主题：【原创】再谈四代 -- 晨枫

1月11日一定是一个黄道吉日。去年的反导试验是1月11日，今年的四代首飞也是1月11日。有人说这不是真正的首飞，真正的首飞在此之前已经秘密进行过了。这无关紧要。对于广大军迷来说，这是第一次看到四代飞起来了。对于仇视中国成就的人来说，这也是一个沮丧的日子。四代还只是传说的时候，他们说，这是假的，中国连xxx（选择无奇不有，可以自己填空）都造不出来，怎么可能造出四代？要不拿图来；在四代还只是模糊照片上一团黑影的时候，他们说，这是假的，中国人只有用PS造假图的本事，要不拿出清晰的图来；在四代清晰大图出来的时候，他们说，这是假的，这只是骗领导、骗军迷的木头模型，要不飞一个看看；在四代飞起来的时候，他们说，这是假的，但理由还没有想好，反正是假的。四代不是假的。正在北京访问的盖茨亲自向胡锦涛询问此事，胡锦涛还需要向盖茨保证这不是针对他的。那些人要说这也是假新闻，那就自己去和盖茨对质吧。

四代首飞成功，但这只是万里长征的第一步。气动设计、结构、飞控、发动机、航电、武器、维修体系……有太多的东西需要在试飞中验证、修改、完善，没有若干年的辛勤，这是下不来的。

这也是人们第一次得以仰视四代。看来最初的推测中，有一些地方需要修正。四代采用的是固定的尖拱边条，而不是可动的平直边条。鸭翼翼根和边条不是在同一水平高度上，鸭翼翼根略为高一点。侧视图中边条和机体结合部的“缝隙”实际上是鸭翼翼根后延的“边条”，其气动作用不很清楚，或许用于压住边条根部涡流，迫使其向外扩散，好取得和鸭翼涡的协调；或许是隐身设计的需要，可以降低鸭翼导致的爬行波或者其他反射。鸭翼位置略高于边条也有利于降低鸭翼和边条的不利互相干扰，提高边条的作用。也可能就是鸭翼结构的自然过渡，一点玄机也没有。

对于中国来说，尖拱边条首先在“枭龙”04号上得到使用。尖拱边条的边条涡作用强烈，但在气动设计上要求较高，否则要弄巧成拙。四代采用尖拱边条，明显意图加强大迎角机动性，在大迎角下提供强大的涡升力，效果远远超过欧洲“台风”的那一对小小的扰流片。

说到大迎角机动性，四代的V形双垂尾面积较小，首飞飞机的发动机型号尚不清楚，但可以肯定没有装备推力转向控制。大迎角下那一对腹鳍可以帮助维持偏航稳定性，但差动鸭翼或许才是奥妙所在，用不对称的涡流产生侧向力，实现没有推力转向控制下的过失速偏航控制。四代最后还是应该装备推力转向控制的，是机动性更上一层楼，但差动鸭翼使推力转向控制从雪中送炭变成锦上添花，凸现了成飞在飞控上的功力。

四代的鸭式越看越有特色。四代不是第一架鸭式飞机。法国“阵风”的鸭翼比较靠后，但后缘和机翼重叠了，是典型的近距耦合鸭翼。欧洲“台风”的鸭翼位置很靠前，鸭翼和机翼之间有明显的距离，属于典型的远距耦合鸭翼。四代的鸭翼位置比较靠后，和座舱的相对位置相当于“阵风”，但鸭翼和机翼之间有明显的距离，所以也是远距耦合鸭翼。鸭翼、机翼位置都很靠后，造成升力中心很靠后的影响，似乎有点不合常理。但四代采用了F-22那样的菱形截面机头，菱形的下V形和侧棱实际上相当于边条的变异，也产生不小的升力，使实际升力中心恢复到正常的位置。F-18采用边条，所以机翼位置特别靠后；F-22的菱形截面机头也相当于边条，机翼位置同样靠后。由于F-22的机翼靠后，后缘为了避免和前进方向垂直而必须前掠，F-22的机翼翼根后缘只能切掉一角，要不然要和平尾的位置打架。苏霍伊T-50也是一样的处理。四代把“平尾”移到了前面，避免了这个问题，也因为机头和边条的涡升力使得鸭翼得以相对后移，以平衡升力分布。但四代的机头涡、鸭翼涡、边条涡、机翼涡、垂尾涡互相之间的交互作用十分复杂，把它们之间理清楚需要深厚的气动功力，成飞敢揽这个瓷器活，想必是手里有金钢钻了。

成飞的四代和洛马的F-22体现出来完全不同的技术路线。F-22在气动设计上有很多新意，如机头涡、加莱特进气口等，但在基本思路上没有跳出F-15超级大改的路子。这是一种依仗强大发动机推力和深厚气动设计功底的简洁路线。相比之下，四代在气动设计上要花哨得多，这一方面是YF-22首飞20多年后气动设计的进步所致，另一方面也是发动机推力不足时的补救办法。工程设计的最高原则是KISS（Keep It Simple，Stupid，意为尽量简单无华），这不仅降低成本，也降低风险，还对设计过程中的不确定性有更好的适应性。但对于技术实力没有那么雄厚的后来者来说，常常需要采用更超前、更带风险的新技术，才能拉平性能差距。不过事情都是相对的。后来者把更超前、更带风险的新技术成熟化之后，可能借此跃上一个新的台阶，具有更高的起点。先行者不能单纯依靠继续深入优化而保持技术优势，最终也必须跳上更高的技术起点。

四代的外形现在比较清楚了，但四代的性能还有很多争议。鸭翼加三角翼有利于面积律的实现，所以阻力较低，加上有利于高速性能的可调进气口，有利于在推力不足的情况下实现超巡，这一点没有太大的争议。法国幻影2000在发动机推力不及F-16的情况下，可以达到更优秀的高空高速性能，也就是借助低阻的大后掠三角翼和可调进气口。如果WS15有足够高的军用推力和足够低的油耗，超巡能力甚至有望超过F-22。这不一定体现在更高的超巡速度，而是更长的超巡时间，或者更远的超巡航程。

四代的机头、边条、鸭翼的涡升力加上大机翼导致的低翼载使四代具有优异的传统机动性，这也没有什么争议。差动鸭翼使四代在没有推力转向控制的情况下就具有良好的抵制航向不可控偏离的能力，从而获得优秀的过失速机动能力。从地面试验图片来看，四代已经具有差动推力的控制能力，加上推力转向控制后，将具有超过F-22、T-50的过失速机动能力，这也没有问题。远距耦合鸭翼具有高于常规布局的指向能力更是没有问题。

四代性能最大的疑问来自隐身。四代也采用了F-22的连续改变曲率的机身表面设计，在无稳定回波和气动性能只见达到最优平衡。四代的深色涂装应该具有隐身功能。在舱盖和开口设计上，也遵循边缘对齐原则，尽量把雷达回波集中到少数几个特定的次要方向。在这些隐身的一般原则上，四代和F-22相当。

但一般认为，鸭翼不利于隐身。鸭翼和机翼在同一个平面或许有那么一点遮挡作用，但四代的鸭翼实际上略高于机翼，而且是上反的，所以连这点遮挡作用也没有。但另一方面，丝带的差动鸭翼可以补偿V形双垂尾控制作用不足的问题，较小的双垂尾降低了正面的雷达反射面积。四代没有用F-22那样的加莱特进气口，而是独特的DSI和加莱特的混合结构。四代用DSI处理边界层分离问题，同时兼顾进气道无雷达直视的问题，加上弯曲的进气道，进气道隐身应该超过F-22，何况F-22的进气口还有十分不利于隐身的边界层分离隔道。综合起来，四代的正面隐身应该至少和F-22相当，或许还略为好一点。

四代比F-22要长，还有一对腹鳍，但垂尾面积要小得多，四代和F-22的侧面雷达反射面积或许相当，或许四代略逊。但四代的机尾方向的隐身做得不好，圆形发动机喷口显然不及扁矩形喷口的隐身性能好，圆形造成稳定回波，不利于隐身。四代的喷口也没有F-35那样的显著的锯齿形修形。锯齿形喷口有一定的推力损失，水管喷水的时候，喷口圆整的时候压力最大，由缺口的时候，水柱容易变形，造成压力损失。发动机也是一样的。不过从红外隐身的角度来说，这样的水柱变形有利于加速炽热喷流和环境空气的混合，降低红外特征，是有利于红外隐身的。加强混合也有利于对喷流减速，降低噪声，民航客机发动机就常用锯齿形喷口降噪。扁矩形喷口不仅有利于降温降噪，还有利于机尾减阻。渐趋扁平的机尾减少机尾涡流，民航机和苏-27的尾锥是异曲同工，突然截断的圆形喷口的减阻效果就要差一点。总地推测起来，四代的前向隐身超过F-22，侧向隐身和F-22相当，后向隐身不如F-22，符合注重国土防空的要求，但离攻势制空的全向隐身还有一点差距。

四代的机身容积非常之大，但照片上无法判断机内武器舱的位置和大小，航炮位置也同样难以判断。这可能是照片的清晰度或者角度、光线关系，也可能这只是一架技术验证机，只需要预留空间和结构上的接口，而不必实际实现。四代上还有太多技术验证机的痕迹。理想情况下，四代应该采用扁矩形二维推力转向，取消腹鳍，具有大型机内武器舱和航炮，具有空中加油能力。

四代的首飞视频里看不到多少机动动作，作为首飞，这是可以理解的。在视频里，四代在没有打开加力的情况下，就用和歼-10双座相当的滑跑距离起飞离地，离地后的姿态相对较平，不像战斗机，倒像民航机。首飞起飞本来也没有必要拉太大的迎角，或者做多少复杂的机动。但四代的首飞起飞证明了四代升力巨大，这是优异机动性的前提。

四代对中国空军的作用超过了一架战斗机，这已经是准战略武器了，对于潜在的台海战争有着特殊的意义。孙子曰：不战而屈人之兵，善之善者也。台湾问题是中国人之间的问题。两岸中国人的首要任务都是和平与建设，不是战争，更不是中国人之间的战争。但要是台独不可逆转地使祖国和平统一不再成为可能，那台海就难免一战。在四代出现之后，台海战局将大为改观。在地地导弹全面攻击台岛节点的同时，四代前出打掉台湾的预警机、反潜巡逻机这样的“软目标”，台湾对海空战局就又瞎又残，没有还手之地了。在对美国航母的反介入作战中，航母起飞的预警机、加油机、反潜巡逻机也同样是软目标，F-18E没有隐身屏障，F-35C则空战载弹不足，过载能力只有7.5g，推重比则只有可怜的0.75，和F-104相当，一旦卷入和四代的格斗，将严重处于下风。加上潜艇、东风21D的威胁，美国航母需要不惜死战才敢进入中国沿海1000公里的范围。美国空军有F-22，情况要好很多，但F-22的支援体系（预警机、加油机）也同样受到四代的威胁。美国空军的典型作战方式是用预警机和加油机在战区边缘徘徊，预警机提供情报支援，加油机则随时为战斗机加油，延长战斗机在战区的滞留时间，省却了往返的时间，实际上相当于增加了可部署战斗机的数量。但在隐身的四代随时可能掏老窝的情况下，支援体系只有后撤，并部署额外警卫力量，一方面降低美国空军的作战效能，另一方面分散美国空军有限的兵力，达到不战而降低中国空军压力的作用。

四代的征途才刚刚开始。随着更多信息得到公开，相信还会有更多的惊喜。希望不久的将来就可以《续谈四代》。