F22为什么是神（下）——浅析F22拥有和曾经拥有的技术优势机动篇

2022-06-18 08:45 作者:乖巧的阵风姬 0人读过 | 我要投稿

关于F22的机动性，可以说是争执不断了，最初，都觉得F22也就不过一般三代机水平，其实也好理解，同期大家搞的以现在目光看也都是三代机，凭什么你隐身能力那么强，机动性还比我们强，说你和我们机动性差不多都算抬举你了。后来随着F22在航展上展示的机动越来越多和模拟水平的提高，我们发现，这玩意好像真的和三代机不一样。但F22机动性到底怎么样，很多人还是不清楚。所以本文将带大家详细了解一些F22的机动性。

从气动上来看，涡流可以提高战机的升力，对涡流增升的应用程度可以判断一款战机的气动怎么样，F22具有多涡系耦合的特点，其菱形机头除了对雷达波隐身外，还可以拉出涡流，也就是机头涡，这个可以看做四代机和三代机之间的判别特种。其进气道前缘和进气道到翼根也可以分别拉出涡流，也就是三涡系。

这种设计代表着F22在设计时吹风研究很深，因为在不同迎角下这三个涡流的流动特性是不一样的，如何保证这三个涡流是互相耦合增强而不是互相干扰打散彼此需要很大的研究。

此外进气道上还装有进气流量控制门，高速飞行时打开流量控制门放气，所形成的斜向气流能主动控制通过机翼上表面的涡流，使飞机在高速飞行时仍可使用较大的迎角。

机身部分，F22看上去非常平整，除了隐身考量外，这以意味着F22的升力体特性更好，这一点即使是在五代机中，F22都是做的很不错的（当然这也有重型机空间容积更大的因素）。

得益于机身的升力体设计和多涡系耦合设计，使得整个飞机的气动中心得以前移，从而使得静不稳定性得以放大。

关于F22的垂尾，目前大部分人倾向于这是一个败笔，F22硕大垂尾是为了在高速下航行安定性，实际上增加了阻力，而且涡流在经过垂尾外侧的时候还会给垂尾一个负压，使得F22对升力贡献为负。

怎么说呢，这这个没毛病，但是只说了一部分，不完全。但是更有甚者觉得即使是在大迎角下仍然也会影响升力就有问题了。

而某些人借坡下驴放出了F22加速涡破碎控制极其完美的奇怪论调，

然后再美其名曰可以减阻。明褒实贬暗示F22涡流控制不行，以及还得为硕大垂尾的设计填坑。

然而实际情况呢，

我们可以看到大迎角下F22的涡流会向内翻。在内部形成低压区增加升力，这在以前是我们想象不到的，从这点我们可以看出美帝在气动方面的造诣之高。

“你说的我都不懂，可是F22的升力系数没超过2。”

首先呢，我们应该认识到升力系数是什么，升力系数，物体所受到的升力与气流动压和参考面积的乘积之比（气动动压等于气体密度乘以速度的平方的一半），除了参考系数不变外，其他的都不是定值，也就是说升力系数是一个无量纲量。其会随着迎角和速度变化，在达到最大失速迎角的时候达到最大。然而这里面我们发现了个问题，在最初我们对大迎角下F22的升力判断有误，后面才得到修正，有没有可能我们对F22在大迎角下升力系数的模拟实际上是错误的的，所以才有错误的结论。

当然这只是一种可能性，也有可能最大升力系数的F22确实没达到2，但是最大升力系数其实并不能代表太多的问题，比如一架飞机是重视超音速优化的，而最大升力系数往往在低速下取的，那么他最大升力系数不如别人也是很正常的，但不能以此为理由说其机动性不行。但最大升力系数并不是没有用的，在转弯过程中升力提供向心力，因此如果一个飞机升力系数很大，意味着他的瞬盘就会很大。（当然我个人认为很多通过瞬时过载包线将瞬时过载和向心力联立算出瞬时角速度的方式并不可取，因为瞬盘的不可持续的特性造成其部分过载是阻力造成的，而且在这个过程中飞机的攻角也是在变化的，机头指向改变的速率和飞机转弯的角速度并不等价，因此瞬盘能力并不能完全反应出飞机的机头指向能力）。但是也并不完全，在同情况下，动压相同，参考面积不同，如果一个飞机翼载荷过大的话，哪怕升力系数很大，其瞬盘性能也可能不理想。我们以空优挂载下的F22A和F35A为例：

F22空重19.7吨＋AIM120D的0.16吨×6＋AIM9X的0.085吨×2＋飞行员0.1吨＋半油4吨=24.845吨÷78.04平方米的机翼面积≈0.32吨每平方米

F35A空重12.02吨+AIM120D的0.16吨×4+飞行员0.1吨＋半油4吨＝16.76吨÷42.7的机翼面积≈0.39吨每平方米。

而如果考虑到机身升力体的话，F22的优势会更大，如果F35也采用升力体设计的话，其A型的机炮夹舱会破坏背部升力，使升力不对称，因此可以判断F35的背部升力特性是不如F22的。

因此F35的翼载荷至少是F22的1.2倍，这也意味着单纯从升力出发F35要想达到F22的瞬时过载水平至少得是其升力系数的1.2倍。

升力系数很重要，但升力系数不能彻底决定一款战斗机的性能，而某些人一听到F22升力系数可能不到2.0的估计，就被破了防，用满油套航展上低速通场70节速度来论证超过2.0属实是撒泼打滚。

虽然F22的低速性能确实很强，这给予了很多飞行员自信，但所谓溺死的都是会水的，真希望这架F22在在136节速度下拉起，163节的时候升空结果升力不足拍地上的时候升力系数也是2.0以上。

事实上最能体现F22强大瞬盘能力也还是在航展上，F22的旱地拔葱每看一次都仍然震撼。

有人会说，这不过是发动机好，但是事实上推重比更大的F15在做同类型机动的时候就没那么迅猛，而F15在旱地拔葱之后垂直爬升甚至还能加速，F22则速度缓缓下降。那么是矢量的因素吗？占一部分，但是要知道其他安装矢量发动机的如苏35，苏57也没能表现出如此暴力的瞬盘能力。目前来看只有歼20在最近试飞中表现出了类似能力。

那么矢量到底在机动中起到了怎样的作用？很多人喜欢夸大矢量的能力，认为有了矢量气动就不重要了，这个可以肯定是错误的。暂且不说矢量喷口的偏转角有限，即使是无限偏转，以F22为例，双发推力放宽了估算也就F22的两倍，单靠矢量能给F22提供的G力也就2G，这在三代机后动辄最大过载就9G的面前属实不够看。因此矢量喷口的作用更多的还是迅速改变机头指向，协助飞机自己的升力实现转弯。目前关于F22矢量发动机对其机动性的提高有多少资料不足。不过我们可以以F15S/MTD上做参考。毕竟两者偏转角都是±20°，偏转方式也比较类似。

在9140米上在马赫<0.60时,操纵力知提高了一倍以上,在马赫=1.20时提高了50％。

在高度3050m上，在马赫=0.4~1.4的范围内,矢推使滚转力矩提高了20% ~45%。

另外矢量喷口还有一个很重要的能力，其可以在主翼失速的情况下提供操控力距，使得在做过失速机动的过程中仍然可控，苏27的眼镜蛇动作被认为是是一种可预期的非控制机动，其在迅速减速和改变机头指向的过程中，不能控制机头俯仰，只能预期。因此很多人认为无用。

而F-22的独门绝技J型机动则是全程可控的，在做这个机动的时候通过矢量喷口控制俯仰，这意味着在真实空战中做类似过失速动作的时候F22除了机头指向改变的快之外，仍然可以控制使其指向敌机，更具备实战意义。

相比于通过收敛片进行三维偏转（苏35的轴对称式矢量喷口其实也是二维偏转的），其横向操控性的优化没那么强，虽然在机动中很少有需要战斗机直接水平转向的，但是如果真的需要的话，F22仍然可以通过飞火推一体化飞控条件推力差起到类似。

F22还有一种特殊的飞行技术，直接力控制技术

，简单的说就是，通过主动控制技术使各个控制面的配合以及发动机推力的调节F22可以在飞行过程中不改变航向的情况下改变机头的指向，或者不改变机头指向的情况下改变航向。很神奇是不是?其实个人感觉这东西在近距离狗斗或者说BVR空战占位中作用也没那么大，也就是起降的时候有些用处。当然放在放在F22身上能发挥出意想不到的效果，F22可以通过这种方式在突防敌方领空的时候保存航线不变的情况下以机头指向对面的雷达，因为机头雷达反射面积较小，可以提供F22的隐藏能力，在这种状态下F22可以机鼻偏离航向20度的姿态在12192米的高空以1.2马赫的速度巡航（斜着飞都能超巡，逆天）