拉杆，加力！

嗨大家好！

 

我们认为我们应该写一个完整和详细——说明最新DCS：F-14飞行模型改动，我们的假设、方法和一些理论背后为何的文章。我们很乐意作为一个社区和一名爱好者一起分享和学习，考虑到这些改动会影响玩家F-14飞行和战斗的方式；为什么不让玩家成为我们开发旅程最后一步的一部分呢？

 

我们最近花了相当多的时间来完善和调整我们F-14飞行模型的最后部分。如上所述，我们首先关注的是F-14A；该机的TF-30动力版本。为了让玩家更好地了解为何，让我们做一个快速的深入研究，给你一些背景。

 

慢慢阅读然后有问题的话随意留言！

终极测试方式

在Heatblur，我们有许多工具来帮助我们验证和测试飞行模型，在过去的几年里，我们结合了我们过去几年的所有经验建立了一个全新的套件。然而，我们仍然花费大量的时间在游戏中测试飞行模型，因为最终，这是最终用户将体验到飞行的地方。这比外部自动工具更耗时，效率也更低，但它作为一个额外的安全缓冲区，以确保模拟器本身固有的任何外部因素不会歪曲结果。

使用游戏内测试方法的一个优势是完美地解释了DCS的算出的挂载阻力，这是F-14 NATOPS性能数据的一个致命缺陷（没有干净挂载的数据！）。然而，这种测试方式也有局限性；最主要的一个就是测试大多要在稳定的飞行状态下进行，也就是所谓的“配平后”状态。在游戏中可以测试的最简单和最有用的飞行状态是在恒定高度和空速情况的情况下，这是因为在这种情况下提供了一个稳定的飞行状态来进行评估。运动状态不能像在外部测试工具中那样被超控。尽管有这些限制，游戏内测试仍然提供了广泛的实用测试案例。

在前一段时间，确定下挂载的阻力更新后，它就可以立刻根据F-14A NATOPS性能手册的数据对飞行模型本身进行更详细的测试。首先，水平飞行的时间/马赫数测试被运行，以调查在水平无过载（1G）飞行的加速性能。

注意，最大马赫数出现在36000英尺，2.15马赫，而在海平面最大为1.14。Ps在大约0.9和1.15TMN之间的 "下降 "是由跨声速阻力造成的，这解释了为什么飞机通过跨声速区域时加空速的降低。

注意，一架62000磅的飞机在平飞时（未抛挂载）从最长续航0.59指示马赫数加速到1.8指示马赫数需要5分钟。飞机从1.80指示马赫数加速到NATOPS的极限1.88指示马赫数大约还需要2分钟。

1G飞行包线测试和由此产生的调整保证了在飞机的全空速和高度区间内，加速的剩余功率是大概正确的。这使得我们可调整超过1G的过载飞行，基本转弯性能。

[我是 GIF]

如何测试机动性？

转弯性能在恒定的高度上最容易进行评估，有几个原因，最主要的是在NATOPS中，转弯性能数据是在固定高度上给出的。在记录数据的同时保持空速误差在1节以内，人操飞一个完美的水平转弯是非常困难的。这些测试可以由玩家手动进行，但是要想有足够的精度来取得可复现的结果以此进行调整是不可能的。因此，需要某种自动和精确的飞行方式。在我们的定制飞行和基准测试工具之外，游戏中的脚本工具可以提供很多有用的数据，并且可以提供给广大的社区。

某个特殊脚本使用俯仰和滚转操纵来在压坡度转弯的同时保持目标空速和高度，用脚蹬输入来让侧滑球归中（及零侧滑，协调转弯）。油门设置为5级加力。其结果是在最大推力下实现了完美的水平转弯。

注意恒定的高度和由于更多得向后拉杆导致空速递减，以及过载、转弯率、AOA（迎角）和空速之间的关系。

单位剩余功率和EM理论

下面是单位剩余功率方程：

很容易看出，增加重量和阻力会导致剩余功率降低。当推力和阻力相等时，Ps=0。剩余功率的另一种方程是这样的：

其中dh/dt是高度随时间变化率（爬升率），dV/dt是空速随时间变化率（加速度）。上述脚本被设计为保持高度，即dh/dt=0。然后它使用俯仰操纵来增加G和阻力，同时以设定的空速为目标，使dV/dt在目标空速下=0，因此Ps=0。

 

过载增加意味着AOA和转弯率随之增加，改变飞机周围的气流导致阻力增加，和维持保持空速或能量状态所需的推力增加。这是因为功率的大小几乎是不变的，直到所有的力都平衡，达到能量状态的平衡点前，空速和/或加速度会降低；这被称为有零单位剩余功率。增加飞机的过载和转弯率将需要更大的AOA，导致更大的阻力和更多的功率需求，从而导致空速或高度的损失——此时为负剩余功率状态。降低过载和转弯率将导致相反的结果；功率需求更少，增加空速或高度。此时为正剩余功率状态。

 

当玩家无法维持转弯的空速和高度的时候，玩家就处在负剩余功率状态。当剩余功率状态为正时，意味着玩家有额外的推力可以在转弯时爬升或加速。在任意高度的平飞（1G）最高空速点，也存在零剩余功率状态，如在性能手册已给出的上图中。在战斗时，这是非常有用的信息，要记住。

 

请记住，随着AOA的增加，发动机的进气性能和推力通常会降低（可用功率更小），这将影响稳盘速率。在转弯时高G和/或空速降低会使AOA升高，不幸的是，这往往就是玩家需要更多推力的情况。

狗窝图

当飞机保持高度和空速时，沿着零单位剩余功率线（Ps=0）飞行——突出显示的部分。在深入研究这个问题之前，请记住这些图表是根据飞行测试估计的。其中的数据可能并不完美对应现实世界。这些图表也被称为“狗窝图”。见下：

在这些类型的图表上，玩家会看到一系列的Ps线，通常以英尺/秒或米/秒为单位测量。这些线显示了飞机在特定飞行条件下的能量状态。例如，沿着-200英尺/秒的线，F-14A在转弯时没有足够的推力来保持空速或高度，如要保持空速，飞机需要以200英尺/秒或12000英尺/分的空速下高。如要保持高度，飞机将迅速丢失空速，这将导致可用G值变化相当快。远离Ps=0线的区域在游戏中很难测试，因为飞机需要快速下降或爬升，而且很快就会离开图表中的10000英尺高度。针对这类测试，我们使用内部定制的风洞工具来进行。

在53873磅时，F-14A的最高记录的稳盘转弯率在5000英尺机动襟翼/缝翼伸出-0.55马赫，约为15.5度/秒。在5000英尺的M0.85附近，峰值稳盘G值大约为6.5G和11.7度/秒，但由于转弯的速度/半径和机体的升力和推力，这个速度下的转弯率较低。为什么会这样呢？如要在M0.85时保持15.5度/秒，我们需要更多的升力（大约等价8G）和大量的推力，或者更低的阻力来保持转弯。

这是八枚（！）导弹和机体中8400磅燃油，总计53873磅重所能达到的性能。重量是影响转弯性能的一个重要因素。这是我们现有数据的最轻的总重，因此也是我们所有的最好的性能数据。干净挂载的转弯性能会更好（阻力更小）。更轻的重量转弯性能会更好（需要的升力更小，意味着诱导阻力更小）。低空转弯性能会更好（发动机性能更好）。

 

在低于225KIAS（节指示空速）的情况下，放下襟翼的转弯性能会更好，但爬升性能会受到影响。回顾一下225KIAS的空速和着陆襟翼放下时的2G负载限制。

 

当玩家研究性能图表时，请记住，他们通常没有考虑到其它的飞机限制。例如，在前面提到的总重下，F14A/B都被限制在5.8G，仅在总重量低于49548磅时才有最大过载为6.5G限制。最大滚转过载限制甚至更小，在最大“战斗重量”下为5.2G。

Ps性能图表特别指出，它们被设计用于飞机的比较，而其中的飞机性能往往超过了图表中使用的导弹挂载的NATOPS空速限制。下面是4×4配置（2B1）的NATOPS空速限制，注意到它比单位剩余功率图（文章中的第一个图表）的限制要大。

作为参照，一架轻型F-16C在26000磅的情况下，携带最小战斗挂载和一些燃油，在海平面接近M0.8的地方达到瞬盘8.8G，18度/秒。在10000英尺，“蝰蛇”降到了6.9G，13.5度/秒。在这个相同的高度，F-14A可以用8枚导弹和8400磅燃油以13.5度/秒的速度转弯，但相比16空速更低，为M0.65。如果你能让“蝰蛇”降到M0.65，就有可能在绕圈战中利用升力优势来超前。如果有更少的导弹或更低的重量，F-14A的情况会进一步改善。能否利用这一点是一名飞行员的技能问题。真遗憾，F-14不能用AIM-9X！

 

还要注意的是，无论讨论的是哪一架飞机，都与过载、转弯率、转弯半径和坡度有直接关系。唯一的问题是，在给定的空速下，任意飞机有多少剩余功率来保持转弯。

 

现在我们已经了解了一些理论和基本的工作流程，让我们深入了解一下最新的调整对我们的F-14和玩家的飞行来说究竟意味着什么。

DCS: F-14A飞行模型结果

理论很好，但结果才是最重要的，以及它们将如何影响玩家战斗内外的飞行。

 

如果测试结果显示F-14的飞行模型在给定的空速下不能达到Ps=0线的转弯率，就必须对模型进行调整，使飞机能够在给定空速下保持图表中所给定的转弯率。

 

下面是现实F-14A在5000英尺、10000英尺和15000英尺的Ps=0线，以及更新前的基准Heatblur F-14A和调整后的结果：

 

在这一轮调整之前，转弯性能已经相当接近现实，偏差最大的是跨声速区域。现在已修正这些问题，我们真正接近了一个非常高的精度。

 

为了展示一些额外的游戏内飞行测试结果，这里是轻干净挂载下的军推和5级加力平飞最高空速：

 

作为一次最大性能实验，我们进行了一个干净挂载、海平面、最小重量的稳盘测试，以展示F-14A理论最大可能的转弯性能。由于重量大幅减少，可用过载值要高得多（G=升力/重量）。记住气动性能（产生的升力）是相同的，这里唯一的区别是重量和挂载阻力。注意高度、重量和阻力对转弯性能的影响有多大：

 

峰值稳盘在M0.53附近跃升至20.6度/秒。在M0.83附近，峰值稳盘过载上升到9G。飞机越轻、挂载越少，性能就越好。其代价是航程缩短（更轻的燃料重量），没有有用的挂载（更低的阻力和重量）。

 

这些稳盘数字与F-14航展表演飞行员的轶闻相吻合，他们在起飞后不得不立即拉高过载，以防止过度加速和转弯半径超过表演区。

十分讽刺的是，在任何挂载中，最大可能的稳盘将处在于燃油重量到0的那一刻，希望玩家在机场的正上方结束战斗！（笑死）。对于那些关心可能的最干净的战斗挂载的人来说，“最光滑”的导弹将是安装在半埋挂架的麻雀导弹。

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对BFM性能的影响

由于这种调整是横跨全空速和高度进行的，所以Heatblur F-14A现在在全飞行包线上能量状态的保持更加准确，这意味着在机动时的性能同样更加准确。

 

在一个飞行模型中，需要正确设置的最重要的参数即为AOA。它是决定升力和阻力的主要因素，也是决定大多数其它飞行特性的因素，其中包括BFM性能。在给定空速下处于正确的AOA意味着模型产生的升力是准确的。如果有阻力数据或升阻比是已知的，阻力与AOA也可以确定。

 

将稳盘性能结果和已知全飞行包线上准确的升力/阻力-空速相结合（见下文），我们可以假设偏离Ps=0线，如执行常见的格斗动作导致的负Ps状态也是准确的。试想下当正在损失能量（高度或空速）——如高瞬盘、高AOA和拉大过载试图让机头超过敌机的动作。

 

从空气动力学的角度来看，F-14基本上就是个变形金刚。在机翼后掠的每一个角度上，它都表现得像一架不同的飞机。然后，当玩家加上无数的操纵面移动和挂载时，测试案例排列、配置和潜在陷阱的变化开始变得令人匪夷所思。只有抖M才会尝试做这样的飞机模型。我们希望在这里的读者能看到我们为忠实再现F-14的飞行特性所投入的时间和做出的承诺，并帮助玩家享受驾驶这架传奇飞机。

 

需要注意的是，上图显示了自动机翼后掠是为在全空速下都可以取得最大可能的L/D，以及后掠机构可以跟上快速的空速变化。保持机翼在自动会比手动后掠更好，希望能增加些感知“优势”。

 

如果想看看比较下DCS中其它同类型飞机的FM，请查看由我们一个朋友创建的网站：https://dcs.silver.ru/Diagram/F14B。比较一下图表，看看其它DCS中的飞机对战其现实中的对手。

未来的F-14飞行模型

随着这个过程接近完成，F-14A的飞行模型几乎处于完全完成的状态。这个过程是漫长的，最初是与我们非常敬业的飞行员SME（主题专家），Victory205一起专注于操纵品质。我们想先解决这些问题，以确保操纵的正确性，并花了额外的时间专注于母舰周围的操纵品质，以确保一个非常真实的航母着舰体验。在不久的将来，我们将更新以下FM项目：

• 更新AOA抖振更加真实（新复选框选项）

• 完成F-14B得性能调整

• 改进地面操纵

• 根据需要进行一些操纵品质和性能小更新

当然，上述项目中最大的一个项目是为F-14B过一次类似的调整；同时对性能进行微调，使其完全匹配现有的数据和图表。一旦我们准备好了，我们会在另一个飞行模型的更新中关注F-14B的调整结果！

 

谢谢玩家的阅读，也谢谢玩家们的支持——我们希望玩家喜欢这篇作为DCS：F-4E、DCS：A-6E和欧洲台风战斗机类似文章的前奏文章。

 

诚挚的，

Heatblur团队