对于俯仰轴上机头精确指向能力和稳定机头指向的能力,琼·比斯雷只用了一句话概括:“俯仰控制一直反应良好。”如果我们对比 F-16/MATV 试飞员的谈话,会发现更多有意思的东西:“俯仰控制动作不仅有效,还有充分的俯仰率余量,使得飞行员在 85 度迎角以下的任何位置都足以控制机头。如果飞行员急剧拉杆到后限,飞机可以很容易就超过 100 度迎角。在我们早期包线扩展试飞接近结束的时候,F-16/MATV 验证了这种能力。在 60 度迎角稳定住飞机后(这只需以很小力量向后拉杆),我迅速向后拉杆到底,飞机迎角增大了 30 多度,接近 100 度迎角。只需轻微前推杆,我就可以恢复到 60 度迎角或者我希望的任何俯仰位置,偏差只有 1~2 度。我们曾经令飞机进入 90 度仰角,而并未留意速度损失情况,因为我们确信可以在任何速度下控制机头指向。即使当飞机倒飞下坠时(迎角为-90 度),我们通过前后推拉杆仍然能够精确控制机头位置。如果你想要很高的俯仰率、俯仰姿态变化或者指向能力,F-16/MATV 都可以做到。”虽然在时间上 F-16/MATV 是和 F-22 并行的验证计划,但前者主要是针对多轴 TVC 技术,而在俯仰轴控制上并没有什么特别之处。有理由相信,F-16/MATV 能做到的,F-22 也能做到——在公开的 F-22 试飞录像上同样可以看到这一点。

F-16/MATV 处于 90 度攻角飞行状态
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。
负迎角

负迎角试飞中的 F-22,尾部安装尾旋改出伞
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”。
最小速度
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。
