從2008年開始，經(jīng)過(guò)幾年的訓(xùn)練磨合，美空軍飛行員確認(rèn)已經(jīng)掌握了F-22的操控特性，隨之就開始了世界各地的飛行表演。在美國(guó)四代機(jī)一枝獨(dú)秀的時(shí)代，這種表演總是自我感覺(jué)良好，因?yàn)閷?duì)于那些愛(ài)好者而言，F(xiàn)-22無(wú)論做什么動(dòng)作都是那么精彩而充滿玄奧，而即使是專業(yè)的飛行家，甚至也很難理解F-22的那些動(dòng)作是如何做到的。對(duì)于飛過(guò)三代機(jī)的飛行員而言，F(xiàn)-22的操控理念、飛行機(jī)動(dòng)特點(diǎn)都是全新的，你再也不能用所謂的“空氣動(dòng)力機(jī)動(dòng)”原理去理解四代機(jī)的機(jī)動(dòng)飛行了，因?yàn)殡S著矢量推力技術(shù)的引進(jìn)，飛行已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代?，F(xiàn)在我們只能用“超機(jī)動(dòng)”去形容四代機(jī)的超凡機(jī)動(dòng)能力，而在一個(gè)更為準(zhǔn)確專業(yè)的名詞出現(xiàn)之前，我愿意用“隨控飛行”這個(gè)新詞，因?yàn)椤半S控飛行”很好地體現(xiàn)了四代機(jī)想怎么飛就怎么飛的特點(diǎn)。
美國(guó)空軍成立了專門的F-22單機(jī)飛行表演隊(duì)來(lái)展示該機(jī)的機(jī)動(dòng)性
美國(guó)人最懂得F-22技術(shù)超越的意義，因此，他們似乎很愿意公開F-22表演的一些信息，包括飛行員對(duì)于特技表演的真實(shí)描述。當(dāng)我讀到《code one》雜志中保羅.莫加上校的文字時(shí)，我并沒(méi)有為F-22的超凡所震驚，反倒是美國(guó)人做事的認(rèn)真與精細(xì)打動(dòng)了我，我想如果俄羅斯人對(duì)待飛行表演也能做到對(duì)細(xì)節(jié)的如此關(guān)注，那么他們?cè)诤秸股蠈映霾桓F的表演事故也會(huì)減少很多了。
一、表演飛行中的細(xì)節(jié)透露了什么？
對(duì)于愛(ài)好者而言，保羅.莫加上校的文章中關(guān)于與機(jī)師的協(xié)調(diào)配合、起飛線停機(jī)的幾分鐘拖延、平顯和機(jī)場(chǎng)表演區(qū)的線和標(biāo)尺、表演過(guò)程中飛行員與地面觀察員的對(duì)話，這些都是乏味并可以一代而過(guò)的，那些精彩的動(dòng)作才是他們興趣的焦點(diǎn)。而對(duì)我而言，恰恰是這些飛行中的細(xì)節(jié)吸引了我的眼球，文化與技術(shù)理念的不同，會(huì)在人們的行為習(xí)慣中充分體現(xiàn)出來(lái)，所有的完美都是規(guī)劃與設(shè)計(jì)出來(lái)的，美國(guó)人為了做到精美已經(jīng)將細(xì)節(jié)做到了極致。這種精細(xì)不僅是為了表演過(guò)程中的打動(dòng)人心，更重要的是他們要做到即使有萬(wàn)分之一的風(fēng)險(xiǎn)，也要做到萬(wàn)無(wú)一失。舉個(gè)小小的例子，高度表對(duì)零是飛行員每次飛行前都要做的，我們一般是在停機(jī)位做這項(xiàng)工作，而F-22的飛行員是在跑道上完成這一動(dòng)作，這樣做的目的是為了防止停機(jī)位與跑道的之間哪怕微小的高度誤差影響到飛行的安全。
類似的細(xì)節(jié)還有很多，有些人也許認(rèn)為這僅僅是工作習(xí)慣，但在我看來(lái)確是非常重要的提示。如在機(jī)師中設(shè)置2名主管工程師，既可以在不同的位置上觀察飛機(jī)的工作情況，也可以避免因?yàn)橐粋€(gè)人權(quán)限過(guò)大，對(duì)飛機(jī)狀態(tài)做出錯(cuò)誤判斷時(shí)無(wú)人能夠干預(yù)制止。為了表演中更好地操控飛機(jī)和設(shè)備，飛行員在地面就將座艙顯示控制畫面設(shè)置到所需的狀態(tài)，例如打開彈倉(cāng)的工作是表演的一部分，需要在機(jī)動(dòng)飛行中完成，為了避免操控彈倉(cāng)影響操控飛機(jī)，飛行員把彈倉(cāng)控制畫面置于左側(cè)顯示器上。地面安全員不僅在飛機(jī)滑出前，而且在滑行過(guò)程中、進(jìn)跑道前、起飛前都對(duì)飛機(jī)狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)，并與飛行員交流后才可放飛，而同樣的工作在其他一些國(guó)家的空軍只進(jìn)行一次確認(rèn)，就這樣一些人甚至都覺(jué)得過(guò)于繁瑣，認(rèn)為只需滑出前檢查就可以了。
F-22跨音速通場(chǎng)
為了達(dá)到最佳表演效果，在整個(gè)表演過(guò)程中飛行員始終要對(duì)飛行表演中心區(qū)域有一個(gè)明確的空間定位，并在每一個(gè)動(dòng)作中都進(jìn)行必要的調(diào)整，這些都在飛行路線中進(jìn)行了設(shè)計(jì)，而不是在飛行中讓飛行員隨機(jī)調(diào)整，這樣避免了因?yàn)榭刂齐S意性過(guò)大造成誤差過(guò)大難以調(diào)整，從而確保了表演飛行的完美。
飛行的風(fēng)險(xiǎn)控制是一門很深的學(xué)問(wèn)。在傳統(tǒng)的飛行理念中，要做到更加安全就必須更加嚴(yán)格，傳統(tǒng)安全理念的最大問(wèn)題在于，嚴(yán)格的定義無(wú)法把握，因?yàn)閷?duì)于由人來(lái)控制的過(guò)程中，嚴(yán)格不僅是一種態(tài)度，而且是需要承受巨大的工作負(fù)荷，人的自我控制力和精力總是有限度的，嚴(yán)格如果是一種狀態(tài)在執(zhí)行過(guò)程中就會(huì)充滿變數(shù)，許多問(wèn)題恰恰就出現(xiàn)在人因?yàn)槠v與松懈而出現(xiàn)的狀態(tài)低下的階段?，F(xiàn)代的安全控制理念不再拘泥于無(wú)法控制的人的態(tài)度要求上，而是對(duì)過(guò)程進(jìn)行控制，即對(duì)于那些可能出現(xiàn)問(wèn)題和最容易實(shí)現(xiàn)控制的工作節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控。為了達(dá)到過(guò)程控制的完美無(wú)缺，對(duì)由誰(shuí)來(lái)控制進(jìn)行了明確的規(guī)定，即由最能觀察到局部細(xì)節(jié)和關(guān)鍵點(diǎn)的人來(lái)把關(guān)控制，例如在地面滑行時(shí)是地面安全觀察員，而在表演中是由飛行專家在最佳位置對(duì)飛機(jī)的外部軌跡進(jìn)行觀測(cè)提醒。過(guò)程管理是全新的安全理念，它杜絕了由于人的疏忽而導(dǎo)致的監(jiān)察失當(dāng)，使嚴(yán)格把關(guān)成為可以量化和控制的具體工作。
二、驚險(xiǎn)玄奧的超機(jī)動(dòng)飛行是如何做到的？
保羅.莫加是從表演飛行的真實(shí)過(guò)程，對(duì)F-22的機(jī)動(dòng)動(dòng)作進(jìn)行描述的。這種敘述的好處在于，我們不僅可以了解某一機(jī)動(dòng)動(dòng)作的操控技術(shù)細(xì)節(jié)和數(shù)據(jù)狀態(tài)控制方法，而且可以通過(guò)飛行員對(duì)于表演動(dòng)作的編排，以及表演過(guò)程中飛行員對(duì)于表演區(qū)域的飛機(jī)位置調(diào)整和動(dòng)作連貫性的考量。這對(duì)我們理解表演飛行的奧秘是非常重要的。因此，我們的分析也按照莫加上校的表演順序進(jìn)行。
開場(chǎng)——躍升翻轉(zhuǎn)+向下橫滾
所有表演飛行的開場(chǎng)都是至關(guān)重要的，對(duì)于三代機(jī)和四代機(jī)，這是表現(xiàn)飛機(jī)較大的推重比和垂直機(jī)動(dòng)能力的最好時(shí)機(jī)。滑跑距離的遠(yuǎn)近、離陸后爬升增速的快慢、能否完成起飛后的垂直機(jī)動(dòng)、垂直向下機(jī)動(dòng)的半徑如何，都可以通過(guò)開場(chǎng)的第一個(gè)亮相機(jī)動(dòng)中展示出來(lái)。
與以往的三代機(jī)表演飛行不同，在開場(chǎng)的拉升、后空翻、越肩滾轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)中，F(xiàn)-22得以展示其近乎無(wú)半徑垂直機(jī)動(dòng)特性，也就是所謂的后空翻。在一般的表演飛行中起飛后的動(dòng)作分為三種，一是直接向上做筋斗，過(guò)頂點(diǎn)后下降翻轉(zhuǎn)對(duì)向表演區(qū)域；二是做躍升倒轉(zhuǎn)，完成倒轉(zhuǎn)后也是對(duì)向表演區(qū)域；三是完成一個(gè)上升或水平轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)動(dòng)，返回表演區(qū)域。躍升倒轉(zhuǎn)或者筋斗接下降翻轉(zhuǎn)，都需要飛機(jī)具備很好的動(dòng)力特性，使飛機(jī)上升到足夠的高度，否則飛機(jī)垂直機(jī)動(dòng)的半徑不夠就會(huì)發(fā)生墜機(jī)事故。在1992年的一次雷鳥單機(jī)表演中，飛行員做躍升倒轉(zhuǎn)過(guò)程中增速不夠，導(dǎo)致倒轉(zhuǎn)時(shí)高度過(guò)低，飛機(jī)的垂直機(jī)動(dòng)半徑不足以使其在安全高度退出俯沖，飛行員在飛機(jī)即將墜機(jī)的剎那棄機(jī)跳傘。
F-22開場(chǎng)往往是以大迎角加力起飛開始的
F-22的性能較之F-16顯然優(yōu)越得多，在拉升飛行中F-22可以憑借遠(yuǎn)大于1的推重比做垂直躍升，而在做后空翻時(shí)可以靠發(fā)動(dòng)機(jī)的矢量推力完成一個(gè)近似無(wú)半徑的垂直翻轉(zhuǎn)，使機(jī)頭由向上狀態(tài)迅速通過(guò)頂點(diǎn)轉(zhuǎn)為向下，更加刺激的是由于機(jī)動(dòng)半徑足夠的小，飛行員甚至有機(jī)會(huì)在垂直向下的俯沖中完成一個(gè)405度的滾轉(zhuǎn)，當(dāng)然，為了確保安全飛行員通報(bào)了高度，通過(guò)地面觀察員確認(rèn)其高度足以完成滾轉(zhuǎn)并退出俯沖。在這套看似簡(jiǎn)單的動(dòng)作中，充分展示了F-22的俯仰操控能力。近似無(wú)半徑的垂直機(jī)動(dòng)是三代機(jī)無(wú)法完成的，其旋轉(zhuǎn)角速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有半徑的垂直機(jī)動(dòng)，這一動(dòng)作的戰(zhàn)術(shù)意義不言而喻，在被咬尾的不利態(tài)勢(shì)下，F(xiàn)-22僅靠一個(gè)拉升倒轉(zhuǎn)，就將機(jī)頭指向了追尾者，從而實(shí)現(xiàn)了瞬間的攻防逆轉(zhuǎn)。
在完成了垂直向下的滾轉(zhuǎn)后，飛行員講到為了退出俯沖他幾乎將駕駛桿拉到了最后但留有余地，這樣做的目的是在速度大于400節(jié)的情況下，防止因載荷過(guò)大造成機(jī)體損傷，而飛機(jī)的能力其實(shí)還有很大的余量，像定點(diǎn)的無(wú)半徑俯仰機(jī)動(dòng)一樣，退出俯沖時(shí)只要飛行員愿意可以將半徑控制得很小。
總之，在精彩的開場(chǎng)機(jī)動(dòng)中，F(xiàn)-22就展示了其強(qiáng)勁的推力和優(yōu)越的垂直機(jī)動(dòng)性能，這一看似簡(jiǎn)單的動(dòng)作是三代機(jī)絕對(duì)無(wú)法完成的。
滿行程拉桿水平360度機(jī)動(dòng)
看似簡(jiǎn)單的水平機(jī)動(dòng)是所有表演飛行中規(guī)定動(dòng)作。作為觀賞者也許只能被F-22在盤旋中的機(jī)頭急速轉(zhuǎn)向的迅猛所震撼，但F-22的水平機(jī)動(dòng)特點(diǎn)決不能僅用機(jī)動(dòng)性好來(lái)描述。
四代機(jī)水平機(jī)動(dòng)與三代機(jī)最大的不同有兩個(gè)：其一，在水平機(jī)動(dòng)中機(jī)頭指向的急速旋轉(zhuǎn)不僅是舵面操控的結(jié)果，由迎角增加而產(chǎn)生的升力只是軌跡變化的原因之一，而由矢量推力所產(chǎn)生的直接力可以不通過(guò)向心力就實(shí)現(xiàn)飛機(jī)姿態(tài)和軌跡的變化，在四代機(jī)的水平機(jī)動(dòng)中向心力公式已經(jīng)不能解釋其曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律了。
其二，在四代機(jī)的水平機(jī)動(dòng)中，迎角不再是飛機(jī)可控的基本條件，因?yàn)閷?duì)于三代機(jī)而言，其機(jī)動(dòng)性能的提高只是可用迎角的增加和推重比的增大，而對(duì)四代機(jī)而言，機(jī)動(dòng)的中的迎角不再是問(wèn)題，因?yàn)閷?duì)于具備超機(jī)動(dòng)的四代機(jī)而言，無(wú)所謂臨界迎角，在超臨界迎角時(shí)飛機(jī)依然穩(wěn)定而可控。
F-22水平360度機(jī)動(dòng)
因此，在四代機(jī)的水平機(jī)動(dòng)中迎角想多大就可以多大，唯一的問(wèn)題是飛機(jī)的承受能力和推力有多大。我們看見在水平盤旋的前半段，飛行員莫加幾乎將駕駛桿拉到了極限，飛機(jī)迅速旋轉(zhuǎn)但速度減小并不多，這得益于F-22巨大的動(dòng)力。當(dāng)然，隨著飛機(jī)迅速的旋轉(zhuǎn)速度也由400節(jié)減小到了300節(jié)左右，為了維持飛機(jī)的速度（以便銜接下一個(gè)動(dòng)作），飛行員適當(dāng)減小了拉桿量，并最終控制飛機(jī)回到盤旋初始進(jìn)入位置，從而完成下一個(gè)動(dòng)作。需要指出的是，在這個(gè)卓越的盤旋中F-22依然采用了常規(guī)水平機(jī)動(dòng)模式，即由坡度實(shí)現(xiàn)飛機(jī)水平機(jī)動(dòng)，其實(shí)，F(xiàn)-22完全有能力進(jìn)行低速幾乎無(wú)半徑的水平轉(zhuǎn)彎，但這是其后面要做的動(dòng)作，在這一常規(guī)機(jī)動(dòng)中F-22只需展示其超乎尋常的機(jī)動(dòng)小半徑和迅速完成盤旋的能力，而這是三代機(jī)無(wú)法比擬的，受迎角和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的限制，三代機(jī)只能完成角速度不大于25度/秒的水平機(jī)動(dòng)。
J字型轉(zhuǎn)彎
美國(guó)人用“J型轉(zhuǎn)彎”來(lái)定義F-22超越蘇-27“眼鏡蛇機(jī)動(dòng)”的看家動(dòng)作，但這個(gè)動(dòng)作比字母J復(fù)雜得多。所謂J型轉(zhuǎn)彎其實(shí)是下俯方塊筋斗的一部分+加眼鏡蛇機(jī)動(dòng)的前半部分+無(wú)半徑側(cè)轉(zhuǎn)的組合。
在下俯方塊筋斗的垂直轉(zhuǎn)水平的機(jī)動(dòng)中，由于速度小于300節(jié)，靠操縱舵面是無(wú)法使飛機(jī)迅速下俯的，但F-22能夠做到，它靠的依然還是矢量推力，在飛機(jī)完成下俯進(jìn)入水平狀態(tài)后，飛行員又拉桿進(jìn)入了類似眼鏡蛇機(jī)動(dòng)的上仰狀態(tài)并保持住，隨后的動(dòng)作是F-22獨(dú)有的，即在保持飛機(jī)幾乎垂直向上的狀態(tài)，利用飛發(fā)一體化控制技術(shù)保持飛機(jī)像一塊平板那樣飄在空中，并通過(guò)增加發(fā)動(dòng)機(jī)推力使飛機(jī)緩慢的下降但飛機(jī)狀態(tài)不變，這就好像飛機(jī)在垂直向上的狀態(tài)下開倒車。
J型機(jī)動(dòng)的原理與眼鏡蛇機(jī)動(dòng)完全不同。作為超臨界迎角機(jī)動(dòng)，眼鏡蛇機(jī)動(dòng)其實(shí)并不是全程可控的，我把它定義為可預(yù)期的非控制機(jī)動(dòng)。而F-22的J型機(jī)動(dòng)是全程可控的，只要速度在合適的范圍，其上仰與下俯都是隨控的，這得益于F-22的矢量推力和飛發(fā)一體化飛控系統(tǒng)的能力。最后為了結(jié)束動(dòng)作，F(xiàn)-22做了一個(gè)側(cè)轉(zhuǎn)使機(jī)頭向下，與常規(guī)飛機(jī)的側(cè)轉(zhuǎn)不同，在這個(gè)機(jī)動(dòng)過(guò)程中飛機(jī)也是完全可控的，飛行員通過(guò)方向舵操控和發(fā)動(dòng)機(jī)噴口的偏轉(zhuǎn)控制，使機(jī)頭偏轉(zhuǎn)進(jìn)入俯沖。需要說(shuō)明的是在整個(gè)機(jī)動(dòng)過(guò)程中，飛行員必須很好地控制發(fā)動(dòng)機(jī)的推力，以控制最佳的速度，否則在這一復(fù)雜機(jī)動(dòng)中飛機(jī)的動(dòng)態(tài)就會(huì)難以把握，在隨控飛行中理論上講飛機(jī)無(wú)所不能，但飛行員的操縱卻極為復(fù)雜精巧，需要飛行員對(duì)飛機(jī)的狀態(tài)具有很高的認(rèn)知度和控制力。
J型機(jī)動(dòng)展示了F-22最足以稱道的操控特性，俯仰、方向的任意隨控，使得其相對(duì)于三代機(jī)具有無(wú)與倫比的優(yōu)越性，從近距空戰(zhàn)的角度而言，面對(duì)F-22三代機(jī)沒(méi)有任何取勝的可能，這就是四代機(jī)超機(jī)動(dòng)的威力所在。
彈倉(cāng)門開啟穿越和垂直滾轉(zhuǎn)
F-22的隱身性無(wú)疑是其最大的優(yōu)勢(shì)所在，但除了地面靜展時(shí)可以從F-22異樣的外表、光潔的表面和隱身涂層的灰暗顏色，最能展示其隱身特征的還是F-22的獨(dú)特設(shè)計(jì)——內(nèi)埋外掛，為此，表演者精心設(shè)計(jì)了彈倉(cāng)開啟關(guān)閉的穿越飛行動(dòng)作。
高度100米，速度盡可能地?。?00節(jié)），為了展示多個(gè)彈倉(cāng)同時(shí)開啟時(shí)飛機(jī)下表面窗口遍布奇妙場(chǎng)面，飛行員甚至考慮到了傾斜機(jī)身這樣的細(xì)節(jié)，加之地面觀察員的通報(bào)，飛機(jī)剛好穿越表演區(qū)域迅即收起所與艙口，并迅速將飛機(jī)改平坡度，加滿油門完成上仰垂直滾轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)。
F-22彈艙門開啟通場(chǎng)
垂直向上滾轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)是一個(gè)常規(guī)飛機(jī)需要大速度完成的精彩表演動(dòng)作，但F-22憑借大推力在200節(jié)的速度即向上拉起并滾轉(zhuǎn)，加之飛機(jī)剛穿越表演區(qū)，向上的滾轉(zhuǎn)依然在觀眾的視線之中，表演的效果會(huì)非常好看而驚險(xiǎn)。至于為什么要做滾轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)完全是為了表演效果，因?yàn)槿绻皇菫榱讼陆恿硪粋€(gè)方向的俯仰機(jī)動(dòng)，滾轉(zhuǎn)本身是沒(méi)有戰(zhàn)術(shù)價(jià)值的（“桶滾”并非嚴(yán)格意義上的純滾轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)，但桶滾的戰(zhàn)術(shù)意義非常重要），但在表演飛行中卻使用頻率非常高，原因是滾轉(zhuǎn)飛行的視覺(jué)效果非常好。
F-22垂直滾轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)
小速度的上仰垂直滾轉(zhuǎn)，是常規(guī)飛機(jī)難以完成的，原因是常規(guī)操控系統(tǒng)的俯仰操縱性不足以使飛機(jī)在低速迅速上仰成90度，而F-22憑借矢量推力卻可以很輕松地做到，因此，這一動(dòng)作可以說(shuō)是F-22的“看家本領(lǐng)”。
低空9G過(guò)載盤旋穿越觀禮臺(tái)
低空大過(guò)載盤旋通場(chǎng)會(huì)在比較大的速度下完成，尤其是常規(guī)飛機(jī)如果速度不夠就無(wú)法達(dá)到9G過(guò)載，而9G也是通常的飛行員生理極限。在觀禮臺(tái)上空完成9G大過(guò)載盤旋，所要達(dá)到的就是震撼的效果。
與常規(guī)飛機(jī)不同，F(xiàn)-22可以在相對(duì)較小的速度下完成9G過(guò)載機(jī)動(dòng)，原因還是它有矢量推力的支撐。但為了達(dá)到呼嘯的震撼力，飛行員依然會(huì)選擇700公里/小時(shí)左右的速度，由于F-22的大推力穿越是需要防止的是速度過(guò)大甚至超音，因?yàn)樵诘透叨瘸魰?huì)形成巨大的破壞力，這在和平時(shí)期是被各種條令法規(guī)嚴(yán)格禁止的。
9G大過(guò)載盤旋
進(jìn)入觀禮區(qū)之前飛行員要確認(rèn)速度在可控的范圍，而高度則達(dá)到了驚人的100米（這完全是出于對(duì)觀眾安全的考慮），為了達(dá)成盤旋的震撼效果，飛機(jī)從觀眾的后方穿越并突然出現(xiàn)在觀禮區(qū)，隨機(jī)迅速形成9G的過(guò)載，此時(shí)飛機(jī)在巨大推力的推動(dòng)下，以很大的速度迅速旋轉(zhuǎn)，機(jī)頭在矢量推力作用下向被什么東西牽著一般，迅速地扭轉(zhuǎn)，而軌跡也迅速變化，仿佛一瞬間F-22就完成了360度的水平機(jī)動(dòng)。與滿行程小速度盤旋不同的是，9G過(guò)載不是為了展示盤旋半徑有多小，而是展示飛機(jī)完成盤旋的速度有多快，伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)和速度的呼嘯聲，觀眾在震耳欲聾的轟鳴中看見的是F-22的華麗轉(zhuǎn)身，如此迅速、如此的桀驁不馴。
9G過(guò)載是“幾何空戰(zhàn)”、“能量機(jī)動(dòng)”的秘籍所在，在傳統(tǒng)的近距空戰(zhàn)中拼的就是飛機(jī)的過(guò)載機(jī)動(dòng)能力。而在這一傳統(tǒng)空戰(zhàn)領(lǐng)域，作為四代機(jī)的F-22，展示的是意義截然不同機(jī)動(dòng)，對(duì)F-22而言，能量不再是必不可少的機(jī)動(dòng)之源，隨著矢量推力技術(shù)的引進(jìn)，近距格斗進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代——超機(jī)動(dòng)時(shí)代。
無(wú)半徑下降轉(zhuǎn)彎（踏板轉(zhuǎn)彎）
下一個(gè)機(jī)動(dòng)從字面上翻譯叫做方向舵轉(zhuǎn)彎，這是從完成機(jī)動(dòng)的操縱角度來(lái)說(shuō)的，但這個(gè)機(jī)動(dòng)的最大特點(diǎn)是，轉(zhuǎn)彎是在幾乎機(jī)翼水平的狀態(tài)下完成的，而轉(zhuǎn)彎的半徑極小。還是先看看F-22做到了什么。
為了銜接上一個(gè)低空大過(guò)載機(jī)動(dòng)動(dòng)作，在進(jìn)入無(wú)半徑下降轉(zhuǎn)彎之前必須上升高度，利用盤旋的剩余速度加上發(fā)動(dòng)機(jī)推力的調(diào)整，飛行員拉桿使飛機(jī)再次進(jìn)入垂直上升狀態(tài)，并在足夠的高度上完成一個(gè)類似后空翻的動(dòng)作使飛機(jī)減速并進(jìn)入水平狀態(tài)，接下來(lái)就是最精彩的無(wú)半徑盤旋下降了。由于此時(shí)飛機(jī)的速度已經(jīng)非常小，為了保持飛機(jī)近似水平的狀態(tài)，必須向后拉住駕駛桿桿，此時(shí)飛機(jī)的姿態(tài)基本是水平的機(jī)翼也保持水平狀態(tài)，但由于速度減小升力降低，飛機(jī)實(shí)際上是在緩慢飄降，而此時(shí)飛行員蹬滿了舵，飛機(jī)在垂尾和發(fā)動(dòng)機(jī)噴口舵面的作用下開始水平旋轉(zhuǎn)，從而完成360度的無(wú)半徑下降盤旋。為了動(dòng)作的規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)，進(jìn)入方向是平行觀禮臺(tái)的，而完成動(dòng)作實(shí)際上要多轉(zhuǎn)一個(gè)角度，因?yàn)橥瓿蓜?dòng)作時(shí)高度不足200米，為了觀眾的安全停止旋轉(zhuǎn)的方向略朝外，從而遠(yuǎn)離觀禮臺(tái)。
相對(duì)于傳統(tǒng)飛機(jī)，F(xiàn)-22的無(wú)半徑盤旋已經(jīng)是驚世駭俗的了，但需要指出的是由于F-22的矢量推力并不是嚴(yán)格意義上的全向矢量，因此，它還不能像米格-29OVT那樣做近乎水平的無(wú)半徑盤旋，而必須帶有一定的飄降狀態(tài)，關(guān)于這一點(diǎn)將在下一節(jié)加以闡述。但F-22畢竟做到了小速度下的迅速轉(zhuǎn)向，這對(duì)于三代機(jī)而言已經(jīng)是技高一籌。
筋斗和負(fù)過(guò)載翻滾
筋斗和負(fù)過(guò)載翻滾并無(wú)什么新奇指出，只是一個(gè)銜接動(dòng)作。筋斗的迅速旋轉(zhuǎn)特性前面已經(jīng)敘述過(guò)了，而負(fù)過(guò)載翻滾其實(shí)就是頂桿完成翻滾，這在二代機(jī)、三代機(jī)也是常見動(dòng)作。
負(fù)過(guò)載翻滾時(shí)飛行員是非常受罪的
尾沖
尾沖也叫“鐘形機(jī)動(dòng)”，是較為常見的超臨界機(jī)動(dòng)。在這一機(jī)動(dòng)中利用飛機(jī)的速度拉桿使飛機(jī)進(jìn)入70度左右仰角的躍升，之后，隨著速度的減小飛機(jī)將會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入軌跡下降的運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，利用駕駛桿和腳蹬的合理操控，使飛機(jī)盡可能地保持姿態(tài)，以達(dá)到圓滿的觀賞效果，隨著下降速度的增加，飛機(jī)將在俯仰安定力矩作用下迅速下俯，從而完成鐘形機(jī)動(dòng)。對(duì)于傳統(tǒng)飛機(jī)而言要完成好尾沖需要很多的技巧，否則飛機(jī)的橫側(cè)平衡一旦失去，尾沖就會(huì)偏轉(zhuǎn)方向從而達(dá)不到觀賞效果。對(duì)于F-22而言這一切都不在話下，因?yàn)樗惺噶客屏Φ膸椭梢院芎每刂骑w機(jī)的平衡，而且，利用矢量推力還可以克服飛機(jī)的俯仰安定力矩，使飛機(jī)在鐘形機(jī)動(dòng)的后半段，保持較長(zhǎng)時(shí)間的上仰姿態(tài)，這樣的飄降尾沖與傳統(tǒng)飛機(jī)迅速下俯的狀態(tài)截然不同，飛機(jī)仿佛定在空中隨風(fēng)飄降。
F-22飄降尾沖，就好像飛機(jī)凝固在空中
尾沖是一個(gè)完全為表演而設(shè)計(jì)的動(dòng)作，實(shí)際作戰(zhàn)中沒(méi)有什么戰(zhàn)術(shù)意義，但從表演的角度而言，F(xiàn)-22的尾沖突破了安定力矩的作用，達(dá)到一種“定在空中”的效果，這對(duì)觀眾而言的確是出乎意料的。
大迎角水平回轉(zhuǎn)
大迎角操控的機(jī)動(dòng)性和安定性，是三代機(jī)足以自豪的特性，表演中低空大迎角通場(chǎng)是三代機(jī)的保留節(jié)目，但對(duì)四代機(jī)而言大迎角的水平回轉(zhuǎn)才是“驚鴻一現(xiàn)”！
你想象一下，飛機(jī)以36度的仰角水平飛行，飛機(jī)還能做什么？在噴流舵面和垂尾操控下，F(xiàn)-22可以做小半徑水平回轉(zhuǎn)。飛機(jī)仰著頭機(jī)翼幾乎沒(méi)有傾斜，飛行員蹬舵使飛機(jī)的機(jī)頭慢慢回轉(zhuǎn)。此時(shí)飛行員從座艙前方已經(jīng)看不見自己的飛行軌跡，必須通過(guò)地面觀察員通報(bào)回轉(zhuǎn)后的方向是否與觀禮臺(tái)平行，而飛機(jī)是否平飛也只能用平顯數(shù)據(jù)來(lái)判斷。常規(guī)三代機(jī)以非加力狀態(tài)進(jìn)行大迎角飛行時(shí)，已經(jīng)沒(méi)有什么剩余推力了，因此為了退出大迎角飛行通場(chǎng)要松桿讓飛機(jī)低頭增速。但作為可以完成超音速巡航的F-22，能量綽綽有余，飛行員可以直接推油門加速，為了防止速度增加過(guò)快不利于下一個(gè)動(dòng)作，甚至要稍稍拉桿使飛機(jī)再上仰5到10度。
低空大迎角平飛
大迎角水平回轉(zhuǎn)充分體現(xiàn)了四代機(jī)的戰(zhàn)術(shù)性能，在傳統(tǒng)的空戰(zhàn)理念中，失去了能量就意味著失去了空戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì)，但對(duì)于四代機(jī)而言，在失去能量的情況下依然可以完成迅捷的機(jī)動(dòng)，并且迅速補(bǔ)充能量。對(duì)于四代機(jī)而言能量機(jī)動(dòng)理論已經(jīng)過(guò)時(shí)，而超機(jī)動(dòng)的戰(zhàn)術(shù)新理念還等待著人們?nèi)ヌ剿鳌?/p>
三、F-22并非無(wú)所不能
F-22畢竟是人類第一種實(shí)現(xiàn)超機(jī)動(dòng)的現(xiàn)役飛機(jī)，其隱身性能的優(yōu)勢(shì)更是獨(dú)步天下沒(méi)有對(duì)手。在我們還無(wú)法做到更好的情況下，我不想去“揭露”所謂F-22的“缺陷”，但作為一個(gè)軍事飛行的探索者，我必須真正弄懂有什么是F-22做不到的！
從某種意義上講，任何設(shè)計(jì)師都無(wú)法設(shè)計(jì)出一款十全十美的飛機(jī)，完美總是相對(duì)的。從整合設(shè)計(jì)的角度分析，一款飛機(jī)總是試圖突出設(shè)計(jì)者所想要的性能，而對(duì)一些并不重要或技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)的性能要求，只能弱化或者放棄。
盡管在軍機(jī)技術(shù)領(lǐng)域美國(guó)人已經(jīng)遙遙領(lǐng)先，但從F-22身上我們依然看到了美國(guó)人的無(wú)奈，那就是矢量推力技術(shù)。其實(shí)，要使發(fā)動(dòng)機(jī)的噴流發(fā)生偏轉(zhuǎn)并不難，難的事如何精確而有效地控制噴流方向，并確保工作的絕對(duì)可靠性，在矢量噴口技術(shù)這一領(lǐng)域，技術(shù)的復(fù)雜程度出乎我們的想象。俄羅斯人在矢量推力方面的探索超過(guò)了20年，由于從一開始他們就選擇了轉(zhuǎn)向噴口技術(shù)，俄羅斯人一直在矢量推力技術(shù)上處于領(lǐng)先地位，而美國(guó)人從當(dāng)年的X-29開始就選擇了噴流舵面技術(shù)，這種技術(shù)的控制雖然簡(jiǎn)單，但卻無(wú)法做到全向控制。F-22為了實(shí)現(xiàn)隱身性的要求，從設(shè)計(jì)之初就確立了俯仰方向的推力轉(zhuǎn)向，而在橫側(cè)推力方面則只能有噴流舵面來(lái)控制，這樣做盡管技術(shù)上實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較容易，但與飛控系統(tǒng)的交聯(lián)就相對(duì)復(fù)雜，為了減小風(fēng)險(xiǎn)他們只能簡(jiǎn)化控制模式，在俯仰操控方面飛發(fā)完全交聯(lián)控制，而在橫側(cè)操控方面發(fā)動(dòng)機(jī)只起到輔助的作用，這就大大限制了F-22水平超機(jī)動(dòng)性能。例如，全向矢量噴口的米格-29OVT可以做小速度、甚至0速度下的無(wú)半徑和小半徑水平機(jī)動(dòng)，在復(fù)合機(jī)動(dòng)中可以任意發(fā)揮隨心所欲，而F-22只能在俯仰機(jī)動(dòng)中做到“隨控操縱”，在水平機(jī)動(dòng)中只能中規(guī)中矩，做相對(duì)比較規(guī)范的小速度小半徑機(jī)動(dòng)，任意狀態(tài)下的無(wú)半徑機(jī)動(dòng)是無(wú)法完成的。
F-22的矢量噴口是垂直俯仰運(yùn)動(dòng)的
無(wú)半徑水平機(jī)動(dòng)并非花拳繡腿，在近距格斗中水平機(jī)動(dòng)性的“隨控操縱”可以在飛機(jī)狀態(tài)變化不大的情況下，迅速實(shí)現(xiàn)機(jī)頭指向，這種敏捷性對(duì)于近距格斗具有重要的戰(zhàn)術(shù)意義，F(xiàn)-22由于在水平方向無(wú)法做到隨控機(jī)動(dòng)，其超機(jī)動(dòng)性能大大縮水，但這也是無(wú)奈的，因?yàn)?，現(xiàn)在美國(guó)人還無(wú)法做到隱身與全向機(jī)動(dòng)的融合，因此，只能局部放棄對(duì)水平機(jī)動(dòng)性的要求。
F-22在超機(jī)動(dòng)領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，是世界其他現(xiàn)役軍機(jī)無(wú)法比擬的，相對(duì)于俄羅斯人在矢量推力技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，美國(guó)人在發(fā)動(dòng)機(jī)推力和可靠性方面優(yōu)勢(shì)明顯，作為一款推重比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1的四代機(jī)，F(xiàn)-22除了實(shí)現(xiàn)超機(jī)動(dòng)外，其超音速巡航和小速度機(jī)動(dòng)性能都是獨(dú)步天下的。從F-22表演飛行的設(shè)計(jì)規(guī)劃中，我們也看到了美國(guó)人科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，這是美國(guó)空軍飛行文化的特色，這一點(diǎn)值得我們借鑒與學(xué)習(xí)。
F-22機(jī)動(dòng)性展示視頻：
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