写在前面

本文是前一篇文章的扩写 https://zhuanlan.zhihu.com/p/559598774，加入了落叶升的内容。

传统上，网友俗称的“落叶飘”机动，并不是一个很科学的译名。因为英文中的“falling leaf”特指一种失控飞行模式，而非空战机动。而F-18/22/35，苏-35/57等战斗机边自转边下降的机动在英文中已经有专有名词“pirouette”(芭蕾自转)或“pedal turn”（脚蹬转弯）。不过考虑到大多数读者的习惯，本文仍称呼其为“落叶飘”。

“落叶飘”有螺旋下降的特点，所以最近部分网友把螺旋上升称为“落叶升”，本文也采取这一俗称。没准多年之后，这会变成学术界的统称也说不定。

“落叶飘”和“落叶升”的特点

落叶飘过程中，机头只能水平或者向下指向， 不能向上。落叶升过程中，机头只能向上指向， 不能水平，也不能向下。

经常看航展表演的朋友可以注意到这么两个现象：落叶飘机动过程中，机头不能向上指向；落叶升机动中，机头不能水平或向下指向。这是因为目前并没有技术将飞机稳定在大于90度的攻角中（眼镜蛇等机动的110+度攻角是瞬时的，无法稳定维持），而且对于落叶升机动，还有一个额外的约束要求推力产生向上的分力用于抵消重力，机身无法水平。所以从实战的角度出发，“落叶飘”机动时上方是攻击盲区；“落叶升”机动时下方是攻击盲区。为了最小化盲区，落叶飘时应有尽量小的下降率，落叶升时应有尽量小的上升率。敌我两架飞机都做落叶飘时，高度下降率低的可以获得从上向下的攻击机会；敌我两架飞机都做落叶升时，上升率低的可以获得从下向上的攻击机会。

T-4教练机的落叶升：

T-38教练机的落叶升：

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

美国飞行员对F-5做落叶升的评价：

考虑到落叶飘和落叶升有很强的对称性，后文以讨论落叶飘为主，其结论对称后也适用于落叶升。

角速度重要么？

“落叶飘”机动经常被大家津津乐道的一点，就是其极高的角速度，几秒钟就能转一圈，比通常的盘旋快太多了。甚至很多人掐秒表对比，乐此不疲。比如下图：

下图截取自F-22飞行员Paul Metz听证会现场展示的视频：

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

下图为苏-35的落叶飘：

下图截取自洛克希德马丁公司的F-35官方视频，可见角速度之高：

网友对“角速度”的盲目崇拜显然是错误的。原因很简单，实战中的落叶飘并不需要很高的角速度，就能完成对目标的稳定跟踪。分两种情况讨论。

1） 目标不具备超常规机动能力，只会做常规转弯机动。考虑到常规转弯的持续角速度撑死了每秒20度多一点，自机的落叶飘的角速度只需要不低于这个值，就能稳定跟踪目标。

2） 目标也会做落叶飘。注意落叶飘的高角速度改变的仅仅是姿态，其位置仍是一条近似垂直下降的直线（实际上是一条小半径的螺旋线），非常的不“高机动”。所以自机的落叶飘几乎不需要多少角速度，就能稳定跟踪目标。敌我互锁，直到一方坠地。

综上所述，落叶飘角速度只要不低于对手的持续转弯角速度（最多每秒20度多一点），就能稳定跟踪目标。那么，落叶飘最关键的性能指标是什么呢？是高度下降率，正如本文第二节讨论的。如果敌我双方都会做落叶飘，最大的可能性是互相锁定。然而如果双方的高度损失率不同，下降率低的飞机会位于下降率高的飞机的上方，取得攻击机会。反过来，下降率高的飞机因为无法抬头，无法锁定处上方的飞机，因而处于被动。落叶升的情况是对称的，高度上升率越低越有优势，可以取得从下向上的攻击机会。

我们继续讨论落叶飘。那么如何降低高度下降率呢？落叶飘本质上是很大攻角（超过50度）的偏航机动。对抗重力的仍是升力。为了降低高度损失率，需要增加高攻角下的升力。这方面，精苏口中“擅长气动”的苏霍伊设计局恰恰是反面教材：由于无法解决高攻角俯仰力矩过大难以控制的问题，苏式战机只得选择了高攻角升力较弱的低性能边条，升力锐减，导致苏-35/57的落叶飘高度下降率暴涨，如下图所示：

风洞数据显示3号边条升力特性差于1号（曲线尖拱形）和5号（窄长梯形）边条。然而为了逃避高攻角俯仰力矩难以控制的问题，苏霍伊为侧卫系列战机选择了性能最差的3号边条。苏-35的高度损失率因此恶化。苏-57也未能使用1号或5号边条。F/A-18E，F-22，F-35等战机使用了1号或5号边条。

俄罗斯每届MAKS航展在飞行表演时都会有详细的塔台语音解说每个动作的细节。通过动作起始/中止高度推算得知苏-35/57的落叶飘高度损失率达每秒60-70米，与其说是落叶飘，不如说是落石。

其竞品F-35战斗机的落叶飘高度损失率是多少呢？只有每秒27米。这个数字可能让大家震惊，精苏震怒。别急，证据来自F-35B官方航展操作规程，如下所示：

F-35B航展载油标准为10000磅，亦即4537千克。根据类似尺寸的飞机的典型航展耗油计算，进行到Pedal Turn时至少还有3000千克。

这就是F-35在转弯机动中能持续咬住苏霍伊战机的底气。无论对手使用何种方式转弯，常规转弯也好，落叶飘也罢。常规转弯的角速度不足，落叶飘高度损失率过高会导致苏霍伊战机无法将机头指向高处的F-35，而F-35可以自由自在地以自己喜欢的方式锁定下方的苏霍伊战机。也正因为如此，已经有俄罗斯媒体宣称F-35机动性优于苏-35和苏-57。

已经有部分俄罗斯媒体认为F-35机动性超过苏-35和苏-57。

所以，高度损失率才是落叶飘机动最重要的性能指标。高度损失率只有每秒27米的F-35能够轻松锁定各种款式的“超机动”苏霍伊战机，而让自己处于安全位置。现在的F-35与2015年的AF初期版F-35（曾经和F-16D演练）已经不是同一款飞机，无论气动还是飞控。

F-35的气动细节一直在进化中，比如平尾面积有显著增加。

而根据另一款超机动战机F-22的航展操作规程，F-22的落叶飘高度损失率也是不到每秒30米的，可见美帝已经找到了落叶飘的精髓。

最后可能还有读者有疑问，如果对手不以落叶飘，而以常规转弯应对F-22/35的落叶飘，是否有效呢？答案是否定的。笔者先说结论：

我们知道F-35B带3000千克以上的内油，以每秒27米的高度损失率，可维持每秒28度的转弯角速度。

然而典型的第四代高机动性战斗机米格-29带区区1700千克内油，以每秒176米的高度损失率，只能维持每秒23度的转弯角速度。

证据如下，来自米格-29飞行员培训教材（中译本）：