預想中採用偏轉主翼設計的中國第六代戰鬥機構形想像圖。(組絡圖片)

近日，國內的軍事或航空技術討論區出現了一些最近不同航空研究單位所公開的新技術專利說明書，其中兩個似乎和新世代戰術飛機氣動構形有比較密切的關係。雖說專利和真正出現的東西可能有十萬八千里的差距，但作為參考，似乎也能對日後解放軍戰術飛機的發展方向提供一些預示：

四號工程是中國在1969年珍寶島事件後推動的軍備計劃，務求盡快研發一種可用的垂直起降殲擊機，以便在北方各主要軍用機場都被蘇軍轟炸的情況下仍能快速接敵。不過加裝四個升力扇且無法脫離的設計，顯得比同期所有已開發還是停留於計劃的紙面機而言，其實更為笨拙。四號工程只進行兩年多，就因為政治與技術研發難度的雙重因素下，根本無法完成設計而遭到拋棄。(網絡圖片)

1. 垂直起降戰鬥機專利申請？

這一項專利開宗名義，就是由成飛提出的，而且針對的是過去一直被認為對解放軍而言沒有什麼發展必要性的項目：垂直起降戰鬥機。這是一種建基於現時其中一種最常見引擎配置形式的變體。

由專利說明書來看，這架垂直起降戰術飛機機艏和殲10C型類近，主翼位置加大了而且較靠後，還有大型的大傾斜垂尾。整體結構和俄國尚在發展中的SU-75接近，但更大且主翼、尾翼大小、外形和相對位置都不一樣。紅箭所示似乎是其彈艙位置。另外其副引擎艙似乎是裝在一個類近瀋飛研發的減阻穹背中。(網絡圖片)

這構型有趣的地方在於：首先，成飛一直有個「中四方案」(中型四代機計劃)，但因為解放軍集中量產殲20、發展隱身無人機 / 忠誠僚機和海軍型的瀋飛中四，而且對於空軍型的中四似乎沒大興趣，這方案一直保密且沒有量產，沒人知道其構形。由外形判斷，這個構型整體上和SU-75相似，但機首肯定是由殲10C型發展過來並作隱身化處理，主翼和大傾斜尾翼更為靠後，整體構型更接近YF-23或X-36，算更重視速度與整體隱身效果。

現時比較主流的兩種垂直起降噴射機樣式，包括上左的英國鳶式(Harrier)、上右的YAK-141 / F-35B構形；左下圖是德國VJ-101C的特殊垂直起降構型，主引擎神奇的佈置在翼端，甚至達到四個，但機身還有垂直舉升引擎，因為引擎太多，這構形最後沒有普及。當然，還有右下方加拿大阿夫羅的VZ-9「阿夫羅車」垂直起降概念機，雖然能浮空及在近地面飛行(2米高)，但性能比預期差太多，結果沒有發展下去。(網絡圖片)

其次，這個構形算一種非傳流的垂直起降構形。垂直起降戰術飛機(含戰鬥機)主要分成兩大構形，第一個是以Harrier為主的單引擎加多個向量噴管組成，死重較少且較靈活，但噴管的可變方向構形極不適合加裝後燃器，基本欠缺超音速飛行能力；其次就是和YAK-38或141(以及屬於變體的F-35B)差不多，單引擎加兩個機身中置舉升引擎，比較容易佈置。也能較容易有超音速能力，但因為舉升引擎不參與空中推力，死重較大也較「笨重」，而且也較佔機內容間，油量及可搭載彈葯量也無可避免的減少。當然，還有其他死重更大而且犧牲性能更多的構形，基本上是「沒用」的。

說明書中所載舉升引擎口噴口的佈置，似乎只屬一種小型渦扇引擎，故只使用欄柵噴口，原理有點像Harrier或X-32的側排氣口，但避免了主引擎中置引發的機身中段過於肥大及造成巨大超音速阻力的問題。(網絡圖片)

嚴格來說，這機的結構佈置更多參照超音速垂直起降機型，但引擎佈置方向是相當罕見的與主引擎「平行」。該引擎放置於駕駛艙後面的穹背內，進氣口亦在穹背上。引擎尾部的排氣管把燃氣導向機翼下的排氣口，排氣口可以向下或向後排氣，這組引擎如果足夠小，剛巧夠舉升或垂降時貢獻推力，那可以削下機身中線不少空間，仍然可以裝備更多的燃料。

機背進氣很多時被認為效率不足，因為若要保持升力，機身上方氣壓必定較機身下方氣壓為低，加上高速垂直機動時上方氣壓可能更低，隨時不夠空氣被吸入引擎讓其暢順運轉。事實上，現在大部分採用上方引射進氣道進氣的飛機，大部分都是UAV，引擎需要進氣量沒那麼多，引射氣流的進氣道設計也無法滿足大型渦扇的所需進氣量。圖為波音MQ-25刺鰩無人加油機。(圖片來自連結)

需要留意的是，這一種專利，其實很可能只是對其中一個可行的構型先做專利，以保障自己權益或者其他廠方想利用此構型時「多分」一些錢，成飛會否真的搞出一個垂直起降五代機或者無人戰鬥機，和申請專利並沒有必然關係。更有甚者，這設計還是有些問題的，例如重心太靠前，以致俯仰力矩會相當大，要控制機首俯仰指向並不容易，更直接影響機動性；另外機背的進氣口似乎只能用引射氣流吸入空氣，飛行途中也難以吸入足夠空氣，無法提供足夠而穩定的推力，結果還是死重一個；當然，更重要的是……它仍然需要以引擎熱氣向下推才能舉升，而若熱氣給吸進主進氣道，那仍可能令主引擎馬力減弱，造成起降時推力不足。雖然可預期排氣量會較小且排氣口和主進氣道有一段距離，但也不能完全避免同類事情發生，事實上AV-8B大部分飛行事故都是因為這個原因而造成的。

現時流傳的專利書資料並未透露是哪個機構申請的，但過去其風洞模型曾有流出過，似乎是瀋飛的無人機部門的研究成果。有趣的是，這個翼端是可以向上或向下偏轉的。(圖片來自連結)

2. 飛翼機超音速飛行 / 巡航能力的不斷嘗試？

另一個專利說明書，來源公司不明，但展示的模型其實就是瀋陽飛機設計公司的無人機部門的作品。主項目是飛翼機的可變翼型如何在超音速情況下保持縱向穩定性。飛行中翼型改變，大家最易想到的應該是可變翼飛機。不過除此以外，還有很多方法，例如XB-70的翼端惼轉；或者Ye-155MP 518-22的可變邊條翼設計，不過基本上除了可變翼外，其他的可變翼形絕大部分都沒有到達量產機階段。

在眾多不同的翼形可變構造中，XB-70韋基利式戰略轟炸機的偏轉式翼尖主要是在3倍超音速的情況下加強乘波體的穩定性；至於作為米格31其中一種驗證構形，Ye-155MP 518-22的可變邊條主要是加強起降性能之餘，減低高空近3倍超音速時的阻力形成，(圖片來自連結1及連結2)

由過去一些透露過的飛翼機特殊構形設計看來，解放軍在發展飛翼機(無論是遠轟、飛翼大型無人機還是六代機)時，似乎很想賦與其超音速飛行能力，而且變化方式大多是發展可變垂尾或者翼尖偏轉。眾所周知，飛翼本身擁有很高升阻比，但由於機翼較厚，其在愈接近音速時阻力會大幅加大，而且會發生嚴重的馬赫下俯(Mach tuck)，造成嚴重的縱向不穩定。要讓其飛行穩定其實較簡單：加插垂直尾翼即可。然而，多加一對垂直尾翼，相當於增加雷達反射面，對於要求全向雷達際身的際身機而言，前向隱身雖未必有嚴重影響，但側方面後方際身就基本破功了！

網上現時流傳的一個高後掠飛翼和一個類B-2設計的飛翼中可偏轉垂尾的設計，沒有人知道類似設計會否出現在仍在發展中的中轟和遠程轟炸機上。(網絡圖片)

對於美軍而言，飛翼機(尤其轟炸機)似乎沒有很大的超音速需求，未來的六代機他們想怎樣搞氣動外形，也似乎未有著落；不過對解放軍而言，飛翼戰術飛機如果擁有在進入戰區前超音速的高速飛行能力，那就可以擁有更快的部署速度，同時也擁有足夠的隱身能力並縮短對方雷達的探測距離。由之前一些航空學術論文中透露的一些氣動構形來看，中國的航空研究機關似乎很熱衷於飛翼的可變翼形結構，估計也是這個原因。

專利說明書中對於翼端偏轉的說明，需要留意的是，這個翼端偏轉竟然佔了翼長度的一半以上。另外需要留意，美軍現時發表的六代機想像圖都沒有翼端偏轉結構，但這一架2021年於51區被發現並懷疑是六代機技術驗載機，翼端可能有固定或偏轉的翼端小翼。(圖片來自連結1及連結2)

這當然算很有創意，但似乎還是有很多問題要解決，例如這個可變翼端在空中變化時，會否對飛機一瞬間的氣動穩定構成極端影響？在高機動過載的情況下，這種活動翼端是否足夠穩固？翼端與主翼的縫隙要怎樣處理，才可避免過大的雷達波散射？過去似乎可依靠施放等離子對於局部位置進行電磁屏閉的等離子隱身技術(B-2有指在機身一些位置使用了，但尚未有確認)，但對於這種縫隙較長的機翼結構處理效果如何，恐怕現時還沒有定論，當然，相關的飛控程式編寫，仍然相當複雜。

無論如何，專利說明書在大部分情況下，只能說明發佈方屬下某個團隊的初步研究成果，並不代表具實用性或必然會使用到量產機上。不過如果相關單位是大型的航空航天研究機構、設計在表面上至少比較合理，而又已造出風洞模型或地面測試模型，甚至已有詳細的場流分析報告，那就有值得留意進一步發展的必要性了。

圖為1970年代探討過的蘇聯米亞舍夫設計局M-12短場起降小型運輸機其中一個方案及專利申請，不單使用可變翼，甚至用上起降時才會使用、平時收納在機身內的旋翼。不過由於米亞舍夫設計局一直喜歡搞當代前緣航空科技設計，且經常性的腦洞大開，所以大部分設計的飛機都沒能........量產。(網絡圖片)