飛行者一號，操縱面在主翼之前，這是鴨式佈局的特徵。飛行者一號前方的

歷經100多年的發展，鴨翼佈局一直從未被放棄，到了21世紀更是有許多戰鬥機都採用了鴨式佈局，例如陣風，颱風，J-10，J-20，蘇-30等。

我們先來看第一個問題，鴨翼的缺點和優點都有些什麼呢？

實際上按照嚴格的教科書上的定義來講的話，是沒有中距鴨翼的，中距鴨翼可以算是一個網路自創詞語

我舉上述的例子是為了說明，鴨翼是很複雜的，這個簡單的問答中是講不清的，所以我會從遠距鴨翼和近距鴨翼入手說明鴨翼的優缺點。

近距鴨翼和遠距鴨翼的優點有些不一樣，但缺點是基本一致的，所以我先說各自的優點。

此圖來自於《飛機氣動佈局設計》，講述了近距鴨翼增大升力的原理

此圖來源於《航空飛行器飛行動力學》，這是一個升阻極曲線。因為升力係數和阻力系數是關於速度和攻角變化的函式，（此圖的Ma數已固定）所以升力係數和阻力系數實際上一直在變化。極曲線就是描述升阻比變化的，這是飛機很重要的引數。通過上圖我們可以看見，如果極曲線的彎度係數比較小，那麼在增加相同升力係數時，彎度係數較小的飛機阻力系數增加的更大，升阻比就會更低，所以加入近距鴨翼用來提高升力系數是很好理解的

近距鴨翼的第二個優點就是跨音速波阻更小，因為近距鴨翼靠近主翼其縱向面積分布更為平滑和均勻符合超音速面積率。

陣風就是典型的近距鴨翼佈局

遠距鴨翼的優點就是：擅長超音速配平。什麼是超音速配平呢？很多人可能不理解。

配平其實很簡單，飛機在天空中飛行的時候，是不可能時時保持一個平穩狀態的，所以這需要飛機的平尾，副翼和垂尾去維持飛機在俯仰，橫滾，偏航力矩的平衡。

從颱風的頂檢視我們可以看出來，由於主翼位置靠後，飛機的重心相對於常規佈局的飛機更加靠後，而颱風的遠距鴨翼卻很靠前，力臂就很長，學過槓桿原理的都應該知道，力臂越長越省力

對於俯仰配平阻力來説，我們可以尋找鴨翼，遠距鴨翼到重心的距離比平尾到重心的距離更遠，所以力臂更長，所以相同情況下配平時舵面偏轉就會小，產生的配平阻力就小

近距鴨翼和遠距鴨翼還有一個共同的特點，那就是一般為了實現鴨翼與主翼的有利干擾，主翼一般採用三角翼，三角翼的顯著特性就是小展弦比，大後掠角，這樣的機翼設計可以有效的減小超音速波阻。

然後我們來說鴨翼的缺點：1. 鴨翼的俯仰配平效率較低。雖然有很多論文論述了鴨翼是有利於飛機的大攻角穩定性，升力和減小大攻角下的阻力。

此圖來源於《飛機氣動佈局設計》，是近距鴨翼在0.2Ma的低速下風洞的資料。（主翼和鴨翼的具體引數我並沒有截圖）我們能夠明顯看出，在攻角超過大概33度左右時，鴨面的配平效率顯著下降，並且趨勢極快

2. 鴨翼不利於隱形。相對於常規佈局來說，鴨翼舵面的偏轉會對飛機的正向RCS產生較大影響，平尾卻不會。因為佔位效應，平尾會被前方巨大的主翼遮蔽，而鴨翼前方顯然是沒有的。

3. 鴨翼的亞音速機動能力較差，這一點尤其表現在遠距鴨翼佈局上。我在之前的內容中就說過為了實現鴨翼和主翼的有利干擾，主翼一般選擇了三角翼。三角翼的特點就是小展弦比，大後掠角，這種翼型的優勢就是超音速波阻較少。

但是這種翼型也有缺點，缺點就是亞音速下的誘導阻力較大，導致升阻比會較低，升阻比低會直接導致飛機的能量機動性較差。

從這個公式來看，升阻比和推重比對於SEP都很重要，這是定常平飛狀態下的能量機動公式

以上就是鴨翼的優點和缺點，遠距鴨翼和近距鴨翼各有不同。我想說的是飛機的效能和氣動佈局相關，但氣動佈局卻不會決定飛機的效能，而且各自的氣動佈局都有各自的優點。

我舉個例子，理論上從氣動佈局上來講遠距鴨翼+三角翼的佈局，是非常擅長超音速的，不僅波阻小，配平阻力也很小。

但F-22通過TVC參與俯仰配平，在超音速下升阻比反而超過了鴨翼+三角翼。這就是典型的氣動並不決定飛機效能的典型例子。

第二個問題：為什麼中國的飛機大多數都有鴨翼？

J-20就是典型的遠距鴨翼+三角翼的佈局，所以我個人認為J-20的主要任務是截擊

首先這個大多數只侷限於戰鬥機，而且準確的說這個範圍只取決於中國自己研發生產的戰機。

我個人認為這和中國目的國防需求關係，自開國以來，中國對於DCA（防禦制空）的需求一直很高。所以戰鬥機的研發方向和構面方向一直是偏向於截擊方向，蘇-27，J-8，J-20都是典型例子。（J-10也可以算，不過自從有了J-20現在在追求J-10對地打擊能力）

雖然颱風出現時冷戰已經結束了，但是其研發思想是基於冷戰時期如何對抗蘇聯空軍

鴨翼的優缺點都有些什麼？遠距鴨翼的優點：1. 擅長超音速配平。2. 超音速波阻較小。近距鴨翼的優點：1. 鴨翼會增加升力系數。2. 超音速波阻較小。

缺點是：1. 鴨翼的俯仰配平效率較低。2. 鴨翼不利於隱形。3. 鴨翼的亞音速機動能力較差，這一點尤其表現在遠距鴨翼佈局上。

為什麼中國的大多數戰機都使用鴨翼？這是因為中國對於DCA（防禦制空）的需求一直很高。所以戰鬥機的研發方向和構面方向一直是偏向於截擊方向。

鴨翼佈局是戰鬥機非常常見的一種佈局，專業術語叫做抬式佈局，這個佈局可以說是最早的飛機佈局，萊特兄弟研發的第一架飛機就是用的抬式佈局。抬式佈局之所以出現的最早，體現出的就是他出色的升力效果。

圖為殲10戰鬥機，作為中國第一種自研的四代機，他就是一款使用了鴨翼的第四代中型戰鬥機。

圖為飛行者一號，人類歷史上首架飛機使用的就是鴨翼和抬式佈局。

在常規佈局飛機中，尾翼在主翼之後，而在抬式佈局飛機中，鴨翼在主翼之前，可以說，鴨翼就是把飛機的尾翼前置的一種氣動佈局，這樣做的好處首先在於提高升力。現代戰鬥機重量很大，而且重心後移，主要因為飛機後部的發動機重量較大，而且現代戰機的油箱多位於飛機座艙後部，佔用的重量也較大，這些都不可避免導致了飛機的重心後移。

上圖為殲10戰鬥機，下圖為德國的颱風戰鬥機；現代戰機發動機和武器掛載、油箱都在飛機後部，重心偏後，鴨翼的配平作用非常明顯。

常規佈局的戰機飛行中，尾翼需要向下偏轉，產生負升力，以克服飛機飛行中因為機尾重、機頭輕，以及飛機本身前部機體產生的正升力導致的機頭上揚問題，這樣，飛機的主要兩個水平翼面中，只有主翼產生升力，尾翼卻在消耗升力，導致飛機的升力降低、載重下降、航程速度減小等問題。鴨翼在主翼之前的抬式佈局飛機則不同，他們的升力要大的多。

圖為颱風戰鬥機，它屬於遠距離耦合式鴨翼，飛機的配平作用大於產生渦流的作用，主要幫助飛機取得高速飛行的能力。

在抬式佈局飛機中，由於鴨翼在前，因此鴨翼對於配平飛機的重心有很大的作用，鴨翼的動作機構和機械裝置重量也不輕，對發動機重量本身產生了平衡作用，因此飛機的重心非常穩定，在飛行中，鴨翼可以產生升力，主翼也在提供升力，使得飛機總的升力提高，飛機的速度、航程擴大，載重增加，機動性得到明顯的改善。

圖為殲20在大仰角機動中拉出的渦流，殲20可以使用5對渦流，飛機的機動性非常強大，氣動設計極為複雜，水準很高。

圖為F22戰鬥機在快速轉彎中，由大邊條產生的渦流，邊條也可以產生渦流，但是其他的效能較差，屬於想要利用渦流的保守設計。

但是現在不同，通過鴨翼來產生可控的渦流，使得飛機取得了使用渦流的能力，飛機可以利用主翼上方被擾亂的氣流，加大主翼的升力，在大仰角機動中取得更靈活的效能，飛機的爬升率大大提升，轉彎半徑大大縮短，翼載荷降低，可以承受更大的機動過載係數，因此鴨翼佈局的飛機在格鬥空戰中具有一定的優勢，敢於嘗試一些常規佈局飛機不敢嘗試的動作。

圖為殲10B向量型和殲15戰鬥機，中國在鴨翼使用上經驗非常豐富。

圖為中國新一代戰機搭檔，殲20、殲16、殲10C，其中兩款擁有鴨翼。

在美國，對飛機的設計製造不需要太過於極端和激進的效能，超級大國有足夠的財力物力保障飛機的數量和規模，因此美國的戰機要求效能可靠、成熟，而且大都是多用途飛機，可靠比什麼都重要，於是美國並不願意耗費巨資在鴨翼上，只是將相關技術吃透後用於技術儲備完事。當然，美國的航空發動機推力較大，效能較好，可以彌補飛機機動效能的差距，這也是美國不使用複雜氣動佈局的原因。

氣動佈局就是指飛機的各翼面，如主翼、尾翼等是如何放置的，氣動佈局主要決定飛機的機動性.自從萊特兄弟發明第一架飛機以來，飛機設計師們通常將飛機的水平尾翼和垂直尾翼都放在機翼後面的飛機尾部。這種佈局一直沿用到現在，也是現代飛機最經常採用的氣動佈局，因此稱之為“常規佈局”。 鴨式佈局，是一種十分適合於超音速空戰的氣動佈局。早在二戰前，前蘇聯已經發現如果將水平尾翼移到主翼之前的機頭兩側，就可以用較小的翼面來達到同樣的操縱效能，而且前翼和機翼可以同時產生升力，而不像水平尾翼那樣，平衡俯仰力矩多數情況下會產生負升力。早期的鴨式佈局飛起來像一隻鴨子，“鴨式佈局”由此得名。 採用鴨式佈局的飛機的前翼稱為“鴨翼”。戰機的鴨翼有兩種，一種是不能操縱的，其功能是當飛機處在大迎角狀態時加強機翼的前緣渦流，改善飛機大迎角狀態的效能，也于飛機的短矩起降。真正有可操縱鴨翼的戰機目前有歐洲的EF－2000、法國的“陣風”、瑞典的JAS－39等，還有現在中國最先進的三代殲擊機殲-10。這些飛機的鴨翼除了用以產生渦流外，還用於改善跨音速過程中安定性驟降的問題，同時也可減少配平阻力、有利於超音速空戰。在降落時，鴨翼還可偏轉一個很大的負角，起減速板的作用。

飛機的設計任務不同，機動性要求也不一樣，這必然導致氣動佈局形態各異。現代作戰飛機的氣動佈局有很多種，主要有常規佈局、鴨式佈局、無尾佈局、三翼面佈局和飛翼佈局等。這些佈局都有各自的特殊性及優缺點。鴨式佈局：1.這種佈局利用前翼的脫體渦流掃過機翼產生的有利干擾，推遲機翼氣流分離，延遲了機翼失速，可獲得較大的大迎角升力，減小大迎角阻力，為飛機提供過失速飛行狀態時的穩定度。

2.通過和經過氣動彈性剪裁後的後掠機翼聯用，使機翼產生接近橢圓的展向壓力分佈，從而減小了飛行阻力。配合大後掠三角翼，近距藕合佈局的縱向面積分布較好，機身後部外形光滑流線，超音速阻力小。

3.前翼還可以用作直接控制技術的很有效的操縱面，通過採用主動控制技術，也可以減小鴨翼載荷，對減小配平阻力和提高配平升力有利。同時，鴨翼位置靠近飛行員，有利於低空操縱性，並有利於陣風抑制系統的應用。

4.近距耦合佈局特別適宜於和三角翼的機翼匹配，這種佈局對重心安排有利，可減小起飛、著陸距離，增加機動能力，以及可減小飛機總體尺寸、減輕重量和降低成本。

鴨翼佈局：就像SU-33那樣，在駕駛艙後面有一對小的三角翼。 優點：主要是為了特高戰鬥機的升力，也就是說在相同的跑道距離上，鴨翼佈局比常規佈局滑跑距離更少；調整氣流，提高機動性。 缺點：雷達波反射面積大；對導彈的空氣動力方面有些影響；增加戰機重量 常規佈局：除了主翼和尾翼之外沒有任何輔助機翼的佈局。 優點：相對鴨翼來講雷達反射面積較小；重量輕些。隱身效能加強。空空導彈可以更好的識別目標。 缺點：相對不太靈活。

近幾年，中國空軍迎來了跨越式發展，一大批先進戰機相繼服役，殲10、殲11、殲16以及殲20等共同組成了中國空軍主力戰鬥機陣容。而在這些戰機型號中，與殲11系列不同，殲10和殲20都採用了鴨翼的氣動佈局設計。不僅中國戰機是這樣，歐洲的颱風戰鬥機、法國的陣風以及瑞典的鷹獅等都採用了鴨翼。

（殲10戰鬥機）

（殲20與殲16戰鬥機）

（陣風戰鬥機）

鴨翼的叫法源於法語中的“鴨子”一詞，它就是主機翼前面的一對小三角翼，因其佈置位置與尾翼相反，像鴨子一樣而得名。鴨翼又分為兩種，一種是不可操縱鴨翼，主要用於加強飛機在大迎角飛行時機翼的前緣渦流，增強大迎角飛行時的操縱性，提升戰機的短距起降能力，例如瑞典的saab-37戰鬥機。另一種則是可操作鴨翼，也是目前主流鴨翼型別，它的主要作用是增加渦流，減少配平阻力，提升戰機的機動效能。

（瑞典的saab-37戰鬥機）

（F15 Active驗證機採用的就是全動鴨翼）

鴨翼的好處在於它產生的渦升力。氣流通過鴨翼後，會在機翼上面形成一系列穩定渦流，這些渦流再通過主機翼上面時，會增加主機翼上表面的氣流速度，使主機翼獲得一個更強的升力增量。在相同的升力條件下，鴨式佈局的飛機所需迎角會小於正常佈局飛機的迎角，所以鴨式佈局飛機的配平阻力明顯小於正常佈局的飛機。在發動機效能不佳的情況下，這對於保持戰機效能可以說是非常有利的一面。同時，在大迎角飛行時，鴨翼迎角通常要大於主機翼的迎角，鴨翼會先於主機翼出現氣流分離，導致飛機低頭，這樣可以使得鴨式佈局的飛機不易失速。此外，因為鴨翼在主機翼的前面，在大迎角飛行過程中，它可以在一定程度上控制主機翼上經過的渦流。那麼在大迎角條件下或者拉迎角過程中，鴨式佈局的戰機就具備了快速機動的能力，從而讓戰機的機動性和敏捷性顯著提高。

（鴨式佈局的鴨翼可以提供強大的升力）

（鴨式佈局可以極大的提升戰機的升阻比）

（鴨翼可以控制主機翼上面經過的渦流）

不過，鴨式佈局的缺點也比較明顯。首先就是操縱系統的要求會很高。在電傳操縱成熟以前，可動鴨翼的控制極其複雜，稍有不慎就會造成飛機失控，以前的飛機大多采用固定式鴨翼，主要用於提升短距起降能力。電傳操縱成熟後，人們通過飛控軟體，可以很好的控制戰機姿態，發揮出鴨翼的優勢。因此，要想鴨翼保持可控，就需要具備較高的飛行控制技術。其次，鴨式佈局設計不僅要考慮好鴨翼的大小，還要考慮它與主機翼的相對位置。根據戰機設計要求，決定鴨翼與主機翼間的位置，既不能太近也不能太遠。太近，鴨翼產生的渦流變化複雜，會導致升力的變化變得非常劇烈，使飛機變得難以控制。太遠，鴨翼產生的渦流對主機翼影響有限，則會導致升力不足。

（殲10採用的是鴨翼近距耦合設計）

（颱風戰鬥機強調遠端截擊，注重超音速的敏捷性，其鴨翼與主機翼距離較遠）

殲10的研製歷時20多年，在特殊的歷史環境下，成飛克服了重重困難，吃透了鴨式佈局的設計，才讓中國獲得了一款優秀的戰機。由於中國在航空發動機領域有著很多不足，而鴨式佈局又可以在很大程度上彌補這一問題，加之它還可以提升飛機的機動性和敏捷性，所以我們才會如此鍾愛鴨翼。儘管如此，這兩款鴨式佈局戰機都非常成功，他們極大地提升了中國空軍的戰鬥力，讓中國成功躋身於世界戰鬥機發展的第一梯隊。

（殲20戰鬥機）

鴨式戰鬥機就是把正常佈局的戰鬥機的尾翼縮小放到了前面，也叫抬式佈局。主要是快速爬特別好，都是往上抬的力，作為空優戰鬥機，截擊機很優秀，這也是優勢所在。

反過來就不那麼好了，比如向下俯衝進攻時，正常佈局成了反抬式，和鴨式佈局正相反。這就是為什麼美國人喜歡正常佈局的戰鬥機，對鴨式戰鬥機不那麼感興趣，因為美軍綜合實力就是進攻，正常佈局正適和進攻。

看看歐洲三劍客，中國的殲10基本上都是防禦型戰鬥機，防是蘇27進攻。而以色列的獅式戰鬥機是進攻戰鬥機，用鴨式以色列遇到了大麻煩，所以失敗了，如果作為空優戰鬥機肯定是成功的。但以色列在中東不需要空優戰鬥機，因為對手都比較菜。

中國的殲20也是鴨翼，但他是以進攻為主的空優戰鬥機，這也是宋文驄院士為首的科研小組的大成果。其他鴨式戰鬥機的鴨翼都比主翼高出不少，而殲20是在同一條線上，只是有個小角度，改變了鴨翼戰鬥機的特點。可以看一看下一代這個戰鬥機的模型，帶鴨翼的戰鬥機都把主翼和鴨翼安排在了同一條直線上，這就是中國的發明創造。

也就是說，鴨翼的殲20和下一代的鴨式戰鬥機前程很光明，這是值得中國驕傲的科研成果。