J转弯简介：比落叶飘更有效的水平面缠斗机动

　　J转弯，也称赫伯斯特壁蹬，是一种迅速完成180度回转的大角速度偏航转弯机动。该机动最早可追溯到小型螺旋桨运动飞机的“跃升倒转”，但直到1993年4月29日才由德国试飞员首次在在喷气机（X-31）上做出，可见该动作难度之大。这主要是因为J转弯需要飞机在极端情形（高攻角和高侧滑角）下依然维持偏航轴的机动能力和横滚轴的稳定性，而通常飞机的舵面此时早已丧失气动效能，所以X-31和苏-37（一称苏-27M）使用了推力矢量技术。示意图见图1。

图1 X-31的J转弯机动

这张苏-27M 711号的J转弯示意图更加清楚一些

　　由于角速度高，半径小，该机动引起多个国家兴趣，争相挖掘其实用价值。其中，美国国家航天局（NASA）通过模拟空战发现，在传统的双环绕圈战中，具备J转弯能力的F-18HARV可以迅速咬住常规机（图2）。

图2 F-18HARV使用J转弯迅速咬住常规机

　　此外，相比于传统的“落叶飘”（pedal turn）机动，J转弯的高度损失更小（图3）。

图3 落叶飘机动的高度损失太大，不如J转弯实用

　　同一时期的德国道尼尔（Dornier）公司通过计算机模拟，认为即使假定目标机有30度/秒的持续转弯能力，依然无法避免被J转弯咬尾。

　　通常认为J转弯的实用价值比眼镜蛇等机动更高。因为眼镜蛇机动，无论是SAAB-35做的，还是侧卫系列做的，都有一个特点：抬头多少度就会马上低头多少度，导致总指向几乎为0，且后续伴随着剧烈的高度损失，换句话说损失了空速，却没有换来有效指向。而J转弯有180度的有效指向。此外在能量的收支平衡上，J转弯也更加经济：J转弯有上升转弯和下降转弯两个部分，经过相互抵消后，总高度损失不会太大。下降转弯过程中还能趁机补充前半程损失的空速。如果飞机加速性足够，甚至能做到空速的收支平衡，显著减小两次机动的能量补充间隔。

　　进入21世纪后，结合飞行动力学的最新发展，有研究机构认为如果放弃空速补充的要求，理论上可以完全消除J转弯的高度损失，甚至让高度不减反升，如图4：

图4 一种可以让高度上升的J转弯轨迹，累计上升1400英尺

武装直升机的J转弯

　　虽然喷气机实现这一机动是一个相对困难的过程，一个有趣的事实是，著名的阿帕奇直升机反而走在了前面。即使满载外挂和长弓雷达，阿帕奇依然可以轻松的做出J转弯，见图5。

图5 阿帕奇直升机满载弹药和长弓雷达，表演J转弯机动

　　1989年的电影《火鸟》（主演：尼古拉斯·凯奇，汤姆·李琼斯）中，包含大量阿帕奇空战格斗镜头。由于当时电脑特效尚未普及，阿帕奇以实机完成全部动作，包括J转弯，可见休斯公司对阿帕奇的机动性还是很自信的。见图6。

图6 《火鸟》电影中的阿帕奇做出J转弯机动

　　注意由于反扭矩的存在，直升机的操纵是不对称的，通常向一侧偏航比向另一侧困难。所以阿帕奇应该只擅长向某一侧完成该动作。

不使用推力矢量完成该动作的战斗机

　　进入上世纪90年代，超常规机动能力逐渐受到重视，最直接的做法是使用推力矢量技术，但受限于成本没有普及。有部分喷气式战斗机不使用推力矢量，而采取纯粹气动的方式，实现了J转弯，用自身的机动能力成功逆转了苏联/俄罗斯基于R-73建立的离轴发射能力优势（在AIM-9X服役前）。F/A-18E/F“超级大黄蜂”即为其中典型。其初始“框架构想阶段”本没有做这方面考量，但应海航飞行员的强烈要求，麦道设计团队花费了大量精力，通过巧妙使用前机身不对称涡流（气动细节将在后文描述），成功实现了这一机动，在2002年范保罗航展过程中首次表演，而且是带副油箱完成的，凸显了实用性，见图7：

图7 F/A-18F带副油箱在2002年范保罗航展表演的J转弯机动，爬升后迅速调转机头指向

　　虽然J转弯角速度较高，但是过载不大，普通人也可承受。2001年，澳大利亚的航空评论家，苏-27/30系列资深粉丝Kopp教授坐在F/A-18F的后座上体验了这一机动，而且体验了两次。第一次由前座飞行员完成，第二次亲自操作。他对这种类似于小型运动飞机的“跃升倒转”机动非常感兴趣，尤其是能量上的收支是平衡的，构成了能量机动和角度机动的统一：带一个副油箱的情况下，前半程的上升转弯会消耗75节空速，但是后续下降转弯又增加了135节。这表明F/A-18F即使带一个副油箱也能连续完成该动作。Kopp教授在心得中表示“这种机型有出奇好的机动品质。一旦交汇进入机动空战，F/A-18E/F对于任何俄制战斗机，包括苏-27/30，都是极难对付的对手”。另一方面，美国海航飞行员在2000年的全面作战评估中多次使用J转弯，表示该动作“可以连续做出，以取得第一指向之后的后续指向，让机炮一直瞄准目标”。这进一步表明了只要在亚音速有足够的加速性，J转弯和持续机动并不矛盾，因而也不是瞬时机动那样的“一锤子买卖”。

　　另一种不用推力矢量做出J转弯的战机是仍在拓展飞行包络线阶段的F-35。根据最新的测试情况，已经能做出J转弯。报告截图见图8：

图8 F-35机动测试报告截图。明确指出可以做出J转弯

　　F-35的J转弯特点是角速度更高，以不到2秒的时间完成回转调头，见图9。可以和图2的F-18HARV的J转弯轨迹比较，如出一辙：