寫在前面

本文是前一篇文章的擴寫 https://zhuanlan.zhihu.com/p/559598774，加入瞭落葉升的內容。

傳統上，網友俗稱的“落葉飄”機動，並不是一個很科學的譯名。因為英文中的“falling leaf”特指一種失控飛行模式，而非空戰機動。而F-18/22/35，蘇-35/57等戰鬥機邊自轉邊下降的機動在英文中已經有專有名詞“pirouette”(芭蕾自轉)或“pedal turn”（腳蹬轉彎）。不過考慮到大多數讀者的習慣，本文仍稱呼其為“落葉飄”。

“落葉飄”有螺旋下降的特點，所以最近部分網友把螺旋上升稱為“落葉升”，本文也采取這一俗稱。沒準多年之後，這會變成學術界的統稱也說不定。

“落葉飄”和“落葉升”的特點

落葉飄過程中，機頭隻能水平或者向下指向， 不能向上。落葉升過程中，機頭隻能向上指向， 不能水平，也不能向下。

經常看航展表演的朋友可以註意到這麼兩個現象：落葉飄機動過程中，機頭不能向上指向；落葉升機動中，機頭不能水平或向下指向。這是因為目前並沒有技術將飛機穩定在大於90度的攻角中（眼鏡蛇等機動的110+度攻角是瞬時的，無法穩定維持），而且對於落葉升機動，還有一個額外的約束要求推力產生向上的分力用於抵消重力，機身無法水平。所以從實戰的角度出發，“落葉飄”機動時上方是攻擊盲區；“落葉升”機動時下方是攻擊盲區。為瞭最小化盲區，落葉飄時應有盡量小的下降率，落葉升時應有盡量小的上升率。敵我兩架飛機都做落葉飄時，高度下降率低的可以獲得從上向下的攻擊機會；敵我兩架飛機都做落葉升時，上升率低的可以獲得從下向上的攻擊機會。

T-4教練機的落葉升：

T-38教練機的落葉升：

https://www.bilibili.com/video/BV1Ce4y117SQ?t=0.5

美國飛行員對F-5做落葉升的評價：

考慮到落葉飄和落葉升有很強的對稱性，後文以討論落葉飄為主，其結論對稱後也適用於落葉升。

角速度重要麼？

“落葉飄”機動經常被大傢津津樂道的一點，就是其極高的角速度，幾秒鐘就能轉一圈，比通常的盤旋快太多瞭。甚至很多人掐秒表對比，樂此不疲。比如下圖：

下圖截取自F-22飛行員Paul Metz聽證會現場展示的視頻：

https://www.bilibili.com/video/BV1dL41137Cy?vd_source=d1fc96640a9655158eba141d5549a20f

下圖為蘇-35的落葉飄：

下圖截取自洛克希德馬丁公司的F-35官方視頻，可見角速度之高：

網友對“角速度”的盲目崇拜顯然是錯誤的。原因很簡單，實戰中的落葉飄並不需要很高的角速度，就能完成對目標的穩定跟蹤。分兩種情況討論。

1） 目標不具備超常規機動能力，隻會做常規轉彎機動。考慮到常規轉彎的持續角速度撐死瞭每秒20度多一點，自機的落葉飄的角速度隻需要不低於這個值，就能穩定跟蹤目標。

2） 目標也會做落葉飄。註意落葉飄的高角速度改變的僅僅是姿態，其位置仍是一條近似垂直下降的直線（實際上是一條小半徑的螺旋線），非常的不“高機動”。所以自機的落葉飄幾乎不需要多少角速度，就能穩定跟蹤目標。敵我互鎖，直到一方墜地。

綜上所述，落葉飄角速度隻要不低於對手的持續轉彎角速度（最多每秒20度多一點），就能穩定跟蹤目標。那麼，落葉飄最關鍵的性能指標是什麼呢？是高度下降率，正如本文第二節討論的。如果敵我雙方都會做落葉飄，最大的可能性是互相鎖定。然而如果雙方的高度損失率不同，下降率低的飛機會位於下降率高的飛機的上方，取得攻擊機會。反過來，下降率高的飛機因為無法抬頭，無法鎖定處上方的飛機，因而處於被動。落葉升的情況是對稱的，高度上升率越低越有優勢，可以取得從下向上的攻擊機會。

我們繼續討論落葉飄。那麼如何降低高度下降率呢？落葉飄本質上是很大攻角（超過50度）的偏航機動。對抗重力的仍是升力。為瞭降低高度損失率，需要增加高攻角下的升力。這方面，精蘇口中“擅長氣動”的蘇霍伊設計局恰恰是反面教材：由於無法解決高攻角俯仰力矩過大難以控制的問題，蘇式戰機隻得選擇瞭高攻角升力較弱的低性能邊條，升力銳減，導致蘇-35/57的落葉飄高度下降率暴漲，如下圖所示：

風洞數據顯示3號邊條升力特性差於1號（曲線尖拱形）和5號（窄長梯形）邊條。然而為瞭逃避高攻角俯仰力矩難以控制的問題，蘇霍伊為側衛系列戰機選擇瞭性能最差的3號邊條。蘇-35的高度損失率因此惡化。蘇-57也未能使用1號或5號邊條。F/A-18E，F-22，F-35等戰機使用瞭1號或5號邊條。

俄羅斯每屆MAKS航展在飛行表演時都會有詳細的塔臺語音解說每個動作的細節。通過動作起始/中止高度推算得知蘇-35/57的落葉飄高度損失率達每秒60-70米，與其說是落葉飄，不如說是落石。

其競品F-35戰鬥機的落葉飄高度損失率是多少呢？隻有每秒27米。這個數字可能讓大傢震驚，精蘇震怒。別急，證據來自F-35B官方航展操作規程，如下所示：

F-35B航展載油標準為10000磅，亦即4537千克。根據類似尺寸的飛機的典型航展耗油計算，進行到Pedal Turn時至少還有3000千克。

這就是F-35在轉彎機動中能持續咬住蘇霍伊戰機的底氣。無論對手使用何種方式轉彎，常規轉彎也好，落葉飄也罷。常規轉彎的角速度不足，落葉飄高度損失率過高會導致蘇霍伊戰機無法將機頭指向高處的F-35，而F-35可以自由自在地以自己喜歡的方式鎖定下方的蘇霍伊戰機。也正因為如此，已經有俄羅斯媒體宣稱F-35機動性優於蘇-35和蘇-57。

已經有部分俄羅斯媒體認為F-35機動性超過蘇-35和蘇-57。

所以，高度損失率才是落葉飄機動最重要的性能指標。高度損失率隻有每秒27米的F-35能夠輕松鎖定各種款式的“超機動”蘇霍伊戰機，而讓自己處於安全位置。現在的F-35與2015年的AF初期版F-35（曾經和F-16D演練）已經不是同一款飛機，無論氣動還是飛控。

F-35的氣動細節一直在進化中，比如平尾面積有顯著增加。

而根據另一款超機動戰機F-22的航展操作規程，F-22的落葉飄高度損失率也是不到每秒30米的，可見美帝已經找到瞭落葉飄的精髓。

最後可能還有讀者有疑問，如果對手不以落葉飄，而以常規轉彎應對F-22/35的落葉飄，是否有效呢？答案是否定的。筆者先說結論：

我們知道F-35B帶3000千克以上的內油，以每秒27米的高度損失率，可維持每秒28度的轉彎角速度。

然而典型的第四代高機動性戰鬥機米格-29帶區區1700千克內油，以每秒176米的高度損失率，隻能維持每秒23度的轉彎角速度。

證據如下，來自米格-29飛行員培訓教材（中譯本）：