眼镜蛇、落叶飘等过失速机动对于五代机和格斗空战的意义

11月6日上午，珠海航展举行首个展览日。如果要评选当天航展最引人注目的“首席网络名人”，歼-10B矢量推进技术验证机肯定会高票当选。在短短15分钟内，歼-10B TVC先后表演了“眼镜蛇”、“落叶飘”等著名特技飞行，其精彩表演赢得全场掌声，引起了国内外对中国航空空技术发展的关注。歼10TVC的性能在引起广泛关注的同时，也让“过失速机动”的概念进入了大众的视野。

说起过失速机动，稍微懂点现代导航空技术的人都能说个一二，比如“弗洛夫法轮”、“时钟”、“落叶飘”等等。最不济，他可以说“普加乔夫眼镜蛇”。虽然这些概念是“侧卫”系列战机炒出来的，但追根溯源，并不新鲜。所谓过失速机动，是指飞机实际迎角超过失速迎角时的机动。在这种状态下，飞机的迎角会迅速增大到30°到40°左右的失速迎角，甚至在减速过程中达到70°以上，以实现从平飞到高仰角飞行的过渡。随即飞行员控制飞机快速改变机头朝向，机头指向预定方向后再改变机动返回平飞状态。上面的过程听起来很简单，但是实际操作起来，并不是所有的飞机都能做到——当然，对于飞行员来说也是一样。

描述:11月6日在珠海航展上表演“眼镜蛇”机动的歼-10B TVC。

瑞典在20世纪50年代设计的Saab-35“龙”式战斗机已经能够进行类似眼镜蛇的准过失速机动。20世纪70年代，前联邦德国的MBB公司率先研究了飞行包线过失速区的机动能力以及这种能力对空战争的影响。上世纪80年代，前联邦德国航空空技术专家赫伯特首先提出了“超机动”的概念，随后美国和德国联合研制了X-29A、X-31A、F-18HAV等飞机模型进行过失速机动研究。1989年巴黎航展上，苏联试飞员普加乔夫驾驶苏-27战斗机表演眼镜蛇机动，过失速机动正式进入公众视野。

从视觉效果来看，过失速机动可以说是飞行表演的最佳选择。虽然倒飞、横滚、冲尾也很考验飞行员和飞机的“基本功”，但战斗机在飞行表演时每一个转弯的飞行高度都在200米以上，其自身的沿轴机动和飞行轨迹变化不大的失速机动很容易被观众忽略。所以，当歼-10B TVC表演《眼镜蛇》和《落叶飘》的时候，地面的观众欢呼是非常正常的。即使是不了解导航空技术和实现这些机动的技术难度的人，也能清楚地看到这个动作的“伟大”。但是，视觉效果是一回事，实际意义又是另一回事。自从过失速机动诞生以来，关于这种机动是“决斗中的杀手”还是“纯粹的炫耀游戏”的争论一直不断。

注:美国用于过失速机动验证的飞机有三种，从上到下分别是F/A-18HAV、X-31A和F-16 VISTA。说起来，美国是过失速机动研究的起源之一，也是第一个为过失速机动设计验证机的国家，第一个将过失速机动应用于战斗机设计的国家。然而，对过失速机动的反对也起源于美国。真的很难分辨美国人是“看透”过失速机动还是单纯的“精神分裂”。

在过失速机动流行之初，人们曾经谈论过它的战术意义。当时的主流观点是，过失速机动在近距空战中有着特殊的作用。具有过失速机动能力的一方可以利用这种机动快速改变位置和机头方向，从而更快地摆脱不利位置或抢占有利位置。然而，近十年来，过失速机动正在成为一种尴尬的存在。诚然，过失速机动可以迅速改变飞机的飞行状态，但随之而来的问题也非常明显——过失速机动后，飞机的高度、速度等关键姿态数据会明显下降，即使回到平飞状态，也不再利用速度和高度优势。如果在战斗中出现这种情况，那么几乎可以肯定，是时候被对方当成“鸡”了。

此外，由于需要快速改变推力方向，TVC技术对于实现过失速机动是必不可少的。然而，从目前的实战结果来看，TVC的表现有点太悲剧了。2008年，印度空陆军派出苏-30MKI参加美国空陆军的“红旗”军演。在这次演习中，苏-30MKI在战斗对抗中使用了TVC，但它被美军的F-15C咬了一口。即使是美国飞行员也能清楚地追踪到苏-30MKI在与TVC一起转弯后的推力损失。可见，至少在能够实现部分过失速机动的四代机苏-30MKI上，TVC的应用效果并不那么理想。作为过失速机动的基础，TVC用了总比不用好，有点尴尬。

描述:2008年，印度空陆军派苏-30MKI赴美参加“红旗”军演，与F-15C进行模拟作战。然而，在此期间开始TVC的苏-30MKI的性能并不令人满意。

按照目前普遍的看法，过失速机动最受诟病的问题就是能量损失太大。其实这个问题并不难理解——飞机改变姿态都需要消耗能量，更别说快速大角度机动了。以眼镜蛇机动为例，它属于过失速机动中的“入门级”。要让一架飞机从正常的平飞快速适应成机身垂直于地面的“葱”，需要把发动机加力全开，更不要把机头拉到与水平面成120°左右的角度。不仅如此，为了恢复姿态，机头抬高后仰后，还要减小发动机推力甚至关掉发动机，恢复正常的平飞姿态。在此期间，可以说十几吨甚至二三十吨的飞机推重比在短短几十秒内从1以上迅速下降到接近0。想想这种能量损失的规模就很可怕。

那么有没有办法让过失速机动有实际效果呢？当然有。理论上，只要飞机在过失速机动后能尽快恢复能量和速度，过失速机动的效果是相当明显的。然而，要做到这一点是非常困难的:当飞机速度突然下降几百公里/小时，高度下降几十甚至几百米时，要迅速恢复到过失速机动前的能量状态，需要的不仅仅是“奇迹”。某种程度上，过失速机动实际上是在“折腾”飞机。如果要求过失速机动具有一定的实际效果，首先需要保证发动机和推力控制系统足够旺盛和灵敏，能够在过失速机动后快速提供推力，同时飞机的气动布局要能够实现较好的升力效率。其次，飞控系统可以快速相应地改变飞行姿态指令。这样，在实战中应用过失速机动就没那么容易了。很多人质疑过失速机动是“花式拳击”，这可以理解。

注:苏-37战斗机完成普加乔夫眼镜蛇机动的动作轨迹图。不难看出，要完成这个动作，需要在极短的时间内完成从增大推力到急剧减小推力甚至关闭发动机的全过程，其间飞机的能量损失可想而知。

从这个角度来看，恰恰是第五代战斗机有希望“拯救”过失速机动。众所周知，五代战机强调的四个“S”之一就是超机动性。自然，在第五代战斗机的定义中加入这一概念后，各国在发展新一代战斗机时都非常重视过失速机动性。第五代战斗机，如F-22和J -20，确实很容易进行过失速机动，而且得益于空空气动力学、aero 空发动机技术和飞行控制技术的发展，第五代战斗机可以比第四代战斗机实现更大范围的过失速机动，并且在受到激励后更快地恢复正常飞行状态，这使得过失速机动的实际意义开始显现。

具体来说，歼-10B、苏-30MKI等四代机平台在气动设计上很优秀，但毕竟其发动机不如F-22和预期的“全机身”歼-20。与五代机的升力体布局相比，机体提供的升力效率也是逊色的，飞控系统的设计也应该有差距。由此不难得出结论:四代机即使能完成过失速机动，成本也可能过高，机动后很难恢复到正常的能量状态和飞行状态，实战意义自然要打折扣；相比之下，五代机无论是硬件还是软件都更适合过失速机动，所以过失速机动在五代机上的实战效果明显比四代机更明显。如果套用网游里的说法，同样放大招数，40级玩家可能会掉一半血，而60级玩家可能只需要几滴，那么大招数对哪个等级更有用就不言而喻了。

注:在珠海航展上进行编队飞行表演的歼20。与歼-10B相比，歼-20无论是硬件条件还是软件条件都更适合过失速机动，而且过失速机动后可以更快地恢复，因此可以认为过失速机动对五代机具有一定的现实意义。

在本次航展上回答记者关于歼20是否使用矢量推力国产发动机的问题时，歼20总设计师杨回答说:“你怎么知道没用？”也就是说，虽然歼-10B TVC在珠海航展上的表演效果堪比好莱坞大片，但后来登场的歼-20才是真正的TVC技术和过失速机动的受益者——所以，有几个姐妹。对于歼20这样的“全级别选手”来说，过失速机动的“大招”可能真的会在实战中起到非常特殊的作用。

图说:[设计对话]歼-10 btvc:“20姑娘们，我给你们想出了过失速机动的独门绝技，以后你们还得自己练基本功！”

总之，不管围绕过失速机动会引起多少口角，对于第五代战斗机来说，过失速机动能力只是其效果的问题，而不是有用或无用的问题。这也符合航空空技术发展的一般规律——一些“超前研究”的技术在研究过程中不一定能产生实际效益，但随着技术的发展，其作用会越来越显著。显然，歼20早在设计之初就考虑了过失速机动的应用，所以在TVC技术成熟列装后，能够实现具有实际意义的过失速机动，也体现了“装备一代、研究一代、预研一代”的中国智慧。