说到这里不得不提一下矢量喷口的跟随性,因为这对于利用 TVC 进行精确控制是非常重要的。虽然没有试飞员提及这一点,不过在当年 YF-22 因为“飞行员诱发振荡”而撞地的事故录像中却看得非常清楚——那段录像恰好是从机尾拍摄的。在录像中可以看到,矢量喷口参与了飞控系统对飞机的配平工作,和平尾同步频繁偏转,动作滞后量很小。相比之下,苏-37 的矢量喷口偏转要慢一些,能看得出明显滞后——在表演录像上,飞行员在地面偏转操纵面检测功能时可以看到:平尾首先偏转到位,稳定,然后矢量喷口才转到相应位置。虽然这种滞后无碍于苏-37 完成“伏罗洛夫法轮”等动作,但能否完成飞机精确控制就难说了。
作为包线扩展试飞的一部分,F-22 进行了负迎角试飞。根据试飞员的说法,试飞中最大负迎角达到-40 度(可能是拍摄角度的关系,从录像上看迎角大约有-60 度)。在前期试飞中,在-30 度迎角时出现较大侧滑(这一点倒是和正迎角状态相同),在第一次飞快软件升级时也针对这个问题进行了改进,现在侧滑已经小得多了。整个试飞过程中没有出现其它异常情况,试飞结果和设计人员的预测非常吻合。

对于负迎角飞行能力可能带来的战术优势,笔者目前尚未看到官方的观点。但就个人理解而言,负迎角飞行能力是对复杂的过失速机动的有力保障。人类飞行刚刚开始进入过失速领域,还有很多领域需要摸索。对于过失速机动能力的战斗机,飞行员敢不敢在实战中应用这种独特的能力,决定了飞机效能的发挥。如同米格-21 和 F-5E 的对抗一样:在性能指标上米格-21 并不逊于 F-5E,但这种飞机的飞行品质不如后者,“在大机动中可能失速进入螺旋”的意识使得飞行员难以将飞机的性能发挥到极致。但F-22 就不一样了。看到 F-22 稳定地将机头推到预定的负迎角,任何人都会感到震撼。对于这种在正负超大迎角范围内都可以进行稳定可控飞行的飞机,每个飞行员都不吝于充分发挥它的潜力——自第三代战斗机开始,很多新机型都号称具有“无忧虑飞行能力”,但那是通过电传飞控系统限制飞机动作,避免进入危险区域来实现的,而到了 F-22 才算真正实现了“无忧虑飞行”,因为对它而言几乎没有什么“危险区域”。
F-22 已经完成了 0 空速试飞。这对于现代战斗机来说算不上什么值得夸耀的能力,F-16、苏-27 等第三代战斗机在进入尾冲、榔头等机动时都会进入 0 空速状态。真正有意思的东西在后面——琼·比斯雷提到:“在所有机动中,猛禽反应良好。在空速 20 节时机头仍然可控。飞机在 0 空速下的运动是可知的。在垂直爬升 0 空速状态下,飞机甚至可以自动缓慢恢复正飞状态。在 0 空速或其附近机动,由于飞机受重力和惯性控制,通常会沿垂线快速飘摆。在很多现代战斗机上,这个运动通常是钟摆机动的开始,然后接一个垂直斤斗。而对于猛禽而言,机头可以很容易地稳定在向下位置,没有明显摆向另一侧的趋势。”
看出来了吗?这段话有两个意思:1,即使在包线最左端,F-22 仍然具有稳定飞行的能力,而不会突然失控;2,F-22 在包线左端仍具有可靠的机头指向能力——这对于过失速机动的最终成功非常关键。对于第一点,大部分第三代战斗机(特别是第三代后期)都具有这种能力。但对于第二点,在包线左端气动操纵面已经失效,没有 TVC 的第三代战斗机只能依靠自身的气动特性保持稳定坠落,直至速度增大恢复机动能力为止——而在这段时间里,目标可能早就飞出己机的攻击区了。以苏-27 来说,如果它的眼镜蛇机动真的非常幸运地迫使对手冲前,那么只要对手有足够的能量作高速向上机动,苏-27 是一点办法没有,因为已经没有能量供其跟随机动了,而且此时苏-27 的速度还在 200km/h 左右,如果在 0 空速附近,等加速完毕,目标早就不知跑到哪里去了。但对于 F-22 来说,这一点就不必担心了 ,TVC 足以保证其完成精确的机头指向——唯一遗憾的是 F-22 的推力矢量控制能力仅限于俯仰轴和横轴,而航向轴仍然依赖于气动操纵面,在 0 空速状态下是无能为力的;虽然可以利用双发推力差产生控制力矩,但发动机控制的滞后使得这种控制手段还无法适应精确灵活的控制模式。
发动机是所有飞机的基础,不管你想让你的飞机干什么,不管你的飞机设计如何出色,失去了发动机的动力,就只有一个结果——废铁一块。AL-31F 发动机之所以名头如此响亮,很大程度上得益于 1988 年那个震惊世界的“普加契夫眼镜蛇”。能够在如此恶劣的情况下仍稳定工作的发动机,其自身的可靠性不用说是相当高的。
那么 F-22 的心脏——F119-PW-100 的可靠性又如何呢?按照琼·比斯雷的说法,F-22 在所飞过的每种条件下(包括 0 空速)都进行过发动机测试,油门从军用推力猛地推到全加力,然后迅速拉回。除了正常的油门变化外,他们还在油门过渡顶峰状态加入快速横侧操纵输入,以便利用液压泵尽可能多地分享发动机功率,加大发动机的负载。即使在这样的条件下,发动机仍然正常工作。对于飞行员来说,这实在是一个福音:F-22 的设计保证了几乎在任何状态下都不会失控,变成一个疯狂旋转的陀螺,但一个在稳定可控状态下撞地的铁块实在比一个失控的陀螺好不到哪里去;而 F119 可以解决飞行员在这方面的顾虑。F-22 最终实现“无忧虑操纵”,发动机是关键之一。
当今世界,敢跟 F-22 在过失速领域叫板的飞机并不多。而最常被人拿来对比的恐怕就是已经不复存在的苏-37 了。
这两种飞机的气动设计都非常优秀,具有保证飞机进入过失速领域的潜力。苏-37 的矢量喷口使它增强了俯仰轴和横轴上的控制能力。但如前所述,苏-37 的矢量喷口在控制方面似乎有一定的滞后性(这一滞后性可能是由其转动机制造成的),若判断无误,那么这一缺陷可能会影响到利用推力矢量对飞机进行精确控制(例如配平和大迎角下增强飞机稳定性的控制动作),但对于持续性大动作量机动的控制并无影响(包括法轮机动在内)。此外,苏-37 沿袭了苏-27 的基本设计,而苏-27 在设计时并未考虑到超大迎角下的方向舵效率问题,超过一定迎角后方向舵同样会失效——在眼镜蛇机动中,为了抑制动作过程中不对称机头涡产生的偏航力矩,苏-27 系列飞机都是采用发动机推力差来加以控制,而不是方向舵,这是原因之一。从这个细节判断,苏-37 似乎缺乏大迎角下的偏航控制能力(必须依赖发动机进行弥补)。
