王者之翼——F-22 飞行性能优势探析(7)
而配平能力则往往容易被人忽略。机翼的高升力是拉出大过载的基础,但升力越大,产生的俯仰力矩也越大。如果飞机自身不能提供足够的俯仰配平力矩,那么要么进入上仰发散状态而失控,要么被机翼升力产生的低头力矩压回去,无法拉到需要的迎角。特别是在超音速条件下,飞机焦点大幅度后移,机翼升力产生的低头力矩相当大,进行超音速机动需要更强的配平能力。以超音速性能著称的米格-25,就是由于配平原因而无法进行较大过载的超音速机动——该机超音速平飞时,平尾偏转就已接近极限,能用于超音速机动的余量相当小,所以虽然机体可以承受更大的载荷,但 M2 时的最大盘旋过载仅有 3G。
要解决配平问题,一是大幅放宽静稳定度,将飞机焦点前移。这样超音速飞行时飞机焦点虽然仍会后移,但距离重心近,产生的低头力矩相对较小。不过,这样一来飞机在亚音速大迎角机动时同样会面临配平问题——这次是配平机翼产生的抬头力矩。被媒体过分渲染的近耦鸭式布局,由于鸭翼距离重心较近,配平能力不足,F-16 的总师哈瑞·希尔莱克就曾说过:“鸭翼最好的位置是在别人的飞机上。”广为人知的 LAVI 战斗机就始终未能解决大迎角配平问题。因此,在当年 ATF 方案论证时虽然出现过不少鸭式布局方案(老航迷们应该还记得 80 年代采用鸭式布局的“YF-22”的想象图),但 F-22 最终还是选择了具有较强配平能力的正常式布局,纵向静稳定度也大幅放宽。解决配平的另一个途径是采用推力矢量控制(TVC)技术。采用 TVC,其主要优点有:在气动操纵面基础上又增加了一个配平手段,配平能力自然大幅增强;高速飞行时气动操纵面偏转将产生极大阻力,而采用 TVC 可以起到同样的操纵效果却无需偏转操纵面;TVC 并不仅仅是偏转推力矢量而产生法向分力,强大的发动机喷流将在后机身形成引射作用,产生新的“升力”增量,同时参与配平。F-22 的超音速机动性大幅提高,TVC 技术功不可没。
