不过战斗机在亚声速下依靠依靠脱体漩涡带来的涡流升力收益,在超声速下将迅速衰减;而且速度越高,涡流升力效应越不明显。这是因为随着马赫数的增加,气流分离的趋势受到的抑制加重,而从涡流发生器(边条)顶点上出发的激波又对其诱导出的脱体漩涡产生明显的压迫作用,结果就是脱体漩涡的强度被严重削弱、控制机翼的范围也变得很小。

  另外从涡流增升手段的本质主要依靠提升机翼上表面的负压这一点来说,超声速下气流绕过带有迎角的机翼时会在上表面发生膨胀,由此产生一个压力相当低的低压区域,这种情况下脱体漩涡提升负压的能力也变得很不明显。因此当马赫数超过M1.3~1.4,战斗机进入稳定的超声速状态后,就算能诱导出脱体漩涡,这种形状非常细长的涡流,实际上对飞行性能的改善也已经没有什么助益了。

  最早成功利用涡流增升的飞机并不来自苏联,而是来自瑞典萨博公司的JA-37战斗机;它采用鸭式布局设计,在大迎角下依靠气流从涡流发生器(鸭翼)带有较大后掠角度、“锋利”(前缘半径小,气流容易分离)的气动面前缘上分离出稳定的脱体漩涡并使其经过机翼。高速旋转的漩涡气流控制住机翼的气流分离趋势,并极大提高了机翼上表面的负压,从而产生非常大的涡流升力。

苏-27家族三翼面改型,通过增加鸭翼,进一步大幅度强化了涡流增升效果

  当时苏联对于涡流升力的探索重心并没有放在鸭翼上,而是着重于在机翼与机身相连的根部设置边条来形成脱体漩涡。这种设计又受到当时的机翼研究潮流影响,出现了边条与机翼整体融合成S型曲线前缘的机翼,与边条与传统直线边缘的梯形机翼组合的两种技术路线相互竞争。我们后来看到的T-10与T-10S验证机就是分别是这两种设计思想指导下的产物。

  第二条新技术方向则是使用可变弯度的机翼前缘设计,即采用前缘机动襟翼或者是前缘机动缝翼设计。它们随着飞机迎角的增加,自身的偏转幅度也会不断的变大;这使飞机的翼型能够协调着飞行姿态、速度的变化而改变,始终使飞机能够获得最大的升力表现。事实上除了F-15这种纯粹仰仗高发动机推力和大机翼面积来获得高机动性能的偷懒设计以外,前缘机动襟翼/缝翼是几乎所有高机动飞机上都必不可少的设计。

F-16的前、后缘机动襟翼控制策略

  不过这一设计在当时的苏联航空界中得到的认可程度却不是很高,有不少方案都拒绝采用,这和主管设计师的价值取向有关。比如苏霍伊设计局的某些高级设计师就认为,由此带来的结构复杂化、增重,尤其是飞控设计难度的增加,负面代价比得到的升力收益相当,甚至更大。当然最终的试飞结果表明,前缘机动襟翼/缝翼的效果是无法取代的。

  第三条新技术方向则是要求采用扁平状的机身外形,这样可以使机身也起到类似机翼的作用,既减小了阻力又能为提供升力做出贡献。而另一方面由于飞机侧向面积的减小,它对于航向稳定性的负面影响也减低了。再加上机翼与机身连接处的融合过度性质,实际上机身已经成为机翼的一部分,这就是所谓的升力体设计。这正是所有米格-29、苏-27设计过程中诸多方案在外观上最为明显的共通点:它们几乎全都采用了扁平的、与机翼融为一体的升力体机身下安置发动机吊舱的总体结构布局。

在米格-29上“扁平机身+发动机吊舱”的设计特色实际上更为显眼一些

  当然这并不是说只有类似苏-27这样的设计才是升力体布局,实际上把发动机舱藏在机身内的F-22也是很典型的升力体设计。而且就机身扁平化这一点来说,宽高比大很多的双发布局比起单发布局本身就占很大优势;单纯论技术水平看,苏-27的升力体设计和F-16的翼身融合设计相比其实都在伯仲之间,不相上下。