戰鬥機進化史
第二次世界大戰即將結束之際，德國人發明了一種強大的戰爭機器——噴氣戰機，儘管它最終沒能拯救德國法西斯覆滅的命運，但人類迎來了噴氣戰機時代！
經過第二次世界大戰洗禮的美國人來到了朝鮮半島的上空，他們從第二次世界大戰的反思中，明白了空中力量對於戰爭的重要性，美國從1944年生產第一架噴氣戰機起，在戰機上的軍費投入每年以12.63%的速度增加，開始大力研發噴氣戰機！
從下圖我們可以看到美俄兩國在戰機上研發的密集程度，橫坐標是戰機首飛年代，縱坐標代表戰機所在年代的典型性能。斜線上方的戰機表明研製技術領先於該時代，斜線下方表明戰機使用該時代的成熟技術。
對不同時代的典型戰機進行整理，具有時代代表性的戰機如下圖，其中FFD為First Flight date即首飛時間，Years ahead表明領先時代的年數。
一、第一代戰機
美國第一架噴氣戰機是P-59A Aircomet，首飛於1942年10月1日。由於性能欠佳，並未在二戰中大量使用，隨後1944年6月1日首飛的P/F-80 Shooting Star 被認為是真正意義上戰鬥機的起源！
F-80為直翼戰機，性能有限，綜合性能不如同時代的MiG-15S，因此美國對F-80進行改進，研發生產了F-84、F-86、F-89、F-94。
P-80 Shooting Star
F-84是美國第一款可進行空中加油的戰機，1945年英國人發明了錐套、探頭對接裝置，解決了空中加油對接的難題。後來美國、蘇聯等的軟式空中加油系統都採用這種對接裝置。
F-86 Sabre 首飛於1947年10月，是美國研發第一款後掠翼的戰機。隨後的改進型FJ-1 Fury服務于海軍。美國第一代戰機在當時的售價均價為37萬美元。
MIG-15
二、第二代戰機
20世紀50年代，美國推出了六款典型戰機：
F-100 Super Sabre；
F-101Voodoo；
F-102 DeltaDart；
F-104 Starfighter；
F-105 Thunderchief；
F-106 DeltaDart;
這六款戰機與第一代戰機技術上有很大提升，被稱為第二代戰機。
與第一代相比，第二代具有較好的航空和高空飛行性能。並整合了更先進的渦輪噴氣式發動機，導彈發射裝置，超音速飛行能力和搜索雷達和火控系統。
F-100A
F-100A是美國空軍第一款超音速戰機，當1953年5月YF-100A第一次突破音障，蘇聯人必須用速度對美國人的挑戰做出回答，第二年1月，米格-19就呼嘯而出，它的外形既不是典型的超音速布局，也沒有拘泥於蘇聯人輕巧型戰機的設計理念，酷似米格-17的後掠翼設計，採用的卻是與眾不同的雙發布局。通過對米格-19的仿製，誕生了中國的殲-6。
F-106
F-102是美國生產的第一款三角翼戰機！
美國第二代戰機當時平均售價為200萬美元，相比第一代戰機，價格高了近五倍。
三、第三代戰機
在20世紀60年代，隨著冷戰時代的到來，西方國家和蘇聯開展了一場無聲的航空科技大比拼，從米格-21和F-104，到米格-23、F-111和F-4。
航空大國在速度上的競賽基本結束，對於飛機的綜合性能的要求卻日益提高，高機動性、雷達火控技術、多功能航空武器的研發，造就了一代名機，為四代機的出現起到了承前啟後的作用。
美國推出的三款典型三代機是：
F-4 Phantom Ⅱ；
F-111 Aardvark；
F-5 FreedomFighter；
其中第三代機最典型的就是F-4 Phantom Ⅱ，雖然這款機設計出發點是為海軍航母戰機，它同時也被美國空軍大量應用。60年代F-111 Aardvark戰機現世，它是一款中程截擊機，創新性的使用可可變翼和新航電設施。除了F-5較低的售價外，這一代戰機均價超過400萬美元，當時F-111每架售價接近1000萬美元。
F-4
蘇聯則相應推出了米格-23，米格-23可能是蘇聯生產的最多的三代機之一，共生產了4000多架，出口到世界近20個國家，它曾經有過擊落以色列F-4鬼怪戰機的輝煌，也有在海灣戰爭中8分鐘被擊落的恥辱。它有彈射跳傘後飛行員飛躍900多公里，穿越4個國家生還的奇蹟。
MIG-23
米格-23在設計上有許多突破，是蘇聯第一次採用變後掠翼設計，第一次採用機身起落架設計，第一次在戰鬥機上採用前輪轉彎機構，改善了地面滑行性能，15噸級戰機，加大了機載油量，使米格-23成為基本構型留空時間超過一小時的飛機，第一次在戰鬥機上採用控制增穩和自動控制技術並採用迎角限制機構，為大迎角飛行提供了安全保證；第一次採用兩側近氣設計，從而使戰鬥機真正進入了雷達和中距武器的時代，米格-23飛機上配備的雷達制導武器，在1974年的中東戰爭中曾經成功地擊落以色列的F-4戰機。
從飛機的性能和操縱品質來講，米格-23無疑是三代機里的佼佼者，儘管可變翼系統使飛機設計複雜，結構重量增加了10%，但由此帶來的性能上的貢獻是固定翼飛機無法比擬的，米格-23飛機在設計上為了降低成本和設計難度，採用了三級可調的變後掠翼設計，儘管在後掠翼變換的過程中飛機狀態不太穩定，但較好地滿足了起降階段、機動飛行和高空高速飛行的操控特點，高空大馬赫數性能更是比米格-21有較大的提高。另外，由於在戰鬥機上首次採用控制增穩和自動駕駛技術，明顯改善了飛機的飛行品質，飛機的安定性良好。
米格-23設計的的細節，無不體現出俄羅斯人的靈感和精巧，飛機較好地解決了變後掠翼飛機的結構和操控設計，保證了高性能、低成本和安全性的良性結合。
米格-23設計後期，因在結構設計上的斤斤計較，精益求精，總設計師米高揚已積勞成疾。在起落架設計上遇到了難題，因為可變翼的設計無法將起落架艙設置在機翼里，機身的空間十分有限，結構複雜的起落架找不到安家的地方。
蘇聯航空大學的一個女大學生設計了一種全新的可轉動蟹爪結構，成功地解決了起落架收放的問題，她因此得到了蘇聯航空界的最高獎。
四、第四代戰機：
對於速度和高度的渴望是人類飛行夢想的一部分，對於作戰飛機而言，速度就是戰鬥力，三代機的最大飛行速度在1200公里/小時，而四代機的最大飛行速度要比三代機提高200公里/小時以上。
20世紀70年代，美國推出了新一代戰機，包括：
F-14Tomcat；
F-15 Eagle；
F-16 Fighting falcon；
F-18 Hornet；
這一代戰機整合了全新的航電系統。
F-14 Tomcat 首飛於1970年12月，這是一架雙座,雙引擎,可變翼,艦載戰鬥機，用於取代F-4 Phantom 和F-111。
F-16
F-16 Fighting Falcon首飛於1974年1月，這是一架單引擎,全天候,多用途戰機。該機型用於取代沉重的F-15 Eagle，它具有更先進的掃描跟蹤雷達系統。美國四代戰機均價為3000萬美元，是上一代戰機價格的約7倍。
F-16
四代機的高機動性的突破是由人類在飛機空氣動力布局設計領域有了新的認識。早期飛機機動性的最大限制是由迎角限制造成的，因此需要設計一種氣動布局，可以獲得更大的可控迎角，四代機的翼身融合技術、邊條件技術就是為了此目的而設計的。
通過飛機空氣動力布局設計的優化，大大延緩了氣流分離的出現，使飛機的偏離迎角大大增加，飛機可用的飛行迎角範圍也大大增加，加之四代機翼載荷的減小，使得飛機的總體升力遠遠高於三代機。
四代機除了在氣動布局上進行優化外，還在控制舵面上做文章，通過鴨翼、前緣襟翼、襟副翼等舵面系統，改變了機翼表面的空氣流場，使得大迎角小的空氣動力得以進一步改善。
為了追求高空高速的性能，一種叫作超音速布局的氣動外形被發明出來，這種氣動布局的最大特徵是後掠翼和較小的機翼面積，機翼有早期的彎曲面變成了薄翼面。這一切所有的變化都是為了適應高空高速的飛機性能，為了儘可能減小飛機的阻力。
在減小空氣阻力的同時但也減小了飛機的升力係數，而隨著全金屬飛機的出現，飛機的重量大大增加，為了獲取足以使飛機離陸的升力，起飛離陸速度就大大增加了。
MIG-29K
為了縮短飛機的起飛滑跑距離，飛機的推重比應大大增加，三代機的推重比只有0.8左右，而四代機的推重比通常都在1以上。
MIG-31
如何實現超音速性能與起飛滑跑距離的彼此兼顧，人們發明了具有「空中優勢」的氣動布局，其典型的特徵就是小翼載、翼身融合和面積率設計，這些氣動布局設計都是為了減小飛機的超音速阻力，在滿足飛機的超音速性能的同時儘可能增加飛機的升力係數。
Su-34
第四代戰機的另一大特徵就是電傳控制系統的應用。
20世紀60年代中期，隨著蘇聯、美國兩個超級大國在軍機速度上競爭的結束，現代軍機進入了追求綜合效能和高機動性能的時代。
在越南戰爭的空戰中，人們發現決定空戰成敗的主要因素是飛機的機動性能。各國在三代機的研製過程中絞盡腦汁，幾乎已經挖掘了操縱系統的全部潛能。人們發現飛機的安定性成為制約飛機機動性的最大障礙。
在四代機出現之前，機械操縱的飛控系統通過連、液壓和動作筒實現操縱舵面的運動。由於系統協調運作的過程需要一定的時間，從飛行員操縱到飛機運動實際上存在一個時間延遲，當飛行員根據飛機動態來操縱飛機時其實已經慢了半拍，此時便可能發生耦合振蕩。
70年代隨著美國人在電傳飛控系統研製方面實現突破，彷彿一夜間西方國家和俄羅斯同時展開了對電傳飛控系統的深入研究。新一輪的航空科技競爭由此開始了，世界航空科技進入了電傳操縱的時代。
然而，在帶給人們驚喜的同時，電傳操縱系統也帶來了惡夢。各航空大國似乎都沒有逃脫這個怪圈。蘇-27的前身T-10在研製之初就遇到了重大災難。難逃厄運的還有美國的F-16、法國的幻影2000、瑞典的鷹獅…
電傳操縱系統是計算機時代的產物，沒有計算機就沒有電傳操縱系統。在傳統的飛機操縱系統中，儘管有液壓系統和飛控機構的幫助，人們在操縱飛機時實際是在操縱舵面，舵面產生的氣動力使飛機的飛行軌跡和姿態發生改變，這就是機械操縱系統的基本原理。而在電傳操縱系統中決定飛機動態的除了人的操縱外，還有計算機的控制律和飛機的響應反饋。而真正作用於舵面的操縱信號是計算機將人的操縱輸入和飛機的響應反饋通過控制率的計算產生信號。因此對於電傳飛機來說，真正操縱飛機的是計算機而不是人，也就是說人操縱飛機的意願要通過計算機來實現。
電傳飛機的最大優點在於，人們可以通過控制律的優化設計，實現最佳的操縱品質，這是人的操縱無法實現的，因為人的生物機能相對於計算機來說還不夠精確和卓越，電傳飛控系統實現了最佳機動性能和優良品質的最佳組合。
飛控計算機無論如何優越，也是人設計出來的，控制律的優化是相對人們對於飛行規律的認知而言的，面對如此複雜的飛行本身，人的智力畢竟是小巫見大巫。飛控系統設計人員的一個小小的失誤和疏漏，就會在飛機裡面埋下隱患，在常規飛行中這種隱患並不明顯，而當飛行器的飛行動態和環境處於特定情況時，飛控系統沒有預料的處境時，則肯能造成災難。
中國是世界上第五個具備獨立研製四代機的國家。20世紀70年代，冷戰還沒有結束，隨著電傳飛控技術和綜合航空電子技術的開發，四代機橫空出世。
殲-10飛機的研製成功是我國國防現代化建設的一個里程碑。它凝結了幾代航空人不懈努力的心血。殲-10飛機的技術狀態已經達到了國外四代機的水平，優良的氣動外形，數字電傳的飛控系統，高度綜合化的航空電子系統，強大的武器配置，使殲-10飛機成為可以與世界先進戰機抗衡的「殺手鐧」。
J-10
殲-10飛機是一架全新的飛機，新技術使用率達到了80%。1998年3月23日，我國首席飛行員雷強駕駛國產第一款四代機殲-10首飛成功。
J-10
五、第五代戰機
2010年的范保羅航展上，美國F-22戰機的飛行表演，讓人真正領略了「飛發一體化控制」所帶來的魔幻飛行。
F-22
當美國的X-29展示其大迎角機動時，就意味著矢量推力將徹底改變人們對於飛行控制的傳統理念。
F-22
對於五代機而言，矢量推力對於飛行的最大貢獻不是大迎角機動性能，而是對於飛機機頭迅速指向的貢獻，而這正是現代戰機超視距空戰和近距格鬥中最重要的性能。
在五代機上，「敏捷性」的概念一經提出，就引起了國際航空界的巨大關注，各國都迅速展開了直接力控制的研究，除了在飛機氣動力設計上動腦子，人們從火箭技術上受到啟發，想到了發動機「矢量推力」技術。
在「矢量推力」的研究中，美國人和俄羅斯人走的是不同的路線，俄羅斯人利用他們在機電領域的技術優勢，首先想到了「噴管轉向」技術，而美國人則想到的「噴流舵面」技術。
美國人很快在「噴流舵面」技術上獲得了突破，他們一反常態地將高精尖的X-31試驗機的飛行表演視頻通過媒體公開，當世人看見X-31在機頭幾乎垂直衝天的情況下起飛都驚呆了，因為這種飛行狀態已經完全突破了傳統的飛行理念，人們突然發現：沒有空氣動力，飛機照樣可以機動。
當美國人為他們在「噴流舵面」技術上取得技術突破沾沾自喜的時候，俄羅斯人卻另闢蹊徑，在「噴管轉向」技術上獲得了更大的突破。
Su-57
F-22
F-35
F-35
F-35
F-35
殲-20是中航工業成都飛機工業集團公司研製的一款具備高隱身性、高態勢感知、高機動性能的第五代戰機，正是鑒於成都飛機工業集團的出色表現，被大家俗稱為「成洛馬」！
J-20
六、飛控系統的革新
為了突破天氣對飛行的局限，人們發明了飛行儀錶，通過儀錶飛行員了解了大量有用的飛行信息，但儀錶座艙的最大局限在於，飛行員不能同時獲得各種信息，飛行中飛行員不得不迅速地轉移視線，以獲得儘可能多的信息。儀錶飛行的局限性在某些情況下甚至是致命的，由於儀錶提供的信息在數量和準確性上的不足，飛行員可能對狀態做出錯誤的判斷，這種錯覺將直接導致錯誤操縱，甚至釀成事故。
下圖是F-15A控制面板：
平顯不僅解決了攻擊飛行時為飛行員提供飛行信息的問題，更重要的是平顯實現了在一個界面同時顯示大量信息，飛行員在飛行中不用轉移視線，就可以同時獲得姿態、高度、速度、目標、武器狀態等信息，信息的數量和準確性大大提高。
革新後F-35控制面板圖：
下表美俄兩國不同時代典型戰機型號：
伴隨著技術的發展，不同的技術革命不斷發生，其主要的技術革命發生的年代是：
願祖國的國防實力越來越強！
向國防科研工作者和保衛祖國安全的戰士們致敬！
引用資料：
1.《宋文驄傳》作者：張傑偉、舒德騎
2.《鶴舞凌霄》作者：徐勇凌
