印度“光輝”戰斗機是空氣動力學教科書般的實現，殲20卻是野路子

這是昨天回復的別人的信息：

先別急著罵，相信你看完這篇文章能受益匪淺。

很多很多年前有人問W君誰是氣動設計最好的戰斗機，W君會給他說是印度的“光輝”，今天如果有人問相同的問題，W君的答案依舊不變——這是一架空氣動力學教科書式的藝術品。更牛逼的是這玩意竟然能飛起來！

這里面有一個很多軍迷不被指點的話一輩子都跨不過去的一個大坎——如何站在專業的角度去看一個武器系統的設計。

如果單從空氣動力學來講“光輝”戰斗機的設計是無可挑剔的，就這個設計而言你可以用你能想到的所有贊美之詞來形容這架戰斗機。

不信？咱們簡單的一項項拆開來講： 首先是面積率的精準運用。

戰斗機的設計并不是為了好看存在的，其中有很多經驗設計，甚至被總結成了空氣動力學的定律。這里面最重要的一條就是“面積律”。

所謂的面積律（area rule）又叫“惠特科姆面積法”。是指在設計飛機的過程中，對飛機的氣動外形進行修正的一種方法。

當一架飛機在跨音速飛行的時候（馬赫0.8-1.2），由于飛機是一個在空氣中高速運動的剛體，氣流在飛機上沿著飛機表面被向著不同方向推開。

一個反直覺的事情就出現了，即便飛機接近音速但不超過音速的時候，飛機推動的局部氣流可以被飛機加速到音速。

在這些超音速流動區域形成的激波會導致阻力突然增加，稱為波阻。為了減少激波的數量和強度，飛機的氣動外形應盡可能使橫截面積從前到后平滑過渡——面積律。

很多人不理解這句話的概念，飛機的橫截面積不就是平滑過渡的嗎？其實不然！如果是一枚火箭這件事成立，但飛機有機翼，機翼的橫截面積也需要被算進去。

也就是說如果機身只有部分只有機身那么可以在這個部分計算機身橫截面積，但如果這段機身有機翼，那么也得計算機翼的橫截面積（圖上藍色部分）。

正是因為要把機翼也納入截面積計算，絕大多數飛機在機翼根部位置，都會天然出現一個“截面積突變區”。如果設計人員不刻意去修正這部分幾何形態，那么一道跨音激波，幾乎是注定要在這里形成。

真正完全運用面積律修正的飛機是什么樣子呢？這玩意看起來會讓你覺得很奇怪！

例如二戰末期德國的容克-287轟炸機：

這個圖你別看反了，粗大的機頭，機頭邊緣放置了兩臺噴氣式發動機和兩臺助推火箭，前掠翼，在主翼下方又各自放了一個噴氣式發動機以及各自的助推火箭，不僅如此，這架飛機還采用了固定式起落架，而且似乎多此一舉的把起落架的外緣做成了臃腫的形態。

現在軍迷看慣了F-16、Su-27，乍一看容克287是不是有一種掀桌的沖動？這是什么破飛機？？？但你得知道，這架破飛機恰恰是當時材料、發動機推力、結構設計和空氣動力學的最優解。

如果你看原始設計圖紙，你會發現工程師的思路就是圍繞著面積律對這架飛機進行的優化。甚至不惜把兩臺巨大的噴氣式發動機肥仔機頭上，也能解釋這架飛機為什么被設計成了前掠翼形態。

畢竟，如果你從截面積上來看，這架犬牙參差樣子草率的轟炸機的變化曲線卻又驚人的平滑。

當然，為了滿足面積律修正的設計當年的德國有各自奇葩的設計案例：

有的硬生生直接在飛機上切掉一塊，形成噴氣式發動機的進氣道。

有的干脆躺平，在現在看還頗具現代設計的風格：

為什么提了幾架德國飛機？惠特科姆面積法嘛，惠特科姆本身就是德國人，之所以說是NASA工程師，是因為二戰結束后回形針計劃的結果所致。

在現代戰斗機的設計中往往還會做面積律的修正，而且在面積律上還推出了一個2.0版本，叫做超音速面積律。這個新版本會結合前面咱們談到的面積律（跨音速面積律）一起做為飛機設計的參考依據。

在超音速狀態下，波阻不僅取決于橫截面積變化是否平滑，而是取決于等效體旋轉體（equivalent body of revolution）的面積分布函數及其二階導數特性。

這樣一來就很有意思了，你不僅僅要在一些位置上收縮機身，為了滿足超音速飛行的時候，機身還得在適當的位置進行外放。一個很著名的例子完美的運用了面積律2.0，就是以色列版本的F-16戰斗機的保形油箱。

你會看到本來應該平滑的機身上卻特別突兀的又突起了一大塊，在這個部分上F-16I可以說是做到了凹凸有致縮放自如。

但如果從直覺上來看這架飛機的設計，是不是又回到了二戰容克287的路子上了呢？是吧？你發現了一個很諷刺的現象——在空氣動力學這條路上走到盡頭的飛行器，往往丑得讓人懷疑設計師的人品。

現在咱們再來看“光輝”戰斗機。

注意到垂尾前端的異常隆起了嘛？這是面積律2.0

注意到主機翼中段的隆起了嗎？以更優雅的方式解決了機體橫截面的快速膨脹

注意到發動機艙利落的收縮了嗎？完美的實現了面積律的過渡。

如果你把這些特征單獨拆出來看，它們都算不上“漂亮”；但當你把它們放回氣動模型和波阻曲線中去看，它們卻近乎“完美”。這正是“光輝”最有意思的地方：它并不是在追求造型上的美，而是在追求函數上的正確。

從這個角度說，它更像是一道被完整解出的空氣動力學方程，而不僅僅是一架飛機，而是一個空氣動力學的藝術品。你現在還會覺得它的設計不好嗎？至少，你要想讀懂現代戰斗機對于面積律的運用，“光輝”戰斗機就是教科書般的存在。

不僅如此，咱們再說一個名詞——超臨界機翼。

超臨界機翼依然是和飛行性能有關。咱們用最簡單的方法來講“超臨界機翼”，我們都知道飛機的機翼是一個上弓形的形狀。

上方彎曲度大一些，導致空氣流過機翼表面流速增快壓強變小，由于機翼翼面上下的壓強不同對飛機產生了托舉力，這也就是我們常說的升力。到這里是普通的軍迷水平，但如果是一個高階軍迷會注意到W君加黑的“流速增快”吧？當飛機接近音速飛行的時候，機翼上表面的氣流流速增快回怎樣？——超過聲速！這層超過音速的氣流會層層疊加，從機翼翼面上分離，大幅度的增加飛行阻力同時還會降低機翼的升力。

如果你乘坐飛機出行，在座艙里面仔細觀察飛機的機翼，你會發現一條條小的氣流波動：

這張動圖很好的顯示了這個擾動，你會發現機翼上的黑色線條出現了視覺上的擾動，雖然小，但是明顯可見。這就是分離氣流帶來的空氣密度急劇變化產生的空氣折射率的改變。99.99%乘坐飛機的人是不會注意到這個現象的。其實我們看到的這個小擾動就是圖片中紅色的部分：

那么什么是“超臨界機翼”（Supercritical Wing）呢？它改變了機翼下沿形狀。

通過計算曲率延遲了那道紅色的激波出現。這就讓機翼上真正有升力的部分大面積增加，進而提高了機翼效率。

回頭看“光輝”戰斗機，這是一個典型的超臨界機翼的運用方式：

“光輝”的復合三角翼，其翼型設計就是超臨界理論的完美應用：翼根與機身的面積律修形完美耦合，翼型剖面設計精密，旨在最大限度地推遲激波形成和阻力發散，從而在跨音速和高亞音速條件下保持卓越的效率和較低的阻力。

你看，“光輝”不僅滿足了面積律的苛刻要求，在機翼效率上也做到了教科書式的標準。

W君一向不吹不黑，說一個東西好，一定會給大家解釋清楚哪里好，說一個東西不好，也一定會給大家說到底哪里不好。你如果能耐著性子看到這里，你就至少知道了“面積律”和“超臨界機翼”兩個概念，并且還會有一個“唉？‘光輝’戰斗機這樣一看還是不錯的嘛”的想法。

這其實就是W君想說的第一層意思：很多時候，對一架飛機的“好感”，并不是來自它的真實水平，而是來自你是否能看懂了它的設計邏輯。

當你真正理解面積律、超臨界機翼、跨音阻力和激波位置這些概念之后，再回頭去看“光輝”，你就很難再用“丑”“怪”“低端”這些標簽去評價它了。你看到的，就已經不再是外形，而是一套完整、嚴謹且高度自洽的空氣動力學邏輯。

所以，從這個意義上說，“光輝”是一個非常好的教材。它的價值，甚至未必在于作戰能力本身，而在于印度的航空設計師們把空氣動力學中的很多“理想狀態”，非常誠實地、非常赤裸地呈現在你面前。

那你再看殲-20，你能看到什么？鴨翼布局、八個舵面、DSI進氣道……其實殲-20上每個設計從經典的空氣動力學上來看都是“野路子”，并不存在于經典的教科書上。甚至一度坊間笑談“推力不夠鴨翼來湊”……

“推力不夠鴨翼來湊”——這句坊間笑談，恰恰就是W君要說的，很多軍迷一輩子都跨不過去的另一道坎：如何看待設計中的“看似不完美”。

其實，印度就是我們的昨天。在說光輝之前，W君還在很久很久之前寫過一篇文章《前來填坑：為什么說殲-8II的氣動設計在當時無人能敵？》

在很長的一段摸索階段，我們也嚴格遵循著教科書的規范做事情，畢竟這樣不會錯。有了看“光輝”的眼光，那么大家來看這架飛機：

沒錯，這張圖上的飛機就是我們的殲-10C從一個最能體現這架飛機氣動設計精髓的角度來看，你會發現在“光輝”上有的氣動設計思路在咱們的殲-10C上也有，在“光輝”上沒有的氣動思路其實在殲-10C上同樣不存在——兩者都是“嚴格服從跨音清潔解的飛機”。

也是為什么你從某些角度看殲-10C，會有一種“這個東西很純粹”的感覺。是因為：它是非常標準的氣動工程思維產物。當然了，這玩意能打下印度的陣風戰斗機，這一點咱們姑且不提。

那么為什么“光輝”這架氣動設計如此成功的飛機反而不行呢？說句不客氣的話——“小鎮做題家”。“光輝”在氣動這一門學科上幾乎把題做滿了分，但戰斗機的設計從來就不是一門學科的考試，也不必要去追求滿分解。

原因之一是因為設計是要服從需求的，W君是特別支持“及格萬歲，多一分都是浪費”的思路的；之二，人類對空氣動力學的探索和實踐太少了，其實滿分的答案在所有的空氣動力學可能性面前和0分沒太大區別。

而且更殘酷的事實是——現代戰斗機的氣動設計的最優解，早就不是“第一優先級”了。這也是為什么在去年年底“殲-36”和“殲-50”亮相的時候W君就氣動設計的問題說了一句“背典忘祖”的風涼評價的原因了。

我們來看“光輝”犧牲了什么：

為了空氣動力學嚴格遵守面積律導致了機身空間急劇收縮，結果是什么？機內燃油不足，以至于航程受限；設備艙空間緊張，以至于雷達尺寸受限；管線通道擁擠，以至于維護難度增加；掛架位置受選型限制，以至于任務適配差……

“光輝”那些在氣動曲線上“漂亮的一筆”，最后都會在工程上變成“難堪的一厘米”。優秀的戰斗機不是“氣流最舒服的”，而是——在氣流、設備、人、彈藥、油料之間找到最能打仗的那個妥協點。而“光輝”沒有妥協，它更像在向老師證明：我算對了，可事情做的很SX……

那么今天倒數第二個話題——為什么“光輝”這么優秀的學生活成了人人鄙夷的樣子？

說穿了，“光輝”真正的問題從來不在氣動設計本身，而是在它被賦予的意義上。

印度人在一開始就把這個項目放進了一個“神話敘事”的框架里：Tejas（光輝）、Arjun（阿瓊）、Vikrant（勝利者）……這些名字承擔的，不是型號識別的功能，而是一種民族情緒、文化投射和自我證明。它們本該是技術完成之后、被歷史驗證之后的命名，卻被提前使用在一個尚未成熟的工程上。結果是，武器成了口號的載體，而工程成了信念的證明工具。

當一件尚在摸索中的裝備被命名為“光輝”，它立刻就失去了最珍貴的東西——失敗的自由。所以這個項目坎坎坷坷的走了40多年。

從項目開始的那一刻起，設計目標就不再只是解決技術問題，而多了一層心理負擔：不能錯，不能改太多，不能偏離經典，不能讓這個名字“失色”。于是，設計人員被迫在一個“看起來最正確、最安全、最標準”的路徑上越走越深，直到整機被困死在教科書的框架里。

這也是為什么，你會看到“光輝”在氣動曲線上如此漂亮，卻在實際運用起來如此難堪。

這不是設計能力的問題，而是優先級的錯位。簡單的說就是印度人“著相了”。

一架真正成熟的戰斗機，從來都不是“氣流最舒服的”，而是——在氣動性能、結構強度、航程需求、任務載荷、維護便利性之間找到那個最有戰斗價值的平衡點。所謂“好看”的氣動解，往往只是眾多約束中的一個維度，而不是全部。

而“光輝”選擇了極端忠于理論，卻很少為現實妥協。它更像是一道對老師負責的標準答案，而不是一件對戰場負責的武器。

反過來看殲-20，這一點就區別明顯。

“殲-20”這三個字，本身是高度去敘事化的。它沒有神話意味，沒有史詩包裝，沒有情緒預設。它只是一個武器型號，甚至威龍、黑絲帶這樣的名字其實都只是網友們的愛稱而已。這種極度冷靜的命名方式，其實給了設計者極大的自由度——可以推翻，可以修正，可以不斷試錯，可以走非線性路徑。

于是你看到的“鴨翼布局”“DSI進氣道”“多舵面配合”，在教科書里或許不是“標準答案”，但在現實條件下，卻是對隱身、升力、操控、發動機推力、氣動穩定性等多重問題的綜合妥協結果。

這些設計之所以被稱為“野路子”，并不是因為它們不懂空氣動力學，正相反——是因為它們太懂了，所以才敢跳出傳統路徑。

說到底，這不是聰明與否，也不是技術高低的問題，而是兩種完全不同的工程哲學：

一種是：先證明“我算對了”，再去嘗試“我能不能用得好”。

另一種是：先確認“我能不能贏”，再倒推“我該怎么設計”。

前者造出來的是標準答案，后者造出來的是現實武器。

從這個意義上說，“光輝”之所以活成了今天這種評價，并不是機器的問題，而是它被強行背負了一個遠遠超過自身能力的“理想形象”。當現實無法托起這個形象，墜落就已經是注定的結果。

那么今天最后一個問題——殲-20到底是什么？其實雖然裝備了幾百架，但對于我們來說，依舊是技術層面上不斷探索不斷發展的實驗性機型。

要不然，其后繼機型怎么會又完全不像殲-20了呢？

不念過往，不畏將來，自然也別站在原地居功自傲。

對于印度嘛，其實，說到底還是哲學——中國有句古話叫做“事以密成，言以泄敗”。

真正的強大，往往不以語言示人。而不是拿了一張PPT就賦予了過多的意義。

楊偉總師（想象中的回復）：“野路子？不，我們只是把下一版教科書，先飛到天上去了[憨笑]”