F-16（二）——能量机动理论的践行者和“格斗之王”
原创不易，请认可价值，本文为“今日头条 英雄光”原创，转载请注明出处 2020-4-9
上一篇重制版《战隼凶猛（一）》重点介绍了F-16的历史及其庞大的家族，这是一个比较复杂的过程，需要去考证不同的资料，花费不少时间，不过这样的文章也是有意义的，这篇《F-16（二）》正是在第一篇的基础上出现的。
F-16
能量机动理论的践行者
F-16的创始人博伊德是能量机动理论的创始人，战斗机黑手党之一，这些人一开始对F-X计划的设想是轻型的擅长格斗的能量战机，在理念不可能相融合的情况下，他们屡次妥协，最终使F-16通过和F-15高低搭配的多用途战机的形式诞生。
虽然F-16经过了妥协和牺牲，但是从机动能力上来看F-16其实还是保留了自身的核心思维：能量机动性以及跨音速机动能力。
我们从气动设计和机动能力的表现去简单探索一下F-16的能量机动性。还是那句话，笔者自身存在局限性，文章中可能存在错误，欢迎评论区理智讨论。
F-16
气动设计
笔者在查阅了一些资料以后发现，F-16的气动设计一直在两个方面下手：1. 减重；2. 跨音速机动能力。很好理解，作为轻型战机，减轻飞机自重，不仅能够提高作战效能，而且能够提高飞机推重比进而增加飞机的能量机动性。
注重跨音速机动能力也是十分正常的，因为自从F-4鬼怪这些二代机之后，三代机普遍从追求极速到了追求高亚/跨音速机动能力，F-16的前身LWF计划本身就是在试验轻型战斗机的中高空跨音速实战能力。
F-16整体采用了常规布局，翼身融合，长边条的设计，也是第一个采用电传飞控的服役战机，这些都为了上述两个方面。
（PS：F-16也是第一个采用边条翼服役的战机。）
F-16C block50的俯视图和侧视图
机翼设计
从上面的三视图可以很明显的观察到，F-16的主翼是切尖三角翼，即三角翼的两端被切掉了。笔者个人认为可能是为了防止高速下的震颤和抖动，而且翼尖也可以增加挂架来提高载弹量。
（PS：翼尖震颤的问题对于前掠翼战机来说尤其严重，想要解决必须付出很大的重量代价来提高机翼材料的刚度，这也是前掠翼战机在一开始受到放弃的主要原因，这个问题貌似已经被苏-47解决。）
F-16的主翼前缘后掠角为40度，展弦比为3左右。40度的后掠角相比于幻影-2000那样的三角翼战机的后掠角要小一些，展弦比相比一些超音速战机要大一些，这应该是在综合跨音速的机动能力，毕竟传统的战机需要去斟酌主翼的参数，如果有TVC的话，标准可能能够适当放宽。
长边条
边条翼就是机翼，只不过这个机翼一般都较细长，而且位置附着于主翼前缘根部到机头这一段，整个机翼的形状和位置都很形象，所以被称为边条翼。边条翼的作用是：提高飞机大攻角下的升力。
体现在升力曲线上就是，峰值向右向上移动，对应攻角向右移动
这是非常有利的，我们知道，飞机在盘旋时，必须取得更大的升力才能够有足够的过载去增加角速度。在同一高度的情况下，空气密度改变不大，机翼面积一般情况下也不会变，那么增加升力的方法就只有两个：增加升力系数和提高速度。
提高速度固然可以提高升力，增加法向过载，但是我们要知道，过载不变的情况下，线速度增大，角速度无疑更小，盘旋半径也会增大，这就与追求更好的盘旋角速度的目标相悖，所以只能考虑增加升力系数。
（PS：超音速稳盘就是典型例子，此时线速度很高，即使F-22能够达到6.5G过载，其稳盘角速率也远不如亚音速下的角速率。但即便如此BVR中，超音速稳盘还是非常有用的。）
升力系数是关于攻角的函数，增大攻角，就能够提高升力系数，但是阻力系数也在提高。边条翼可以增加大攻角下的升力，这意味着在盘旋过程中，有边条翼的飞机相比较于没有边条翼的飞机，可以在更小的攻角下达到同一过载，表现在飞行员操作上就是减小了拉杆的程度，那么功角减小了，阻力系数也就更小了，飞机的剩余推力就更大了，能量机动性自然就更好了。
比现在升阻极曲线上就是减小了极曲线的弯度系数，此图来源于《航空飞行器飞行动力学》
边条的作用表现在上图就是减小了极曲线的弯度系数，即在大攻角状态下，相同的阻力系数会对应更高的升力系数，当然这幅图的攻角只到了10度是体现不出来的。
（PS：上面仅仅是我个人的猜测，想要成立起码要满足这个条件： 盘旋过程中，攻角要足够大；因为边条翼会显著改善大攻角下的升力，所以攻角要足够大才能满足条件，不过在亚音速下应该是没问题的，因为想要角速度高，相同速度下的过载肯定要高，既然速度一定了，那么想要提高升力必然要增加升力系数，也就是增大攻角。）
翼身融合
翼身融合的好处也很明显，消除了机翼和机体之间的缝隙，自然可以减小阻力，也可以减小一定的RCS。机翼和机体的相连，也带来了更可靠的结构，一定程度上可以减轻重量。
飞行手册
从这些设计上来看，笔者认为F-16无疑是偏重于跨音速机动能力的，那么接下来我们从数据上来看。
推重比
F-16C block50的使用空重
F-16C block50的使用空重为19261磅，也就是8.736吨，F110-GE-129的推力大概是在129.1千牛，也就是13.16吨的推力，这样计算的话block50的使用空重推重比应该是1.506。如果用38264磅的满载重量也就是17.356吨的话，推重比就为0.758。
F-16C block52的使用空重
F-16C block52的使用空重略高于block50型为20168磅，也就是9.148吨，PW-229同GE-129的推力差不多，也在129.1千牛，那么使用空重推重比为1.438，满载起飞重量为13.16/17.768=0.74。
（PS：其实是应该找推力曲线的，手册目录中有，但我翻了半天只看见block50 52和52带CFT的三种机动性描述，没找着推力曲线。）
我们可以做对比，米格-29G（德国版米格-29A）的使用空重推重比为1.48，苏-27SK为1.45，F-15A的是1.728。除了F-15以外，剩下三种飞机基本处于伯仲之间，这样来看，F-16的推重比还是很高的，起码有了能量机动的基础。
参与老虎会的希腊F-16C block52
机动优势区间
我们知道每架飞机都有各自的机动优势区间，也就是在这个区间范围内，飞机的机动性比其他区间要更好一些，体现在稳盘过载包线图上就是可用过载高的区间。
（PS：这个区间既包含速度也包含高度，各高度下的机动优势区间所在的速度区间很可能是变化的，比如米格-29G，当然也有可能不变或者变化不大，比如F-15的稳盘过载包线图，这些图以前都发过，在这里就不再次举例了。）
我手里只有两份F-16的飞行手册，一份是T.O. GR1F-16CJ-1，一份是T.O. GR1F-16CJ-1-1，这两份都是介绍希腊F-16C/D block50/52系列的，当然这个系列的手册不止这两份。
（PS：这张图一起上传的话就会失真，我试了一下效果，应该会看不清数据，那就相当于我一个人在唱空口相声了，所以在这里把同一张图分成了两部分，并且省略了图中间和本文内容无太大关联的内容。）
我们先看前提条件，高度为海平面，发动机是PW-229，显然这是一架F-16C block52，阻力系数为0，说明没有挂载，重量为22000磅，用上面的空重图也就是携带了1832磅，0.83吨的燃油，发动机为加力推力。
没办法，图还是这个样子，我随后发到评论区，看看会不会好些
这张图我们可以清晰的看见F-16C block52的机动优势区间，即稳盘最大速率都在0.7Ma到1.0Ma跨音速区间内得到，当然还需要表现纵向高度才能完全证明，但是那样一张张贴图的话就太麻烦了，我就直接说结果了：
在7620米的高度下（26000英尺），F-16C block52的机动优势区间都在跨音速区间，高度再往上走，各区间的最大稳盘速率差异就不大了（换句话说就是PS=0的这条曲线越来越平滑），但依然是跨音速区间最高。不过高的幅度很小，到了15240米（50000英尺），跨音速区间的稳盘速率比超音速区间的稳盘速率高了还不到0.5度/秒。
（PS：这里就能体现出稳盘包线图相对于能量机动包线图的优势了，机动优势区间是一目了然的。）
我们得到结论：F-16的性能表现和其设计指标是完全吻合的。
希腊F-16C
稳盘瞬盘速率
还是上面那副图，我们可以清晰的看见，0.7Ma左右，F-16能够做到9G过载，最大稳盘速率在21.5度/秒左右，这是个非常厉害的稳盘速率，这意味着F-16在不消耗能量的情况下自转一周只用16.74秒。
F-16的最大瞬盘速率是24.8度/秒，这个图中标出来了。
通过上述对气动设计和飞行手册的分析我们发现：F-16是能量机动理论的践行者，而且整体机动优势在于跨音速区间。
格斗之王
笔者认为F-16是三代机中的格斗之王，这有大量的F-16和其他机型在空演中或冲突中的例子，我们来简单看两个例子。
波兰空军的演习
波兰空军接手了德国二手的米格-29G，也引进了一些F-16C block52，两者在演习过程中，F-16携带了多余的保形油箱，飞行员称“如果F-16不携带保形油箱，那么飞行员将得不到锻炼。”
波兰的F-16C block52
和台风的机炮格斗
这个笔者并不知道此次格斗发生的具体时间和情况，但是有一个视频，在视频中台风和F-16进行演习，最终结果是F-16三次用机炮干掉了台风。
这样的结果和例子有很多，《追求最优的格斗敏捷性——F-16技术分析》这篇空军之翼的文章中写了不少，我就不再举例子了。
笔者对于F-16的印象是格斗之王，能量机动战机，性价比出众的多功能轻型战机，那么你对F-16的印象是什么呢？
本文引用：
杨文轩 吴茜《追求最优的格斗敏捷性——F-16技术分析》 空军之翼 2016-03-29