美國五代機都沒腹鰭，殲20就一定得裝？真是水平不行？

在殲10和殲20——特別是後者身上，腹鰭存在的必要性都經常被人質疑和詬病，進而形成這樣的疑問：難道中國的戰鬥機缺了腹鰭就不行嗎？

一：中國戰鬥機大量採用的腹鰭，到底有什麼優勢？

圖：飛鏢

飛機的腹鰭起到的功效，實際上和垂直尾翼一樣——它們就像是飛鏢的尾翼，能夠使飛機在高速飛行或者高機動飛行的大迎角（機頭高高翹起）姿態下，保持穩定可控的飛行，而不至於陷入失控後在天空中亂滾，墜毀甚至空中解體。

相對於垂直尾翼來說，腹鰭的優勢是它在飛機肚子下面；在高機動飛行的時候，不像垂尾一樣處於被前機身遮擋的背風區域內，會被亂流和漩渦影響而導致效率急劇降低。如果不考慮對起降的影響和對地面探測雷達的隱身，飛機設計師實際上非常願意將垂直尾翼設計在飛機肚子下面。

圖：捕食者無人機

圖：F16的腹鰭

總的來說，腹鰭是一種低成本、高效率的穩定設計，在垂尾面積不夠（或不能再做大）、效率不足情況下能提供極大的幫助，在東西方的二、三代機中都非常常見。

這是一個非常基礎的氣動設計，本身無所謂先進或者落後，要看怎麼用，用在哪，用的好不好。

二：殲10起降腹鰭擦地事故多發，為什麼不能擺脫腹鰭？

飛機設計總體上要遵循奧卡姆剃刀原則，腹鰭的存在，加大了氣動面數量，本身必然會導致阻力、重量和雷達信號反射面積的增加。

圖：超聲速下，各個部件的激波會相互干擾，形成干擾阻力

特別是和加大垂尾面積相比，腹鰭會在跨超聲速區域飛行時，多出它與機身、平尾等附近構件之間形成的干擾阻力。

殲10是中國第一種應用渦流增升的高機動先進戰機，在高機動飛行中，鴨翼會撕裂迎面的氣流，拖出兩個非常強烈的漩渦經過飛機的上表面，極大的增強飛機的升力。

圖：鴨式布局渦流

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圖：JAS39俯仰方向上出現失控的結果

而在三代鴨式布局戰機中，渦流增升最大的問題除了俯仰方向極其難以控制以外；還在於它的渦流強度和範圍太大，會嚴重干擾垂尾的方向穩定和控制能力，導致高機動飛行中的失控。而在80-90年代初期，國內對於這樣複雜棘手的問題沒有很好的分析和解決能力。

圖：陣風用前機身側面的整流結構提高進氣效率和可靠性，並使得鴨翼位置更靠外；從進氣道到機翼之間，又布設一個小邊條，調整機翼渦流的起始位置和走向。非常巧妙的兩個措施，以極小的代價就大幅度提升了性能，而且極大減輕了對垂尾的干擾。達索的飛機，真是每一個設計細節都值得反覆回味和認真揣摩學習。

因此殲10雖然總體技術應用極其激進，但是在具體的設計中也有異常保守的一面——它的垂尾面積特別巨大，而且還加裝一對腹鰭；就是要以更高的結構重量和高速阻力為代價，保證高機動時的飛行安全。

圖：「反正又不用老子修飛機！」

而起降擦地事故多，這個確實不在早期設計的意料之內。一方面由於起落架布局限制，殲10在加裝腹鰭以後的離去角度受限；另一方面殲10操縱起來靈敏聽話，自身短距起降能力又非常出色；不少飛行員喜歡提前猛拉機頭完成急劇起飛爬升和接地減速。開倒是開得爽了，然而浪著浪著就經常擦了屁股——用地勤的話說就是，反正不用他們自己修飛機。

圖：FC-1為了省錢，飛控都像蘇27一樣，只有半截是電傳，另一半是機械的

而至於FC-1又是另一個取向：這是個廉價機種，極度強調控制設計和製造成本——也就是最少的錢達到預定設計指標，不會花過多精力去挖掘細節性能，用腹鰭就純粹是圖個方便省事保險了。

三：殲20為什麼仍然要加裝腹鰭？

圖：殲20

通過殲10和FC-1的研製經歷，611所完全掌握了複雜渦流的氣動設計技術；這才有了人類有史以來，渦流增升設計最複雜的機型殲20——而在這個飛機上，611隻用了兩個面積遠小於傳統垂尾的全動垂尾，就滿足了高速和高機動的控制要求，和殲10相比，設計能力真是不用脫胎換骨不足以形容。

圖：殲20腹鰭用於遮蔽發動機噴管

殲20依然保留腹鰭的主要原因，已經不是保證飛機穩定，是要從側向擋住射向尾噴管的雷達波；用較小的正面和下方反射信號強度增加，阻力和重量加大為代價，避免側向尾部上出現巨大的信號反射特徵而使整體隱身設計完全失效。

如果殲20有F22那樣的兩元噴口，能夠將發動機噴管輪廓完全掩蔽在尾撐範圍內，則完全可以不需要腹鰭——當然可能要略微加大垂尾面積作為補償。

圖：F22發動機的兩元噴口被完全掩蔽在尾撐結構範圍內

如果未來渦扇15能夠給力的裝上與F22同等性能的兩元噴口，那麼殲20不僅能獲得後向的雷達和紅外隱身能力，更好的超聲速飛行性能；而且由於可以取消腹鰭，側向隱身性能還能得到進一步的提升。

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