主题：【原创】黑寡妇（中）:谁还会为理想而战斗？ -- 空中吴钩
这是我在我的微信订阅号 AWUGOU “空中吴钩”上的一个文章系列。
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上面的歌是《手扶拖拉机斯基》。这首听起来很欢乐，却实际上很悲伤的歌中，有一句询问：“谁还会为理想而战斗？谁还会为爱情而牺牲？”
作为对“谁还为理想而战斗？”这个问题的回答，有一位网络ID为YF-23的女孩子应该算一个为理想而战斗的人。
在说这个叫YF-23的女孩子之前，必须要先简短介绍一下YF-23“黑寡妇II”。
在冷战高峰的上世纪八十年代年，美国空军决定开发新一代的空中优势战斗机以遏制苏联强大的空中力量。美军要求这个飞机具有两项革命性的性能：隐身和超音速巡航。经过多轮竞争筛选后，锁定了两个最有前途的方案：洛克希德臭鼬工程队的YF-22“猛禽”和诺斯罗普公司的YF-23“黑寡妇II”。美空军要求洛克希德和诺斯罗普分别制造出技术验证机进行对比试飞，从而决定最终选择哪一个。
后来的结果已经众所周知，就是YF-22赢得了竞争，成为现在的F-22“猛禽”。但是，YF-23“黑寡妇II”通过一些非常有创造性的设计展示出了更好的隐身和超音速巡航性能，所以虽然输掉了竞争，却一直没有被人们忘记。
YF-23“黑寡妇II”的气动外形非常与众不同。请见下图：
她的尾翼和发动机喷口非常怪异。尾翼是巨大的全动V形尾翼，同时兼任平尾和垂尾的职责；而两台发动机的喷口是深深地埋在两个沟槽中，并且在喷口上方各有一个调节片。
重型战斗机的常规尾翼要有四片之多：双垂尾加上一对平尾总共四片。YF-23的尾翼只用了两片，一是更加隐身，二是减小了阻力，三是更方便发挥涡升力的优势。
之所以更加隐身，是因为V形尾翼外倾的角度非常大，比单纯外倾的垂尾能更有效地把雷达波反射到雷达接收机无法接收的方向。下图是YF-23的前视图，可见其V形尾翼的大角度外倾：
作为对比，F-22“猛禽”的垂尾外倾只有不到30度：
另外，常规的四片尾翼为了避免妨碍彼此的机械动作而难以大幅度拉开双垂尾之间的间距，结果很容易导致垂尾受到涡流的不利干扰；而如果把双垂尾的间距过度靠近以让涡流从垂尾的外侧绕过，虽容易避开涡流干扰，却也很容易产生大的超音速阻力，可谓按下葫芦浮起瓢。
下图是常规四片尾翼的F/A-18C“大黄蜂”正在做大过载盘旋，可以看到边条产生的涡流打在垂尾上：
为了使垂尾经受住涡流产生的载荷，F/A-18C/D不得不对垂尾额外补强，如下图中红圈所示：
YF-23的V形尾翼因为不必考虑平尾的要求，从而拉开了非常大的间距，所以超音速阻力小。在对比试飞中，YF-23“黑寡妇II”的超音速巡航速度大于YF-22“猛禽”，这虽然有黑寡妇II更符合面积率等其他原因，但这对超大间距V形尾翼对减阻的贡献也很重要。
再有，这对V形尾翼还可以非常有效地利用涡升力。从下图可见，YF-23“黑寡妇II”从飞机头部的最前端就有用于产生涡流的锐利的棱线边缘，而所产生的涡流可以使整个机身在大迎角下产生升力：
尤其激起人们兴趣并在二、三十年后的今天仍对黑寡妇II念念不忘的，是这对V形尾翼在大迎角下对涡流的控制作用。飞机头部产生的涡流流经中机身，又被后机身发动机喷流的引射作用赋予额外的能量，最后通过V形尾翼与海狸尾所组成的半弧形通道而离开飞机。而作为这个半弧形通道一部分的V形全动尾翼，因为涡流的作用而在大迎角下仍然可以通过偏转产生相当的气动力，导致飞机有很好的大迎角控制能力。
在与YF-22的对比试飞中，诺斯罗普团队向军方表示，风洞测试显示YF-23“黑寡妇II”在大迎角下有很好的控制能力。但遗憾的是，为了降低风险而没有在验证机上实际飞出大迎角。
在对涡流的利用上，F-22“猛禽”并不如YF-23“黑寡妇II”充分。黑寡妇II是从飞机最前端开始产生涡流，而猛禽的机头棱线则没有类似的锐利边缘，只是在驾驶舱后面的进气口到机翼前端这一段有锐利的棱线边缘以产生涡流，如下图所示：
YF-23“黑寡妇II”通过涡流赋予V形尾翼高机动性的思路可谓匠心独具，后来拉尔福?派力堪（RalphPelikan）又在此基础上前进半步，发明了派力堪（Pelikan）尾翼，具体请见空中吴钩的另一篇文章《闪电的“二”传统之五：鬼怪》。随着隐身和超音速减阻的要求越来越高，这种由YF-23“黑寡妇II”开始的高机动战斗机尾翼创新还会继续下去。
YF-23“黑寡妇II”另一个让人难以忘怀的特点，就是优异的全向隐身性能。
下面这张照片可以体现出黑寡妇II的很多隐身设计：
上图可以看到YF-23“黑寡妇II”机翼几乎是个标准的菱形。机翼后缘的大角度前掠表明黑寡妇II不但重视前半球的隐身，也高度重视后半球的隐身。不过这种菱形机翼虽然超音速性能好，但在亚音速会有较大的诱导阻力，体现出YF-23“黑寡妇II”更重视隐身和超音速性能的设计思路。
每台发动机喷口后面那道长长的沟槽也表明黑寡妇II对全向隐身的不懈追求。这个沟槽和尾部设计使得发动机内部距喷口很近的加力燃烧室火焰稳定器等器件难以被对手的雷达探测到。除了优秀的雷达隐身性能，这个沟槽也大大降低了飞机的红外特征，使得黑寡妇II在红外隐身上技高一筹。因为高温的发动机排气不但在沟槽中被迅速冷却，而且排气的红外辐射被机身尾部从下方和侧方遮蔽。
相比之下，F-22“猛禽”的后半球隐身就比YF-23“黑寡妇II”差了很多。但是F-22却因部分放弃后半球隐身性能而获得了比YF-23“黑寡妇II”更好的亚音速性能和过失速机动能力。这两架飞机的不同取舍表明二者对新一代战斗机的空战方式有不同的理解，黑寡妇II认为空战主要在超音速通过中距离导弹进行，而猛禽则认为亚音速的近距离格斗仍然难以避免。
下图是F-22“猛禽”的后部，飞机尾部结构对发动机喷口的隐身遮蔽远逊于YF-23“猛禽”，但是却使用了矢量喷口，所以有优异的低速和过失速机动能力：
这种对空战方式的不同理解导致美国空军选择了YF-22“猛禽”而不是YF-23“黑寡妇II”，因为美国空军也认为亚音速的近距离格斗不可避免，也宁愿为获得压倒对手的近距离格斗性能而适当牺牲隐身和超音速巡航性能。
美国空军选中YF-22“猛禽”的第二个原因是洛克希德公司臭鼬工程队卓越的管理和优秀的执行能力。在大迎角性能对比中，诺斯罗普团队只是用风洞数据表明YF-23“黑寡妇II”具有优异的大迎角操控能力，而臭鼬工程队却实实在在地用YF-22“猛禽”飞出了惊世骇俗的60度大迎角下的滚转。在武器对比中，诺斯罗普团队只是提供了纸面上的格斗导弹舱设计，而在YF-23验证机上却没有格斗导弹舱只有中距导弹舱。相比之下，臭鼬工程队的YF-22不但既有格斗导弹舱又有中距导弹舱，而且实际发射了格斗导弹。虽然YF-23“黑寡妇”在设计上令人耳目一新，但在从验证机制造到试飞所达成的技术难度和广度上，都不如臭鼬工程队。这就好比两个厨师比赛做红烧肉。在规定的时间内，厨师甲做出来的是佐料齐全火候具足的红烧肉，而厨师乙做出来的是缺了酱油而且只有半熟的红烧肉。虽然厨师乙有充足的数据证明他的红烧肉如果加了酱油并煮熟了以后会比厨师甲的更好吃，但赢得比赛的应该是厨师甲。
下图是驾驶YF-22“猛禽”首飞的洛克希德试飞员大卫?弗格森（David Ferguson），这张照片拍摄于1991年。从这个老头儿坚毅的目光和笔直的站姿，可以一窥臭鼬工程队精气神之一斑:
总之，YF-23“黑寡妇II”并没有输在创新性的总体设计上，而是输在对空战的理解与美空军不同，也是输在诺斯罗普团队的管理水平和执行能力上。
这就是二、三十年前震动世界航空界的猛禽与黑寡妇II之战，这就是在总体设计上标新立异、独树一帜的YF-23“黑寡妇II”。
在十几年前，中文网络的军事论坛中活跃着一个网络ID为YF-23的女孩。她写了很多飞机的文章，有些发表在诸如《兵器知识》之类的杂志上，更多的则散迹于诸多军事论坛中。网络中传言，她是西北工业大学飞机设计专业的学生，在本科和硕士学习期间利用闲暇时间写了这些飞机的文章。
然后，突然之间，她就从网络中消失了。网络传言，她硕士毕业，到了一个飞机设计研究所，从此退出“江湖”。
西北工业大学是中国航空工业的动力之源，无论新一代重型隐身战斗机成都J-20“威龙”的总设计师扬伟，还是大型喷气运输机西安Y-20“鲲鹏“/”胖妞“的总设计师唐长红，都毕业于西北工业大学。
“谁还会为理想而战斗？”他们都在为理想而战斗。
下图是成都J-20“威龙”:
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