这是昨天回复的别人的信息:

先别急着骂,相信你看完这篇文章能受益匪浅。
很多很多年前有人问W君谁是气动设计最好的战斗机,W君会给他说是印度的“光辉”,今天如果有人问相同的问题,W君的答案依旧不变——这是一架空气动力学教科书式的艺术品。更牛逼的是这玩意竟然能飞起来!
这里面有一个很多军迷不被指点的话一辈子都跨不过去的一个大坎——如何站在专业的角度去看一个武器系统的设计。
如果单从空气动力学来讲“光辉”战斗机的设计是无可挑剔的,就这个设计而言你可以用你能想到的所有赞美之词来形容这架战斗机。
不信?咱们简单的一项项拆开来讲: 首先是面积率的精准运用。
战斗机的设计并不是为了好看存在的,其中有很多经验设计,甚至被总结成了空气动力学的定律。这里面最重要的一条就是“面积律”。
所谓的面积律(area rule)又叫“惠特科姆面积法”。是指在设计飞机的过程中,对飞机的气动外形进行修正的一种方法。
当一架飞机在跨音速飞行的时候(马赫0.8-1.2),由于飞机是一个在空气中高速运动的刚体,气流在飞机上沿着飞机表面被向着不同方向推开。

一个反直觉的事情就出现了,即便飞机接近音速但不超过音速的时候,飞机推动的局部气流可以被飞机加速到音速。
在这些超音速流动区域形成的激波会导致阻力突然增加,称为波阻。为了减少激波的数量和强度,飞机的气动外形应尽可能使横截面积从前到后平滑过渡——面积律。
很多人不理解这句话的概念,飞机的横截面积不就是平滑过渡的吗?其实不然!如果是一枚火箭这件事成立,但飞机有机翼,机翼的横截面积也需要被算进去。

也就是说如果机身只有部分只有机身那么可以在这个部分计算机身横截面积,但如果这段机身有机翼,那么也得计算机翼的横截面积(图上蓝色部分)。
正是因为要把机翼也纳入截面积计算,绝大多数飞机在机翼根部位置,都会天然出现一个“截面积突变区”。如果设计人员不刻意去修正这部分几何形态,那么一道跨音激波,几乎是注定要在这里形成。
真正完全运用面积律修正的飞机是什么样子呢?这玩意看起来会让你觉得很奇怪!
例如二战末期德国的容克-287轰炸机:

这个图你别看反了,粗大的机头,机头边缘放置了两台喷气式发动机和两台助推火箭,前掠翼,在主翼下方又各自放了一个喷气式发动机以及各自的助推火箭,不仅如此,这架飞机还采用了固定式起落架,而且似乎多此一举的把起落架的外缘做成了臃肿的形态。
现在军迷看惯了F-16、Su-27,乍一看容克287是不是有一种掀桌的冲动?这是什么破飞机???但你得知道,这架破飞机恰恰是当时材料、发动机推力、结构设计和空气动力学的最优解。
如果你看原始设计图纸,你会发现工程师的思路就是围绕着面积律对这架飞机进行的优化。甚至不惜把两台巨大的喷气式发动机肥仔机头上,也能解释这架飞机为什么被设计成了前掠翼形态。

毕竟,如果你从截面积上来看,这架犬牙参差样子草率的轰炸机的变化曲线却又惊人的平滑。
当然,为了满足面积律修正的设计当年的德国有各自奇葩的设计案例:

有的硬生生直接在飞机上切掉一块,形成喷气式发动机的进气道。
有的干脆躺平,在现在看还颇具现代设计的风格:

为什么提了几架德国飞机?惠特科姆面积法嘛,惠特科姆本身就是德国人,之所以说是NASA工程师,是因为二战结束后回形针计划的结果所致。
在现代战斗机的设计中往往还会做面积律的修正,而且在面积律上还推出了一个2.0版本,叫做超音速面积律。这个新版本会结合前面咱们谈到的面积律(跨音速面积律)一起做为飞机设计的参考依据。
在超音速状态下,波阻不仅取决于横截面积变化是否平滑,而是取决于等效体旋转体(equivalent body of revolution)的面积分布函数及其二阶导数特性。

这样一来就很有意思了,你不仅仅要在一些位置上收缩机身,为了满足超音速飞行的时候,机身还得在适当的位置进行外放。一个很著名的例子完美的运用了面积律2.0,就是以色列版本的F-16战斗机的保形油箱。

你会看到本来应该平滑的机身上却特别突兀的又突起了一大块,在这个部分上F-16I可以说是做到了凹凸有致缩放自如。
但如果从直觉上来看这架飞机的设计,是不是又回到了二战容克287的路子上了呢?是吧?你发现了一个很讽刺的现象——在空气动力学这条路上走到尽头的飞行器,往往丑得让人怀疑设计师的人品。
现在咱们再来看“光辉”战斗机。

注意到垂尾前端的异常隆起了嘛?这是面积律2.0

注意到主机翼中段的隆起了吗?以更优雅的方式解决了机体横截面的快速膨胀

注意到发动机舱利落的收缩了吗?完美的实现了面积律的过渡。
如果你把这些特征单独拆出来看,它们都算不上“漂亮”;但当你把它们放回气动模型和波阻曲线中去看,它们却近乎“完美”。这正是“光辉”最有意思的地方:它并不是在追求造型上的美,而是在追求函数上的正确。
从这个角度说,它更像是一道被完整解出的空气动力学方程,而不仅仅是一架飞机,而是一个空气动力学的艺术品。你现在还会觉得它的设计不好吗?至少,你要想读懂现代战斗机对于面积律的运用,“光辉”战斗机就是教科书般的存在。
不仅如此,咱们再说一个名词——超临界机翼。
超临界机翼依然是和飞行性能有关。咱们用最简单的方法来讲“超临界机翼”,我们都知道飞机的机翼是一个上弓形的形状。

上方弯曲度大一些,导致空气流过机翼表面流速增快压强变小,由于机翼翼面上下的压强不同对飞机产生了托举力,这也就是我们常说的升力。到这里是普通的军迷水平,但如果是一个高阶军迷会注意到W君加黑的“流速增快”吧?当飞机接近音速飞行的时候,机翼上表面的气流流速增快回怎样?——超过声速!这层超过音速的气流会层层叠加,从机翼翼面上分离,大幅度的增加飞行阻力同时还会降低机翼的升力。
如果你乘坐飞机出行,在座舱里面仔细观察飞机的机翼,你会发现一条条小的气流波动:

这张动图很好的显示了这个扰动,你会发现机翼上的黑色线条出现了视觉上的扰动,虽然小,但是明显可见。这就是分离气流带来的空气密度急剧变化产生的空气折射率的改变。99.99%乘坐飞机的人是不会注意到这个现象的。其实我们看到的这个小扰动就是图片中红色的部分:

那么什么是“超临界机翼”(Supercritical Wing)呢?它改变了机翼下沿形状。

通过计算曲率延迟了那道红色的激波出现。这就让机翼上真正有升力的部分大面积增加,进而提高了机翼效率。

回头看“光辉”战斗机,这是一个典型的超临界机翼的运用方式:

“光辉”的复合三角翼,其翼型设计就是超临界理论的完美应用:翼根与机身的面积律修形完美耦合,翼型剖面设计精密,旨在最大限度地推迟激波形成和阻力发散,从而在跨音速和高亚音速条件下保持卓越的效率和较低的阻力。
你看,“光辉”不仅满足了面积律的苛刻要求,在机翼效率上也做到了教科书式的标准。
W君一向不吹不黑,说一个东西好,一定会给大家解释清楚哪里好,说一个东西不好,也一定会给大家说到底哪里不好。你如果能耐着性子看到这里,你就至少知道了“面积律”和“超临界机翼”两个概念,并且还会有一个“唉?‘光辉’战斗机这样一看还是不错的嘛”的想法。
这其实就是W君想说的第一层意思:很多时候,对一架飞机的“好感”,并不是来自它的真实水平,而是来自你是否能看懂了它的设计逻辑。
当你真正理解面积律、超临界机翼、跨音阻力和激波位置这些概念之后,再回头去看“光辉”,你就很难再用“丑”“怪”“低端”这些标签去评价它了。你看到的,就已经不再是外形,而是一套完整、严谨且高度自洽的空气动力学逻辑。
所以,从这个意义上说,“光辉”是一个非常好的教材。它的价值,甚至未必在于作战能力本身,而在于印度的航空设计师们把空气动力学中的很多“理想状态”,非常诚实地、非常赤裸地呈现在你面前。

那你再看歼-20,你能看到什么?鸭翼布局、八个舵面、DSI进气道……其实歼-20上每个设计从经典的空气动力学上来看都是“野路子”,并不存在于经典的教科书上。甚至一度坊间笑谈“推力不够鸭翼来凑”……
“推力不够鸭翼来凑”——这句坊间笑谈,恰恰就是W君要说的,很多军迷一辈子都跨不过去的另一道坎:如何看待设计中的“看似不完美”。
其实,印度就是我们的昨天。在说光辉之前,W君还在很久很久之前写过一篇文章《前来填坑:为什么说歼-8II的气动设计在当时无人能敌?》

在很长的一段摸索阶段,我们也严格遵循着教科书的规范做事情,毕竟这样不会错。有了看“光辉”的眼光,那么大家来看这架飞机:

没错,这张图上的飞机就是我们的歼-10C从一个最能体现这架飞机气动设计精髓的角度来看,你会发现在“光辉”上有的气动设计思路在咱们的歼-10C上也有,在“光辉”上没有的气动思路其实在歼-10C上同样不存在——两者都是“严格服从跨音清洁解的飞机”。
也是为什么你从某些角度看歼-10C,会有一种“这个东西很纯粹”的感觉。是因为:它是非常标准的气动工程思维产物。当然了,这玩意能打下印度的阵风战斗机,这一点咱们姑且不提。
那么为什么“光辉”这架气动设计如此成功的飞机反而不行呢?说句不客气的话——“小镇做题家”。“光辉”在气动这一门学科上几乎把题做满了分,但战斗机的设计从来就不是一门学科的考试,也不必要去追求满分解。
原因之一是因为设计是要服从需求的,W君是特别支持“及格万岁,多一分都是浪费”的思路的;之二,人类对空气动力学的探索和实践太少了,其实满分的答案在所有的空气动力学可能性面前和0分没太大区别。
而且更残酷的事实是——现代战斗机的气动设计的最优解,早就不是“第一优先级”了。这也是为什么在去年年底“歼-36”和“歼-50”亮相的时候W君就气动设计的问题说了一句“背典忘祖”的风凉评价的原因了。
我们来看“光辉”牺牲了什么:
为了空气动力学严格遵守面积律导致了机身空间急剧收缩,结果是什么?机内燃油不足,以至于航程受限;设备舱空间紧张,以至于雷达尺寸受限;管线通道拥挤,以至于维护难度增加;挂架位置受选型限制,以至于任务适配差……
“光辉”那些在气动曲线上“漂亮的一笔”,最后都会在工程上变成“难堪的一厘米”。优秀的战斗机不是“气流最舒服的”,而是——在气流、设备、人、弹药、油料之间找到最能打仗的那个妥协点。而“光辉”没有妥协,它更像在向老师证明:我算对了,可事情做的很SX……
那么今天倒数第二个话题——为什么“光辉”这么优秀的学生活成了人人鄙夷的样子?
说穿了,“光辉”真正的问题从来不在气动设计本身,而是在它被赋予的意义上。
印度人在一开始就把这个项目放进了一个“神话叙事”的框架里:Tejas(光辉)、Arjun(阿琼)、Vikrant(胜利者)……这些名字承担的,不是型号识别的功能,而是一种民族情绪、文化投射和自我证明。它们本该是技术完成之后、被历史验证之后的命名,却被提前使用在一个尚未成熟的工程上。结果是,武器成了口号的载体,而工程成了信念的证明工具。
当一件尚在摸索中的装备被命名为“光辉”,它立刻就失去了最珍贵的东西——失败的自由。所以这个项目坎坎坷坷的走了40多年。
从项目开始的那一刻起,设计目标就不再只是解决技术问题,而多了一层心理负担:不能错,不能改太多,不能偏离经典,不能让这个名字“失色”。于是,设计人员被迫在一个“看起来最正确、最安全、最标准”的路径上越走越深,直到整机被困死在教科书的框架里。
这也是为什么,你会看到“光辉”在气动曲线上如此漂亮,却在实际运用起来如此难堪。
这不是设计能力的问题,而是优先级的错位。简单的说就是印度人“着相了”。
一架真正成熟的战斗机,从来都不是“气流最舒服的”,而是——在气动性能、结构强度、航程需求、任务载荷、维护便利性之间找到那个最有战斗价值的平衡点。所谓“好看”的气动解,往往只是众多约束中的一个维度,而不是全部。
而“光辉”选择了极端忠于理论,却很少为现实妥协。它更像是一道对老师负责的标准答案,而不是一件对战场负责的武器。
反过来看歼-20,这一点就区别明显。
“歼-20”这三个字,本身是高度去叙事化的。它没有神话意味,没有史诗包装,没有情绪预设。它只是一个武器型号,甚至威龙、黑丝带这样的名字其实都只是网友们的爱称而已。这种极度冷静的命名方式,其实给了设计者极大的自由度——可以推翻,可以修正,可以不断试错,可以走非线性路径。
于是你看到的“鸭翼布局”“DSI进气道”“多舵面配合”,在教科书里或许不是“标准答案”,但在现实条件下,却是对隐身、升力、操控、发动机推力、气动稳定性等多重问题的综合妥协结果。
这些设计之所以被称为“野路子”,并不是因为它们不懂空气动力学,正相反——是因为它们太懂了,所以才敢跳出传统路径。
说到底,这不是聪明与否,也不是技术高低的问题,而是两种完全不同的工程哲学:
一种是:先证明“我算对了”,再去尝试“我能不能用得好”。
另一种是:先确认“我能不能赢”,再倒推“我该怎么设计”。
前者造出来的是标准答案,后者造出来的是现实武器。
从这个意义上说,“光辉”之所以活成了今天这种评价,并不是机器的问题,而是它被强行背负了一个远远超过自身能力的“理想形象”。当现实无法托起这个形象,坠落就已经是注定的结果。
那么今天最后一个问题——歼-20到底是什么?其实虽然装备了几百架,但对于我们来说,依旧是技术层面上不断探索不断发展的实验性机型。

要不然,其后继机型怎么会又完全不像歼-20了呢?
不念过往,不畏将来,自然也别站在原地居功自傲。
对于印度嘛,其实,说到底还是哲学——中国有句古话叫做“事以密成,言以泄败”。
真正的强大,往往不以语言示人。而不是拿了一张PPT就赋予了过多的意义。
杨伟总师(想象中的回复):“野路子?不,我们只是把下一版教科书,先飞到天上去了[憨笑]”
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