飞机的气动布局，是决定飞机空气动力学性能的部件布置方案。
在飞机发展的进程中，为了追求不同的飞行性能，演化出了各式各样的气动布局。
同时由于各种气动布局的固有特点，也能为判断飞行性能提供一定参考。

影响飞机气动性能的因素有很多，但作为产生空气动力的主要部件，飞机各个翼面的特性和相互间的位置关系是最关键的。
最常见的就是常规布局，也有叫“正常布局”，特点就是：机身在中间，主翼分两边，尾翼有三片，全都放后面。
这种布局虽然出现得不是最早，但应用得却最多、范围也最广，因此技术上相对更加成熟，也最为大家所熟悉，可以作为理解其他气动布局的基础。

民航客机大多采用常规布局

常规布局的机体，由机身、机翼、尾翼组成，尾翼又分为水平尾翼和垂尾尾翼，简称平尾和垂尾。
这些部件在外观上基本一目了然很好区分。
这种布局从飞机发明不久就开始使用，并且始终占据主导地位。
在常规布局上，机身主要起到承载重量、连接其他部件的作用，机翼主要产生升力并提供横向安定性、垂尾提供航向安定性（也叫方向安定性），平翼提供俯仰安定性，在各个翼面的后面，一般还装有为改变飞机状态而设置的各种活动面。

墨林亲手P的常规布局示意图

安定性也叫稳定性，是飞机最为重要的特性之一，指的是飞机在飞行中，受到外界干扰、导致姿态发生变化时、自动恢复到原来飞行状态的能力，主要由各个翼面上气动力的大小、以及力的作用点与整机重心的距离来决定。
例如一阵突风，导致飞机机头偏向左侧，这时垂尾两面的气流状况随之发生改变，迎风一面阻力会增大，从而在垂尾产生一个使机尾向左、机头向右偏转力矩，飞机会自动回到原来的航向上，这就是垂尾产生的航向安定性。
如果一架飞机是不安定的，那么受到一点点气流就会越来越偏离原来的飞行状态，根本无法进行持续稳定的飞行，飞行员必须时刻保持对飞机的不断调整和修正，累死倒是事小，关键是速度稍大就根本来不及修正，分分钟机毁人亡。

常规布局在解决安定性方面相对比较容易，因而时至今日仍然是各种飞机的主流布局。
不过即便如此，飞机的安定性也需要在设计时就进行详细计算和大量风洞试验，甚至有时候在试飞中也可能会出现安定性不足（或过强、或不协调）等问题，需要对翼面和重心等进行调整，严重的甚至会把设计方案推倒重来。

进行整机风洞试验的Bf.109

一些变化

后来为了满足一些其他要求，慢慢在常规布局中有一些变化，比较常见的有多垂尾。
因为安定性的产生需要翼面有足够大面积来产生力，如果航向安定性不足一般就要加大垂尾面积，但增加垂尾面积一般又要加大高度，而高度太高了也有不好的地方，因此一些飞机就采用了双垂尾方案——一片不够两片来凑，总高度也就降下来了。
有时候别的因素也会影响垂尾设计，像E-2预警机因为背上有个大圆盘会扰乱垂气流，所以设置了4片高度很低的垂尾，尽量避开机背雷达罩导致的气流影响；A-5攻击机因为垂尾太高影响了进航母机库，所以还能折起来。
当然增加安定性也可以把垂尾向后挪一些（增加力矩），但那样必然延长机身，可能会带来重心后移、结构增重等其他问题，具体如何处理要听总设计师的。

米格-29和F/A-18E的双垂尾

E-2的四垂尾

A-5的垂尾太高，可以折半截（最前面一架）

全动平尾、差动平尾是另一个情况，这是因为随着飞机速度的提高，原来在平尾后面的那一小块升降舵，往往不能产生足够的空气动力去快速改变飞行状态，这对于一些强调机动性的飞机，如战斗机、攻击机等是很不利的，于是就不断加大升降舵，加大到一定程度，整个平尾都成了活动的升降舵，这就是全动平尾。
考虑到副翼有时也不能产生足够的空气动力使飞机快速滚转，那就让平尾在左右同步偏转的同时，也能像副翼一样左右错开偏转，这就成了差动平尾，为的就是增加滚转力矩。
实际上就是让传统的固定平尾具备了升降舵和副翼的功能，这在现代战斗机上基本已经成了标配。

F/A-18E的平尾，可以看出是一个整体

翻滚的歼-16，可见平尾转动角度不同

还有一种情况是前缘襟翼、襟副翼和机动襟翼。
前面提到了襟翼和副翼。
襟翼是用于改变机翼翼型的，主要用于在低速时保持足够的升力，特别是起降时，一般是在机翼后缘内侧靠近机身处，后来把机翼前缘也弄一块活动的，和后缘一起协调偏转，这样一来翼型改变的幅度更大，应用的速度范围更宽了，前面的就叫前缘襟翼。

“袅龙”的前缘襟翼

副翼按说应该叫做滚转舵才对，它主要是以差动形式使左右两边升力不对称以产生滚转力矩，使得飞机发生滚转机动，因此装在机翼外侧以加大力臂长度，从而以较小的面积获得较大的力矩。
这样一来，襟翼副翼各占去一部分面积，同时还需要两套不同的传动和控制机构。
后来考虑到襟翼一般只在起飞和降落时使用，而副翼主要在机动飞行中使用、起降阶段动作量并不大，因此就干脆把襟翼和副翼弄成一个整体，既加大了襟翼面积，又加大了副翼面积，这就成了襟副翼。

机动襟翼主要也是应用在一些强调机动性的战斗机上，一般正常飞行时，飞机的襟翼是收起，和机翼贴在一起以减小飞行阻力，但战斗机在进行剧烈机动时，如果让襟翼能跟随飞行状态自动偏转，就可以适应更多的飞行状态、动作可以更猛烈一些，这就是机动襟翼。
现代战斗机的襟翼一般都设计成机动襟翼，并且由计算机自动控制，除非是卡住了或者飞掉了，否则一般飞行员并不需要过多关注。

正在降落的F-18，可见襟副翼同步偏转

没有尾巴的鸭子

相对一般飞机而言，战斗机的使用条件最为严酷，对气动布局的要求也最高。
所以很多“不常规”的布局都是从战斗机开始的（专门的技术验证机除外）。
战斗机速度的提高导致产生了后掠翼，再进一步就成了三角翼，对三角翼来说，布置在机翼后缘的襟翼、副翼越来越接近平尾。
刚才说了平尾可以差动以补充滚转力矩，如果让副翼和襟翼也能同步上下偏转，同样可以实现俯仰操纵，平尾和升降舵就可以去掉了，于是就有了无尾布局，所以无尾布局往往都和三角翼连在一起说的。

这里所说的无尾布局一般是指的无平尾——垂尾还是有的。
垂尾也没有的飞机一般是指飞翼布局，留到后面再说。
无尾布局中三角翼后缘一直延伸到机身的最后面（也可以把机身缩短），在减轻重量、增大机翼结构强度、面积和内部空间等同时，还能进一步增大前缘后掠角，这对于提高飞行速度是很有帮助的，特别是早期发动机推力不大的时候，为了减小超音速飞行阻力可谓想尽了办法。
最早采用无尾布局的其实是二战期间德国研制的Me163火箭动力战斗机，后来英国人在“火神”轰炸机的研制中也采用了这种布局，而让无尾三角翼布局发扬光大的则是法国的达索，从50年代的第一代“幻影”，一直到后来的“幻影”2000和再后来的阵风，除了中间有一个不太成功的“幻影”F1以外，全部采用的是无尾三角翼布局。

“幻影”系列标志性的无尾三角翼

再回到那个平尾，放在飞机最后的平尾，其实是利用“撬”的方法来保持飞机纵向的平衡和实现对飞机的俯仰操纵，这从整体上来说相当于减小了整机升力，也就是平尾上产生的实际上是“负升力”。
有人就想着把平尾放到前面、和主机翼一起产生正升力“抬”着飞机飞，那样可以大大减小平尾面积、也可以减轻主机翼的负担，于是就有了鸭式布局，放在前面的“平尾”也就被叫成了鸭翼。
最早成功应用鸭式布局的是瑞典的Saab37”雷”式战斗机，那副大鸭翼很有个性，不久前刚刚聊这个飞机，有兴趣的可以戳下链接进去看看。

聊聊瑞典Saab37：思路决定出路，造好飞机的诀窍是不按套路

Saab37也采用了无尾三角翼布局，外加上了一对大鸭翼

要说起来，鸭翼的作用主要有两个，一个是在大迎角飞行时可以产生“脱体涡”，在条件合适时可以有效改善主机翼上表面的气流形态，从而延缓气流分离、增大飞机的可用迎角等等，这种情况下并不需要鸭翼有太大的动作，甚至固定的都可以，但与主机翼的距离必须合适，典型像以色列的“幼狮”，其实幻影2000、包括幻影Ⅲ的后期改型，主机翼前面也有一对固定的扰流片，从原理上看也相当于两块小鸭翼，或者说这样固定的鸭翼其实就相当于两个扰流片。

幼狮的鸭翼是固定的

幻影2000位于进气口后面的小翼

第二种是利用鸭翼对飞机进行俯仰操控，这种情况就必须让鸭翼动起来，并与主机翼拉开一定距离，以便形成更大的操纵力矩，像欧洲几国联合研制的“台风”就是这样，鸭翼离机身重心比较远，主要用于操纵，鸭翼和主翼之间则有专门的扰流片来产生涡流。
当然也有些鸭翼兼具两种功能，既能产生涡流也能产生操纵力矩。
具体如何权衡选择，主要取决于飞机的性能要求和研发实力。

“台风”的鸭翼距主机翼相对较远，主要用于俯仰操纵

话说鸭式布局这个名字也不知道是谁给起的，其实鸭和雁也差不到哪里去，叫雁式多好听，还能编队飞行呢，而且好像天鹅也是雁的一种。

飞行中的大雁

大雁，采用可变外形活动上单翼、无垂尾、翼身一体化布局，翼梢有多片开裂式扰流片，采用两点可收放踏板式起落架，上亿年前原型鸟首飞成功，发展到今天有多个改型，总产量不详。
鸟上装一台生物燃料有机发动机，具体功率根据个体发育情况而定；采用生物磁场导航+目视导航系统，最大飞行速度约90千米/小时，最大飞行高度约2000米，最大单趟航程约400千米，转场航程不知道，反正挺长的……

有嫌麻烦去掉尾巴的，当然也有不嫌麻烦往上加的。
这就成了三翼面布局——在常规布局的基础上再增加一对鸭翼，按说可以兼具常规布局和鸭式布局的优点，但目前可能是因为研究的不是很充分，所以应用的并不多，主要是苏-27系列中的几个改型。

苏-30MKI的三翼面

关于鸭式布局，有一个常见的误区。
前面说过鸭翼可以用于产生有利涡流，但位置必须合适，这时候就叫做鸭翼和主翼之间产生了“耦合”效应，也就相应有了“近距耦合“这个概念。
但不知道从什么时候开始，也有了“远距耦合”甚至“中距耦合”这样的提法，但在空气动力学上并没有后面两种概念。
因为所谓之“耦合”，就是指的距离近到合适的程度才能产生，距离远了就无法“耦合”了，换句话说，凡是“耦合”、必为“近距”。

说完了平尾再回到垂尾，前面说了无尾布局其实是无平尾，把垂尾也去掉的飞机也有，并且现在越来越多。
最典型的就是B-2隐身轰炸机，整架飞机几乎就只有一个连成一体的机翼，由于机翼前缘后掠，能提供一定的航向安定性，但主要是位于机翼后缘的几块可以上下开裂的调整片，通过调整片开裂形成的阻力提供航向安定性，通过控制左右调整片的开裂程度不同，形成阻力差代替方向舵的作用。

调整片差动偏转，就成了副翼

有时候还能听到一种说法叫“隐身布局”，这里主要指的是机翼机身外形针对雷达波反射情况进行了一些优化处理，可以将雷达入射波尽可能向其他方向散射出去，与空气动力的关系倒不是很大。

但隐身布局里有一个重要的方面就是翼身融合。
早期飞机机翼和机身之间就是直接连接没有过渡，最多为了减小阻力进行简单的修形，而翼身融合，则机翼和机身之间有着完全平滑的过渡，甚至分不清哪是机翼哪是机身，这一方面减少了雷达反射，另一方面也使得机身表面气流更加顺滑，从而也改善了气动性能，对提高战斗机机动性，或是减少普通飞机的飞行阻力都有很大帮助，因而得到了越来越广泛的应用。

米格-21机翼与机身之间完全没有过渡

翼身融合的F-16，机翼和机身之间顺滑多了

但这方面做到极致的还是飞翼布局，像B-2的机体下表面，起落架收上以后几乎没有突起，入射雷达波可以最大限度向着反方向反射出去，机身上表面也只有几个不明显的突起，分别作为驾驶舱和发动机进排气口，并且这些突起本身也十分平滑，所有设备包括炸弹都放在利用机翼厚度自然形成的机舱内，从而在布局上起到了很好的隐身作用。

B-2的下表面，没有多余突起

上表面也很顺滑

除了上面这些主要布局形式以外，还有好多奇奇怪怪的气动布局，特别是一些小众的或有着特殊需求的飞机，像双机身、串列翼、环形翼、边条翼，等等，不一而足。
气动布局都是为了满足预期的性能要求，从这一点上说，无论什么布局，能满足要求就可以说是成功的。
其实像发动机位置、进气口形状和位置等等都能影响到飞机的气动性能，因而也是飞机气动布局设计时所必须考虑的。

但看多了飞机，总感觉气动布局有时候还会与设计师的个性和喜好分不开，一些比较有名的设计师都有自己独特的标志，像德·哈维兰，在喷气式飞机刚出来那会儿，一口气推出了“吸血鬼”、“毒液”、“海雌狐”三款双尾撑、翼根进气的战斗机；如果再仔细看看“猎人”、“蚊纳”、“鹞”等，也一定会发现这些飞机几乎一样的垂尾形状——这些都是霍克·西德利公司的产品。
其实这样也挺好——把某个已经进行过完善试验的部件拿过来稍改改再用，既减少了全部重新设计的工作量，也避免了新设计的风险，何乐而不为呢？

双尾撑“三兄弟”

尖尾巴“三杰”

其实飞机的气动布局是一门很大的学问，一篇文章完全讲透是不可能的，充其量也只说了个大概，但就这些已经让墨林的脑子开始嗡嗡了……

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