战斗机的机动性几条指标 (转自银翼的blog)

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对于很多刚开始喜欢航空的军迷，怎么来考察一架战斗机的机动性根本就是一件很头痛的事，我也不例外。自己可能买了很多手册、杂志，但上面提供的数据猛的一看简直是五花八门，令人眼花缭乱；但细究之下却发现真正的数据却少得可怜。再说不同的文章出于不同的立场和观点，对同样的飞机褒贬不一。因此，即使对某些老鸟来说，从客观的角度去考察一架战斗机的机动性也不是一件很容易的事。但是，说它不容易也容易，只要我们掌握了诀窍，掌握了钥匙，就可以很轻易的去了解一架战斗机的机动性能如何了。

所谓的钥匙，其实也就是机动性的几个重要的指标，只要这几个指标的数据掌握好了，那么，你心里对这架飞机的基本机动性能也就算有了个底了。下面，我们一个一个来探讨。

1.爬升率

既然大家都是军迷，也就不谈什么术语，说点最容易懂的，其实，爬升率就是体现了飞机的垂直机动性。无论是格斗还是拦截，都需要应用飞机的爬升能力，历来是战斗机最重要的机动性指标之一。但这远不是爬升率这个指标所能告诉我们的全部。爬升率有时又被称为是“能量爬升率”，它的数值和单位都和“单位重量剩余功率”（SEP）完全相同——知道了爬升率就知道了对应状态下的SEP。

这里，就出现了本文中的第一个公式，就是SEP的值的公式，就是： ，其中v是飞行速度，F是发动机可用推力，Fn是总阻力，M是飞机当时的总重量。

对SEP而言，它直接影响到飞机的盘旋能力。换句话说，就是飞机在某个状态下，还有多少能量可用于进行其它机动。举个例子，飞机现在在进行5G盘旋，同时SEP是50米/秒。这表明飞机还可以再拉更大的过载，而不会损失高度或速度一直到SEP=0，飞机将进行稳定盘旋。通常手册上给出的都是最大爬升率，意思是海平面平飞状态的爬升率，这个虽然不能用于直接评估飞机的盘旋能力，但有一定的参考价值——显然，在其它条件相同的状况下，肯定是这个值越大，盘旋能力越好。但是要说明的一点是：美国和俄罗斯计算最大爬升率的条件不同，美国是空战重量，就是机内半油加上典型格斗载荷如两枚格斗弹；俄罗斯则是正常起飞重量，所以往往给人造成一个错觉，美国战斗机的SEP值要高得多，实际上比较的时候我们要注意修正条件。

SEP对机动性的另一个影响是飞机加速性。根据一个简单的物理公式我们就可以知道，当前飞机的水平加速度为（SEP/当前速度）×g。但是常见的飞行手册上面给出最大爬升率的同时并未给出当时的速度。所以，对于飞机的加速性，最大爬升率也只具有一定的参考意义。

2.盘旋能力

和盘旋相关的性能参数包括：盘旋半径、盘旋角速度、盘旋过载。注意，通常说的盘旋过载其实是飞机的法向过载，而非真正的水平向心加速度。只要还没把高中数学忘得一干二净的人都该知道学向量的时候，曾经有过一个法向量的概念吧？大家可以去搜索一下，在这里不再多述。

通过以往的研究结果我们知道盘旋半径和速度平方成正比，同样的道理，盘旋过载也和速度平方成正比，所以最大盘旋过载一般出现在盘旋角点速度后面，在这一点上飞机既不是盘旋半径最小的时候，更不是转得最快的时候，因此我觉得一味要求很大的盘旋过载并不一定有价值。例如，两架采用同一构型的F-16，一架拉9G过载盘旋，另一架拉8G过载盘旋，各自在最佳速度（就是盘旋角速度最大），你觉得哪一架的机头指向性更高，也就是哪一架更容易咬住对方呢？你选9G？很遗憾，如果不出意外的话，你已经被另外一架击落了。因为这一构型的F-16在角点速度只能拉出8G过载，要拉9G过载，必须增大速度，因此盘旋角速度减小，盘旋半径增大。所以，仅凭盘旋过载来判断两架飞机盘旋能力的优劣是不恰当的——准确的说法是，相同速度下，可以拉更大过载的飞机容易取得优势。可惜，公开的数据里面一般都没有给出盘旋过载对应的速度。

这里在网上找到了几种飞机性能包线的示意图，大家可以看一下


3.推重比

固然，对战斗机的设计人员来说，是希望在可能的条件下获取尽可能高的推重比。不过，要想考察飞机的机动性水平，却不能仅仅凭看到的推重比就贸然的去下结论。

我们看到的推重比一般都是指发动机台架推力和飞机相应重量的比值，是最理想的情况。而在实际飞行中，随着高度、温度、速度等条件的变化，发动机推力也将产生明显的变化。例如涡扇发动机，其推力随高度下降相当明显。换句话说，飞机的实际推重比也是随着条件不断变化的。推重比只表明了问题的一个方面，而另一个方面，阻力却无法从中得知。推重比增大而机动性下降的例子不是没有，尤其以英国海军的F-4K舰载战斗机最为典型。当时英国人为了提高推重比而换装了国产的“斯贝”发动机，以期望提高飞机的机动性。但推重比是上去了，机动性却下降了。其原因，是由于斯贝的加力燃烧室和“鬼怪”的后机身外形不匹配，导致飞机底部阻力骤然增大，严重影响了飞机的机动性。

其实说来说去一句话，通常认为的“推重比大，爬升能力、加速性就好”的观点是非常笼统和不准确的。用前面的提到的SEP概念来表征这些方面更位准确妥当。当然我并不是说推重比这个参数毫无意义，只是需要结合其它数据综合起来分析。

4.翼载

飞机相应重量和机翼参考面积的比值。对于设计人员而言，这是一个令人颇为头痛的参数。因为一方面，翼载和盘旋时所需的升力系数成正比（而诱导阻力和升里系数的平方成正比），要获得良好的盘旋能力，翼载当然越小越好；而另一方面，飞机平飞速度的平方又和翼载成正比，要获得良好的高速性能，就需要大的翼载，所以当年F-104选择那么小的机翼面积不是没有道理的，两种相互矛盾的要求如何折中处理，其难度简直可以称为“艺术级”。F-15在设计时之所谓敢选择较低的翼载，是因为有了F100强劲的推力做后盾，在一定程度上保证了它的高速性能，即便如此，F-15也只能在无外挂情况下达到2.5M的冲刺速度，挂弹后最大M数被限制在1.78M左右。

尽管对于盘旋性能而言，翼载确实是越小越好，但并不是说，翼载小的飞机盘旋能力就一定优于翼载大的飞机。因为还有另一关键因素——飞机的可用升力系数。三角翼飞机，通常翼载都是比较小的，但如果可用升力系数不大，那么飞机的盘旋能力也不会好。幻影2000和米格-21，从正反两方面说明了这个问题。

要指出的是，由于计算翼载用的是机翼参考面积，其中相当大的一部分是在机身内的投影面积，那么机身能否产生升力就很重要了。采用翼身融合体设计，机身能够产生较大升力的，其实际“翼载”往往比计算翼载更低，具有更好的性能；而传统设计的本身基本上不产生升力，实际“翼载”会比计算翼载更高。

5.展弦比

机翼翼展平方与机翼面积之比。和翼载类似，高速性能和低速性能同样对展弦比有着矛盾的要求。展弦比小，高速飞行阻力也小，机翼升力系数较小，有利于飞机高速飞行，但同时飞机的诱阻也大（诱阻系数和展弦比成反比），不利于飞机机动飞行；展弦比增大则效果相反。

同样我们也不能简单地说展弦比大的设计好还是小的设计好。比如幻影2000，曾经是展弦比最小的三代机，但不仅保证了飞机高速性能，机动性能也相当不错，其瞬时盘旋能力甚至超过F-16，这就是80年代初我们更推崇幻影2000而非F-16的主要原因。说到这里实在忍不住要提一下印度的LCA，这种取代幻影2000摘取当今展弦比最小桂冠的战斗机。LCA号称机动性要求达到甚至超过幻影2000的水平，知道这意味着什么吗？这就意味着必须大幅提高升阻比和SEP，然而以如此之小的展弦比，凭借F404的推力，如果能够实现，那我真是要对印度设计人员的水平佩服得八体投地了。

写在后面的话：

本文的参数都是一些能够从公开刊物上直接获得或简单计算得到的，或者有人会说，你写了这么多，什么判断标准都没给啊，看了我也不知道哪架飞机更好！的确，我也希望能给出一个标准，拿来比一下就知道哪种飞机的机动性更好，但这是不可能的。飞机的机动性是由诸多因素综合决定的，仅凭一两个不知道条件的参数，根本无法进行判断，形象地说，飞机机动性就是一个封闭的面，而我们看到的几个数据就这个面上不知道在哪里的几个点。充其量我们只能根据这几个点了解一下机动性的水平，但却无法作出判断。

F-4F

没有 升阻比 吗 ?

是不是已经包括在上面5点里了 ?