四代機為什麼狂，為什麼傲嬌，ATF爭出了個啥？

YF 22和YF23的競爭對全球航空界都是一個偉大的行動，美國的從未有過的開放姿態和對技術的緘口不言讓ATF（先進戰術戰鬥機的英文縮寫）競爭變得像欲拒還迎，看似伸手可及卻又永遠摸不著的性感女郎，全世界無數的飛機痴漢們孜孜不倦的研究它們，企圖挖掘出那些美國嚴格保密的技術，黑幕掩蓋的地下交易。。。。。。

不得不說美國在航空技術上的領先是具有跨時代特性的，ATF競爭的技術細節被嚴格保密，外界只能從隻言片語的零星信息中去做一個永遠不能完成的拼圖，不管是歐洲還是俄羅斯，中國，甚至像日本，韓國，都利用收集的數據企圖精確建模，在電腦模擬的CFD和風洞中去探索ATF的奧秘，YF22和YF23的競爭，到F22的EMD到最後的服役，甚至還有F 22多次航空展的表演，在ATF亮相20年以後，終於能比較正確，全面地評價它們了。

美國50年航空海量投資之結晶ATF之YF22，看著寬厚老實的胖子，長相中規中矩

ATF之YF23，外表陰狠毒辣，外號還叫2代黑寡婦，很不吉祥

ATF競爭和後續的發展，給第四代戰鬥機奠定了一系列的設計基礎和入門的門檻。

首先是隱身性第一的原則

ATF戰鬥機設計的難，首推要在機動靈活的戰鬥機上實現低可探測技術，90年代以前，美國雖然有了兩種成功的隱身飛機（F117攻擊機和B2隱身轟炸機），但是隱身技術還處於第一代向第二代過度的時期，對飛機隱身設計上仍然是探索大於經驗，實驗代替經驗的階段，ATF要求的隱身性並沒有給出具體的指標，但是它認為要讓發射後不管的中距空空導彈順利的完成攻擊工作這個過程。

以當時實驗的條件，如果對AIM120不加中繼修正，真正發射後不管，發射距離大約在25-50KM左右，也就是說飛機在當代的雷達探測下至少需要接近到對方25KM都不被發現。

AIM120中距空對空主動雷達導彈，美國空軍的主力殺手鐧，戰績遠超響尾蛇，標誌著近距空戰慢慢褪色

這是一個極高的要求，以蘇27的N001雷達的探測距離為例，傳統的美國戰鬥機F16這樣RCS約5平米的目標大約探測距離100KM，建立跟蹤大約60KM，當飛機RCS縮小到0.05平米，可以讓蘇27雷達探測距離縮短到30Km左右，跟蹤距離小於25KM，因此，ATF希望飛機RCS在不依靠主動設備的情況下做到0.01平米以下，在有主動設備即電子干擾支援的情況下小於0.001平米，這就是著名的-20db和-30db原則，這個設計準則最後成為各國對四代飛機隱身特性判斷的基礎。

F22：做不到0.01的都是螻蟻，毛熊蘇57才到0.5就拍胸脯高呼隱身，哼，懶得理你了

此外，ATF還要求了紅外輻射的低可探測性，由於ATF要求了超音速巡航，但是並不希望超音速巡航的飛機象以前那樣有外表高溫部件，也不希望噴流溫度比亞音速飛機高很多，讓越來越流行的紅外廣域探測系統很遠就能看見，紅外的低可探測指標更不好量化，但ATF還是有一些指標，飛機無1~3微米高溫外表面，也就是說飛機尾噴口溫度必須小於900度，噴流溫度比三代機下降200度。

F22菊花很紅，推力爆表，但是噴流溫度不是太高，冷酷保持低調才是生存之道，火熱高調自尋煩惱

現在傳統的IRST，比如F14的，蘇27的，都採用1~3微米敏感的元器件掃描，對開加力的發動機噴流，高溫尾噴口特別敏感，F14那套東西能在180Km以外發現開加力的米格21，220KM距離上發現4發的波音707，但是如果當看不見這些灼熱部位時，比如正面，不開加力，探測距離迅速下降到30KM以內。

蘇27飛機上全套150公斤的大傢伙，對F22這種低調冷酷的酷哥，幾乎瞎眼無視

低可探測的要求對氣動形成巨大影響，幾乎是顛覆了飛機的氣動設計基本原則，反射的波束主瓣方向控制，繞射的方向和能量控制，紅外的屏蔽與發散，等等，氣動首先要讓位於這些原則，然後在這些原則的組織下再度進行組合和研究，這是兩個學科的融合。

F22：雷達看不見我，你以為紅外就能輕鬆看見？誰說推力大，紅外就不隱身滴？

第二個大的技術趨勢是超音速巡航要求帶來的，不管是不是要開加力，超音速巡航要求飛機的飛機應以不低於馬赫1.4的速度飛行30分鐘以上。

為了實現這個目標，航空工業界統一的認識是讓飛機的超音速升阻比達到5以上，這是個不小的挑戰，美國二代機超音速阻力最小的F104超音速升阻比也才3.8，唯一能不開加力超音速的F106超音速升阻比只有3.6左右。

三代機因為強調亞音速升阻比，這個指標大多都低於3.5，只有F14稍微高一點。超音速升阻比高這個要求直接限制了傳統的氣動布局，YF22，F22採用一個半混合的常規布局，最後為了滿足要求都要大幅度削減內載油，YF23更是直接用了無尾布局。四代機超巡難最主要的還是因為隱身的原因彈艙必須內置，這讓機體截面積增大了很大一部分，不僅需要提升原來的部件的設計，還必須消化內彈艙帶來的額外阻力。

沒彈倉不隱身，有彈倉就肥重貴，不能外掛要多裝油，更是肥，有了彈倉和苗條白白了

超巡的要求還和發動機的能力有關，美國發動機水平高，推力大，氣動上可以適度做點讓步，讓飛機可以兼顧亞音速機動性等性能，但是美國以外的國家就雪上加霜了，發動機的限制比氣動布局技術上的限制還大，F22使用16噸推力的F119性能多麼神奇，同樣的布局，重量，你換成如今J20使用的13噸的AL31，你看看神奇會不會一下就變成神經。

攤上爛發動機，和糟糕導彈帶來的超大尺寸導彈艙拖累，還必須高性能，殲20採用了高風險布局，總師很難

第三，機動性。這個機動性最主要指亞音速機動性，次要一點指跨音速和超音速機動性。

YF22到F22，整個過程機翼減小後掠角，增加翼面積，這說明什麼？一方面說明飛機一定增重非常厲害，另一方面說明，YF22所體現出的亞音速機動性還沒能滿足要求。

超音速巡航和隱身的要求和高機動是矛盾最為劇烈的，為了高機動性，YF22設計了雙渦系的體系，機頭和機翼分別是獨立的渦升力載體，雙渦系在迎角逐漸變大的過程中無擾動的相互吸引，合併成一個作用於整個飛機的大渦系；

F22戰鬥機機頭棱邊，機翼邊條兩大渦系組合，在機翼的內側融合，大大提高大迎角升力，

而YF23則細長前機身帶來兩側細長的邊條，結合巨大的升力體機身和翼面，從表面上看，受到超音速設計優化的影響，ATF沒有用多少超越三代機的渦升力技術，甚至於YF22和YF23還很大程度上削弱了邊條的設計，不再追求高的渦升力，飛機的機動性不管是22，還是23都靠巨大的翼面積提供超低的翼載荷實現，這是四代機一個很明顯的特徵。

YF23機翼面積超常的大，這也是四代機的共同特徵，殲20和不隱身的半吊子蘇57也不例外

由於超低的翼載荷，所有的四代機都有超乎尋常的盤旋能力，瞬時盤旋都超過32度/秒以上，縮小的邊條和刻意減小的邊條渦流效應更多的是為四代機的飛行控制讓出裕度，四代機盤旋角速度快還不算可怕，但是在快速盤旋掉頭的時候還能進行滾轉，這就非常可怕了，它就是四代機所強調的超級機動的內容，很多人一度認為超級機動是指過失速機動。

F22航展時候表現出了遠超三代機的機動性，尤其是快速機頭指向能力

實際上，整個ATF並不強調是否要具有過失速機動能力，反而要求在三代機超強的循跡機動能力的基礎上增加快速靈活穩定的機頭指向能力，盤旋是一個多種姿態的組合，大坡度，中等迎角，高G載荷，這個時候滾轉可以一下就讓飛機姿態出現劇烈變化，類似的機動還有更多的要求，這些要求都是針對第三代戰鬥機的運動能力所提出的增益，這種增益都是為了協助新一代近距空空導彈瞄準和射擊使用。

五代空空導彈射擊包線圖，四代可以基本做到全半球通殺，下一代幾乎可以全向射擊，無所不在

第四先進的主動控制

第三代戰鬥機開始採用電傳飛控，可以針對氣動上一些不穩定，非線性的控制規律區域進行衰減，主動增強穩定性。ATF並未要求飛行控制方面，但是各家飛機公司不約而同的應用了更先進的綜合主動控制系統。

不管是YF22還是YF23，飛機都是靜不安定的，為了讓飛機更靈活，飛機的靜穩定度被放寬到到根弦的-3到-6%。而22，23兩種飛機的氣動布局都採用了混合布局，飛機控制面必須綜合控制動作，比如YF22，飛機要抬頭，飛行員拉杆，三代機應該是平尾動作，往下偏，但是YF22卻不一定會這樣，它可能是襟翼往上偏一偏，平尾不動；YF23同樣也是如此，他的V尾同時承擔平尾和垂尾的功能，俯仰操作時，襟翼在較小迎角下是主要許可權，V尾不動，當需要突然的高速率的俯仰或者超過某個迎角值以後，V尾才參與。

F22飛行經常看到有襟翼動，平尾不動的時候，飛控精心考慮了小機動時候的隱身問題

綜合的電傳控制系統完全將舵面動作和飛行員動作脫開，這意味著飛機有可能實現舵面傷損安全，當某一個舵面受到損傷以後，飛控根據作動器反饋和6軸加速計自動向其他舵面發出補償指令，仍然能維持飛機具有相當的飛行和控制能力，不會讓飛機立刻陷入墜機的危險。

F22採用了多重操縱面設計，飛控系統有多種舵面操縱模式和故障模式，某幾個失效，飛機仍然可操縱

其實如果最精簡的總結，ATF是低載育狂魔，大力有奇蹟。

F22：哼，江湖我最帥，實力我超強，你們全螻蟻，不服過來戰！

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