完全不是一等级的对手，从飞行表演看歼二十和F-22的机动性能

前言：长期以来，美国空军非常推崇通过精彩纷呈的飞行表演展示战斗机的出色性能，即可激发国民的荣誉感，又可潜移默化地吓唬对手，现在，中国空军也学会了这个套路，各种先进战斗机也不停出现在各个场合，展示现役战斗机的出色性能，就算不是内行人士也可从中看出很多门道。

一：什么是飞行表演

2005年F-22战斗机服役后，立即成为美国空军的最佳代言人，马不停蹄地飞赴各地频繁地参加公开表演，最初表演只有3~4个独特新颖的特技飞行动作，到2008年才精心编排出一套完整的10分钟飞行表演动作，从急剧升空开始，到半空悬停、急剧转弯和低速通场等“蒙戈空翻”、“蹬舵转弯”和“大迎角通场”一系列衔接流畅的机动。

每场表演中都是选择近距格斗机动作为基本机动动作，以渲染最先进战斗机独一无二的空中机动能力，把F-22战斗机的飞行控制和推力矢量演绎得淋漓尽致，全套飞行动作编排紧凑、惊险刺激，给观众无与伦比的震撼，让观众体验到惊险刺激的超机动飞行，这些表演必须通过空战司令部严格的评审，不充许有任何瑕疵，毕竟看表演的不止民众，还有各国空军精英，他们可以通过某一机动动作了解到操控技术细节和数据。

通常情况下，地面观众集中在集中在一个长152米的区域内，表演在高152米宽457米的空域内，刚好是地面观众仰望天空时的视野范围内，F-22战斗机从起动到进入起飞状态需要8分钟，进入跑道后现场音乐响起，2分钟后飞行员开始将油门杆推到80%，5~10秒钟后放开刹车，将发动机推到加力状态，F-22战斗机滑行8秒钟之后就收起起落架，开始不断加速进入到表演空域的中央进行持续10分钟的飞行表演，整个表演需要消耗2800升燃料。

二：F-22战斗机的飞行表演

飞行表演首先展示的是急剧爬升，一开场就展示强劲的推力和垂直机动性能，凭借F119发动机1：1.3的推重比，滑行10秒钟后就能拉起机头以垂直状态急剧爬升，传统战斗机是先以亚音速曲线爬升到对流层顶再加速到超音速进行爬升，F-22战斗机直接从跑道上拉起，一秒钟就上升到304米，如果和三代机同时以463公里/时速度开始加速，三代机以全加力状态可和F-22战斗机并驾齐驱10秒钟，20秒钟后双方就拉开了100公里距离，三代机竭尽全力也无法追赶了。

爬升表演高度之后，F-22战斗机借助推力矢量做一个最小半径的筋斗，到达这个高度之后就借助于推力矢量做一个最小半径的筋斗，也叫“蒙戈空翻”，此时不会丧失高度，但空翻之后动能已经到项，速度相当的低，通过顶点后机头向下俯冲加速，才能进行下一个滚转动作，这个动作根据当时的风向选择不同的方向以方便退出滚转远离观众，从左至右就滚转405°，从右至左就滚转225”，这套简单的动作充分展示了F-22的俯仰操控能力，在实战被咬尾后一个拉升倒转就瞬间逆转攻防。

接下来收油门杆，退出加力，在一个右转弯过程中逐渐将飞行高度调整到正对着表演空域的表演线，在152米高度时开全加力，以740~833公里/时速飞抵表演空域向右滚转，然后以8.5g过载表演360°最小半径水平转弯，超音速盘旋能力是F-22的设计重点之一，在M1.7时稳定盘旋过载可达6.5g，如此之大的超音速盘旋过载是一个相当惊人的进步，三代机受迎角和机动力限制，每秒只能盘旋25度，F-22在这个盘旋中迎角想多大就多大，能进行无半径的水平转弯。

盘旋会逐渐丧失空速，到最后阶段只剩下555公里/小时，这时飞行员快速将机头拉起到90°，通过增加发动机推力使飞机保持垂直向上状态，像一块木板那样飘在空中，保持4~5秒后将驾驶杆迅速推到最前面，恢复到水平状态，进入失速后向左转弯，当机头逐渐抬起时就减小了迎角冲出“J”转弯，J型转弯是F-22的看家动作，这个机动有点像“眼镜蛇机动"，这个战术机动主要用于诱使尾随敌机冲前，迅速变为迎头攻击态势，化被动为主动，三代机大迎角飞行时已经没有什么剩余推力了，F22失去能量依然可以迅捷补充能量，直接推油加速。

“眼镜蛇”机动是在水平面内机头上仰到110°，急剧减速到0空速之后迫使对手冲前，由于不是全程可控，只要对手有足够的能量向上机动，苏-27没有能量了，等重新恢复到水平状态加速，对手早跑了，因此没什么实战价值，F-22全程都是可控上仰与下俯的，上仰达到140°迎角，在垂直爬升0空速状态下甚至可以自动恢复正飞状态，不会突然失控，在失速状态下快速盘旋180°，从转弯进入滚转，最大速度达到463公里/小时。

通常在达到60°~70°时俯仰角时腹部与飞行轨迹保持一定角度，产生足够的阻力，这时过载达到3~4g，速度瞬时减慢333公里/小时，然后在大迎角下机头向下旋转，低头速率最快达到过近200°1秒，使得近距空战具有无与伦比的优越性，唯一遗憾的是推力矢量只能俯仰，航向仍然依赖舵面，只能做中规中矩的小速度小半径机动，无法完成任意状态下的无半径机动，机动性能大大缩水。

接下来做一个横滚后减速左转弯，速度减到370公里/小时，在表演空域中央打开武器舱门，飞过表演空域后立即关闭，然后开始加力爬升到152米高度，当副翼恢复到水平状态时拉动机头上仰，将迎角保持在60°~70°，从观众后面飞入表演空域，以0.9马赫在91米低空稳定通场，然后加速到0.94马赫转弯，以低沉的轰鸣声给观众感受飞机掠过地面时所带来的震撼，通场后改平飞出，接着以466米/秒垂直爬升，全加力加速到616/秒时把飞机到90°立即左滚，翻了一个筋斗机头就垂直向下。

在机头逐渐恢复到水平状态时开始360°转弯，进入失速状态，F-22战斗机同时在下坠和转弯，但只要飞行员放开方向舵脚蹬并向前压驾驶杆，F-22战斗机就飞出螺旋，改平后正好飞抵表演空域右侧，飞行员开始全加力爬升进入垂直状态，到达预期的高度后将驾驶杆拉到最后，战斗机就围绕重心旋转爬升，在筋斗顶点，亦即速度最低点，用推力矢量增大攻角自转，将360°的敌机都锁定在其范围内。

完成整个筋斗后进入中等迎角的过载横滚，左转弯到表演空域上方300米高度，将机头拉到75°迎角，接着就可以操纵方向舵脚蹬、驾驶杆和油门杆精确地把飞机保持在空中。速度从100公里/时逐渐降低到零，从地面上看飞机仿佛定在空中，水平尾翼在轻微上下摆动以保持稳定飞行。接着开始下坠，达到限定的高度和速度后下压机头，快速改出，这个尾冲机动动作是F-22的独门绝招，大多数战斗机.进入尾冲都可能失去横侧平衡而失控，有推力矢量的F-22可在整个过程中完全控制飞机，克服飞机的俯仰安定力矩。

不过这个动作没有什么实战意义，尾冲之后30秒内减速到非常慢的速度通场，通场后全加力从观众的后方穿出观礼区，在原有36°迎角状态下反复将机头拉起5°~10°避免加速过快，在爬升到8000米高度时一个横滚动作确保能够转弯，接着翻转机腹朝上，然后向下俯冲，当机身再次与地面平行的时候结束机动爬升，这个破S机动在机炮格斗时这是个极佳的脱离机动，但高度不够8000米的话还没等转过一半就会撞地，爬升到合适的位置翻转90°飞到观众上方让观众看到F-22的背部，1~2秒钟后翻转180°通场，然后着陆。

三：歼-20的飞行表演

F-22这套完整的飞行表演将动力、加速和推力矢量表现得淋漓尽致，相比之下初岀茅芦的歼-20飞行表演非常简单，飞行表演显得略为保守，只是表演了加速爬升，稳定盘旋和小半径转向，和常见的三代机表演差不多，但这个机头直径超过1米，机身总长20米，机翼面积接近70平米的重型战斗机有着巨大的迎风面积，要是三代机会飞得慢、滚转慢、掉空速，而歼-20机头指向准确快捷，飞行编队动作协调，爬升快，滚转快，稳定盘旋和小半径转向非常利索。

而且最初出场表演的歼20的AL31改进型发动机推重比只有8，比F-22还差33千牛，但已经可以看出飞控系统非常精确可靠，2019年珠海航展的歼-20飞行表演以双机、多机空战状态进行，参加表演的歼-20是2015-2016年生产的，装一台AL31改进型和一台太行改发动机，表演放弃了华而不实的表演动作，包括大迎角爬升，超低空通场，爬升接半滚倒转，小半径盘旋等。

通常先在超低空通场到跑道头处以60°的迎角拉起，接一个半滚倒转，机头转向速度达每秒60°度，3秒内就改变机头指向180°，在完成这个极为惊人的动作时，飞机速度没有任何变化，高度反而在快速增加，这个动作F-22也表演过这个动作，机头指向能力同样可以达到3秒内改变180度，但完成后能量损失较大，飞机速度明显下降，高度增加也较慢，歼20表演同时开闭主、侧弹仓时的速度、高度也没有变化，F-22表演中同时开闭主侧弹仓高度和速度会明显的下降。

歼-20表演开闭主侧弹仓完后，在观众聚集的跑道头处连续进行三次小半径稳定盘旋，，速度是0.35M，过载近9.5g，盘旋半径逐次减小，第三次盘旋半径小于150米，稳定盘旋角速度每秒45-60°，3-4秒内即可完成180°盘旋，而且速度、高度没有变化，这对瞬时盘旋角速度勉强达30度左右的三代战斗机来说是不可能完成的，地面观众连眼球都无需转动就能看到整个动作，这个动作F-22借助推力矢量也可以完成，但高度和速度会有明显的损失。

做完表演离场的歼-20在100多米高度超低空通场后，拉大迎角到70度以上，从超低空拉起到4000米仅用6-8秒，平均爬升率仍超过500米/秒，这时机翼已经无法产生足够的升力，靠各气动面拉出的高速脱体涡增升，整个飞机上表面都是各气动面拉出的涡流，相比之下，常规布局的F-22飞机升阻比不够高，升力系数只有1.7，比歼-20的2.2明显要小，只靠发动机蛮推，一秒只能爬升304米，考察到发动机推力余量最大也只达到400米/秒，差距非常明显。

2022的珠海航展4架歼-20还表演了四机钻石队形编队盘旋，双机大速度迎头交叉，单机两次半滚转、水平翻转、斜下降急转等动作，2023年的长春航展还展示了一套非常强悍的过失速急转大仰角穿云机动动作，这个动作很像活塞战斗机时代摆脱敌机的殷麦曼桶滚，但喷气机极易失速而失去升力，F22只能从上到下，歼20在0.6M-0.8M的亚音速条件下反向向上，做完动作后还没有掉高度，还能迅速改出，这是歼-20的独门绝招，展示岀极其优秀的动力和瞬间盘旋能力。

四：鸭式布局VS常规布局

飞行性能的优劣取决于气动设计，气动特性好能弥补发动机差一点的缺陷，歼-20的气动设计要求极为苛刻，不仅要满足高机动、隐身性和超音速巡航的相互矛盾技术要求，还兼顾到了发动机性能不足的情况，歼-20采用的菱形机头、长间距耦合鸭式布局、边条翼、上切角三角翼和全动V形垂尾和DSI进气道是歼-10战斗机气动理论的发展，而美国对先进鸭式布局却因为错过了大幅度放宽静稳定度加全动鸭翼的浪潮而心有余而力不足。

歼-20鸭翼在机翼前方，不受机翼后部湍流影响，抬头时向上偏转产生正升力，操纵效率高，大面积的后机身边条在大迎角时提供一定俯仰稳定性和低头力矩，外倾双腹鳍位置较低，不易受机翼紊流影响，也能提供一定横侧稳定性和低头力矩，全动外倾双垂尾位置较高，也不易受机翼后湍流影响，也可起平尾的部分作用，气动设计兼有常规布局和鸭式布局优点，可稳定可控的完成过失速机动，飞行性能优于采用推力矢量作为直接控制力的F-22。

F-22的推力矢量瞬时机动性有一定优势，因其升阻特性不够高，大机动后会损失高度和速度，歼20如果也采用矢量喷管和涡扇15发动机，F-22就变得非常平庸了，20世纪80年代，在苏-27与米格-29战斗机相继问世，欧美纷纷研制高机动性制空战斗机抗衡，美国凭强大的技术实力和财政实力推出彻底打破既有空战模式的F-22隐形战斗机，但先人一步的问题是未能等到美国鸭式布局的成熟，只能以强悍发动机弥补气动布局缺憾设计。

欧洲国家财力有限，只能选择通过气动布局设计有限赶超苏-27与米格-29战斗机，因此都采用了鸭翼布局，“阵风”采用近耦合高升式鸭翼布局，超音速升阻比不好，但亚音速升力系数较为出色，“台风”采用高速式鸭翼布局，前置鸭翼远离重心，俯仰控制权限优秀，依靠较大的推重比和机身两侧安装的固定涡流发生器保证亚音速，机动时不存在常规布局负升力压尾造成的推力损失，超音速配平阻力小，高速机敏性好，升阻比优于F-15、苏-27战斗机。

2012年6月中旬，美军在阿拉斯加艾尔森空军基地举行“红旗军演”，参加演习的国家还有德国，美国，日本、澳大利亚以及波兰等国的100架飞机，其中有150名德国空军人员和8架“台风”战斗机，在为期两周的模拟空战中，“台风”战斗机共和F-22战斗机进行了8次模拟近距格斗对抗，F-22战斗机凭借其速度以及先进的雷达在视距外可绝杀“台风"战斗机，但在速度较慢的近距离格斗环境中，“台风"战斗机占尽了优势，体态庞大沉重的F-22竟然全被击落。

德国飞行员马克·格伦少校认为“台风"战斗机和F-22战斗机势均力敌，只要进入了近距混战，“台风"战斗机就不需要恐惧F-22，“台风”战斗机拥有性能优异的IRIS-T近距空空导弹，正面180度都是杀伤范围，而F-22只有前方很狭小的扇面是杀伤范围，“台风”飞行员只要操纵飞机机动到能够看到F-22的位置，即使相对呈90度的位置也可锁定并发射导弹击落F-22，只有简单鸭翼的“台风”战斗机都可以近距格斗中完胜F-22，那拥有复杂鸭翼的歼20就更不用说了。

另外，F-22在高机动中还有个至今还没解决的问题，2010年11月16日，美国空军第3战斗机联队第525中队的两架F-22战斗机在阿拉斯加州埃尔门多夫一理查德森联合基地起飞，执行常规夜间训练任务，19时40分，尾号06-4125的F-22战斗机失去了联系，直到上午10时15分才在安克雷奇市以北160千米处发现残骸，事故调查报告认定坠毁前一分钟，也就是19时42分37秒空气循环系统压力快速下降，导致氧气供应停止。

飞行员哈尼感到呼吸困难，长达39秒钟的时间内，哈尼只顾着手忙脚乱地恢复氧气供应，忽视了操纵，飞机在滚转了240°后，以53°向下姿态俯冲，19时42分24秒，神志不清的哈尼突然意识到问题，尝试恢复到正确状态，但3秒钟后就直接撞向地面，报告认为F-22战斗机从可控飞行状态俯冲到危险高度，而且在长时间内没有采取纠正，说明飞行员已经处于缺氧状态，导致无意识空间迷失方向，而且这不是孤立事件，自2011年起，F-22战斗机陆续出现了缺氧症状。

2011年5月，在接连发生了5起飞行员缺氧事件后，为了确保飞行安全，美国空军空战司令部全面停飞F-22战斗机近5个月，但仍然未能彻底解决这一问题，近年在飞行训练时也经常感到头晕目眩，军却一直未能查明导致缺氧的具体原因，导致一部分飞行员感到惶恐不安，不愿驾驶F-22战斗机，请求转到其他岗位，美国空军一度的决定，F-22战斗机不执行航程较远的飞行任务，只在跑道附近飞行，以确保飞行员在出现了缺氧症状情况下能够紧急着陆。

五：结语

根据美国空军历次空战演习数据统计，F-22战斗机虽有超视距空战能力，但就算对手是米格-29战斗机，F-22战斗机也不可能在大规模空战中全部击落所有对手，歼20和F-22都有良好的隐身性能，如果双方都无法远距发现对方，近距格斗将不可避免，最终胜负将取决于战斗机的机动性。