的影响，传统的解决方案是用隔板在机身之间留出空隙。另外，进气道内部也不是直来直去的简单通道，里面有各种复杂的分隔板、排气口，用来去除不同飞行状态下的低速气流。但这种设计对于追求高机动、高隐身的四代机显然是非常不利的：F22附面层隔道形成的空腔会增加超音速飞行时的阻力。

　　相比采用常规气动布局的F22，中国歼20采用了更加优异的升力体边条鸭式布局。拆分一下有3个关键词：升力体、边条、鸭式。传统气动设计的飞机，机身和机翼是两个独立部件，观察一下三代机之前的机型，基本都是在滚筒机身上加上机翼。而从三代机开始，为了获得中低空亚音速的机动性，在气动设计上引入了翼身融合的升力体概念。三代中的翘楚，F-14和苏27都是典型的一体化升力体设计：整个后机身作为机翼的一部分，通过曲线平滑过渡，作为统一的升力体。两台发动机通过翼下短舱大间隔布置在机体下方。当飞机以大仰角飞行时，双发之间的机身部分可以约束气流从而提高升力。

　　而边条的作用则是利用空气在流经物体边缘时容易产生不规则扰动以形成涡流。类似苏-27、F-16、F-18、枭龙这些采用边条设计的战机在大仰角飞行时很容易拉出强涡流以达到增升效果。

　　至于鸭翼，常规布局的飞机都采用前主翼后尾翼设计：气动中心位于重心和尾翼之间。为了配平低头力矩，尾翼产生负升力将机尾下压以保持平衡，通俗的讲，这就是“一个和尚挑水吃”。但由此也会造成总升力减小。而鸭式布局则是在主翼前加一个增升可动翼面，与主翼面升力一起，把飞机“抬”起来。通俗讲，就是“两个和尚抬水吃”。另外鸭翼产生的涡流经过主翼上方时会增大上下翼面的压力差，进一步提升升力。所以相比传统布局，采用鸭式布局的飞机在发动机推力相同的情况下可以获得的更大的增升效应，加快战机抬头，拥有更强的机动性。

　　在总体气动设计上，从菱形机头开始，歼20整个机身上下表面都采用光滑的大曲度连续面，机身与机翼融为一体。高速飞行时，菱形机头外倾的下侧面在产生部分升力的同时还可对流向进气道的气流预压。前置鸭翼兼顾配平和增升作用，向上略微翘起产生涡流，同时在鸭翼和主翼采用边条翼，进一步提高升力。依靠优秀的气动布局，歼20的增升效应、超强的机动性和超音速巡航能力相比常规气动的F22更有优势。

　　同时，歼20也采用了更先进的DSI进气道，用一个三维鼓包，高速飞行时将沿机身的乱流层剖开。不仅消除了复杂的吸排气系统，大大减轻了结构重量，而且提高了战机跨音速飞行的机动性。DSI进气道原理看上去简单，但鼓包的大小、形状、位置要考虑所有速度范围和仰角变化下的进气效率，这背后体现的是计算流体力学的最高水平，需要大量的高速风洞和极高的加工精度。传统的金属材料无法达到如此高精密的加工要求，只能使用复合材料。这点我们可以看到：黄皮歼20进气道鼓包的颜色和其他部位明显有所区别。

　　五代机为了实现全面的隐身，需要将全部武器弹药内置，歼20与F22一样都采用机腹主弹仓加侧弹仓的布置。其中主弹仓用于挂载中距空空弹，侧弹仓各挂载一枚近距格斗弹。F22的侧弹仓采用上下两片对开舱门，发射前打开滑轨前段升起，将响尾蛇导弹的引导头暴露于外。此时打开的舱门不仅犹如一盒巨型减速伞影响飞行品质，而且将严重破坏机体表面隐身性。

　　而歼20的侧弹仓则用一种更具创造性的旋转式导轨挂架完美解决了F22的问题。其侧弹仓只有一整片向上打开，只要进入格斗状态，飞行员就可打开侧弹仓，旋转机构将导轨挂架外翻推出，然后重新关闭舱门。如此一来就可以保证隐身和机动性不受影响的情况下，导弹引导头也拥有更加宽广的搜索视场。发现目标后立即发射，然后再次打开舱门将挂架回收。

　　而俄罗斯苏57在气动设计上却走上了复古的道路，吊挂在机体下方的进气道，仿佛回到了三代机的中央升力体设计，以至于常常被调侃是“拍扁的苏27”。为了保证隐身性，苏57采用了和F-22类似的平行原则。相比常规气动布局的F22和鸭翼的歼20，苏57采用了可动边条翼设计，与主翼和平尾在同一平面，尽量减少凸起翼面对隐身的影响。不过，下挂在机身的进气道依然是直通式，甚至可以通过进气道甚至可以看到发动机叶片，对隐身有较大影响。

　　五代机的气动设计，归根到底是在满足隐身性的同时，兼顾机动性。因为都要遵守隐身这一属性，必须遵循一样的设计原理：菱形机头、平行原则、外倾双垂尾，最终的结果就是外形上的殊途同归。但在具体的细节设计上，各国都会依据自身情况有所取舍。

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