无军徽亮相的中型战斗机粽子

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作者：TopGun

原载西西河

无军徽亮相

　　成都 J-20 威龙首次亮相时，垂尾上是耀眼的中国人民解放军军徽。下图是 J-20 威龙的 2001 号原型机照片：

　　与之成鲜明对照的，是沈阳粽子首次亮相时，没有了中国人民解放军的军徽。下图是粽子的 31001 号原型机照片：

　　为什么 J-20 威龙一亮相就有八一军徽呢？因为这是中国人民解放军通过成都、沈阳等中航工业的单位竞争后，最终决策装备的第四代隐身战斗机。

　　为什么粽子在亮相时没有八一军徽呢？因为这是中航工业自己以外贸的名义，在中国人民解放军没有确实装备意向的情况下，自行开发的中型战斗机。

从弹舱看粽子如何近距离格斗

　　粽子的弹舱在机腹下，下面的照片中用绿色方框显示出了处于半开启状态的弹舱：

　　图中，弹舱门处于弹舱的左右侧边，向下、向侧边开启。每个弹舱门有铰接的两片，图中处于下面的那一片弹舱门通过连杆与弹舱内机身结构连接，以保证开启与关闭过程中两片门联动。

　　以图中站成一排的人腿部为参考，这个弹舱的尺寸可以携带中距离空战导弹执行超视距的中距离空战。当然，这个弹舱也可以携带对地攻击武器，但我们目前不知道弹舱的深度，尚无法判断能携带多大的对地武器。

　　但是这个弹舱明显不利于使用近距离格斗导弹。

　　一是因为近距离格斗导弹在发射前最好提前伸出其导引头锁定目标。而粽子的这个弹舱位于机腹下面，即使当粽子进入近距离格斗时打开弹舱伸出格斗导弹，导弹的导引头也被前机身遮蔽了很大的视野。而这个被遮蔽的视野正是异常关键的前上方视野。

　　二是因为近距离格斗导弹是滑轨发射方式，与机腹弹舱中中距离导弹的弹出式发射方式不同。

　　基于这些考虑，目前以空中优势为关键任务的隐身战斗机，无一例外地，都有专门的格斗导弹弹舱。下面三张照片分别显示了 J-20 威龙、F-22 猛禽、T-50 的格斗导弹弹舱。

　　下图的两架 J-20 威龙中，左侧的一架 J-20 部分开启了位于前机身侧面的格斗导弹弹舱，右侧的一架 J-20 其相应弹舱处于关闭状态；二者正可以对照：

　　下图是 F-22 猛禽打开格斗导弹弹舱伸出格斗导弹的样子。（照片中地勤正在测试辅助动力系统，其喷火的辅助动力系统喷口与本文内容无关）：

　　下图是俄罗斯 T-50 的格斗导弹弹舱，其中绿色箭头显示可能的弹舱开启方式：

　　但是粽子应该没有这种格斗导弹弹舱。下图是粽子前机身侧面的特写，在这里应该没有格斗导弹弹舱：

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　F-35 闪电 II 也是隐身战斗机，却没有格斗导弹弹舱。这是因为 F-35 是美国空中力量中以对地攻击为主的战斗机，包括近距离格斗在内的空战任务不是 F-35 的主要使命。
　　那么粽子如何近距离格斗呢？我觉得大概有三种方式：
　　第一是使用机翼下外挂近距离格斗导弹。这样会大幅度破坏粽子的隐身性能。空战的典型模式是首先以尽可能隐身的状态在视距外发射中距导弹击落敌机，之后在不得已的情况下进入视距内发射格斗导弹击落敌机。粽子如果外挂格斗导弹，则在视距外就因隐身大打折扣而处于不利境地。所以这个方式对付不隐身的第三代战斗机（比如雷达反射巨大的侧卫系列）可以、对付半隐身的三代半战斗机（比如阵风）也可以，但是对付隐身的 F-22 就够呛了。
　　第二是用现有的机腹弹舱。考虑到机腹弹舱对格斗导弹锁定目标不利，这种格斗方式强烈需要开发一种不需要发射前锁定目标就直接发射的格斗导弹。希望中国格斗导弹的导引技术实现这种突破。当然，机腹弹舱发射格斗导弹也需要对弹舱的携带/发射方式做相应改进。
　　第三是在机翼下外挂隐身吊舱携带格斗导弹。这对隐身的破坏小，使粽子在进入格斗前的中距离空战中保持隐身状态。但是外挂隐身吊舱降低了粽子在中距离空战时的高速机动能力和高速能力，从而在一定程度上对粽子的中距离空战不利。
　　通过以上对弹舱的分析，可以看出基于目前中国的导弹技术水平，粽子并不适于近距离格斗。
推力矢量
　　通过偏转发动机喷口所实现的推力矢量主要有两大用途：低速时的过失速机动和高速时的超音速巡航以及超音速机动。
　　低速时的过失速机动主要用于近距离格斗。美国 F-35 闪电 II 既然不把空战当作主要任务放弃了格斗导弹弹舱，也同样放弃了能大幅度加强过失速机动能力的推力矢量。粽子也没有格斗导弹弹舱，那么粽子是否需要推力矢量来大幅度加强过失速机动能力呢？
　　超音速巡航时，常规布局的推力矢量飞机（比如 F-22 猛禽）可以通过上偏发动机喷口产生向下的推力分量来配平飞机。这使得 F-22 的平尾无需产生额外阻力来下偏较大的角度以产生向下的负升力配平飞机。
　　超音机动时，推力矢量可以与其他操纵面一道，操纵因为超音速下气动中心后移而难以操纵的飞机。
　　无论是超音速巡航还是超音速机动，都对中距离空战至关重要。
　　美国 F-35 闪电 II 因为不以空战任务为主而不强调超音速巡航和超音速机动，从而干脆利落地放弃了推力矢量以节省重量、降低复杂性和造价。
　　那么粽子是否有超音速巡航能力？这还很难从目前非常有限的照片和信息中看出来。
　　所以，粽子是否需要推力矢量要看粽子是否以空中优势为主要任务、是否有超音速巡航的要求。
　　作为本文的结尾，我贴一张俄罗斯人绘制的粽子的航空母舰舰载型的想象图。我本人希望将来中国的航空母舰上是 J-20 的舰载型海威龙，而不是这个海粽子：

粽子缺少一样最宝贵的东西
中国航空人的创造性
　　中国飞机非常需要创造性。中国在飞机的心脏——发动机上与美国相比有明显的差距，所以必须用创造性的飞机设计弥补这个缺陷。中国的航空人不负众望，焕发了蓬勃的创造性。我举三个机型作为例子：
1、 外贸战斗机枭龙是世界上第一个装备部队的 DSI 飞机。
　　成都根据巴基斯坦投资开发的枭龙，大胆地用DSI进气道取代原来的固定斜板进气道，提升了飞机性能。下图是巴基斯坦空军的枭龙战斗机：

　　枭龙的 DSI 进气道与原来的固定斜板进气道相比：
　　A、降低了飞机结构的复杂性——因为取消了固定斜板进气道的辅助进气门；
　　B、减轻了飞机结构重量并增大了机内空间；
　　C、提高了进气效率并扩大了飞机的速度适应范围。
　　具体分析请见 TopGun:【原创】从枭龙和 J10B 的 DSI 看 J20 的 DSI（1）
2、 J-20 威龙采用了一系列创造性的设计，包括：
　　A、 使用了在宽广速度范围内具有高进气效率的 DSI 进气道。美国的 F-35 闪电 II 虽然也使用 DSI 进气道，但是其作战使命不要求高速性能，所以不但不必超音速巡航，最高速度也较低。而 J-20 威龙需要超音速巡航和优秀的超音速机动性，其 DSI 进气道比 F-35 闪电 II 的 DSI 使用速度范围更大。
　　与 F-22 的 CARET 进气道相比，J-20 的 DSI 也有适应速度范围更广、结构更简单、重量更轻等优点。具体分析请见TopGun:【原创】从枭龙和 J10B 的 DSI 看 J20 的 DSI（4）
　　B、 总体气动布局极具创造性。在 J-20 威龙之前，没有飞机能把全动的外倾斜小垂尾、远距离耦合鸭翼、大边条、以前机身作为预压缩面的 DSI 进气系统成功地综合在一起。
　　下图是成都 J-20 威龙：

3、 贵州在国内首创性地在山鹰大改上使用了背部保形油箱。下图中山鹰大改机翼上面、机身侧面的鼓包就是保形油箱：

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粽子比 J-20 威龙还需要创造性，却缺失创造性
　　粽子实际上比 J-20 威龙更需要创造性。因为粽子的尺寸比 J-20 小，却又必须在相对狭小的机体上使用内置式武器舱并采用隐身外形。这导致粽子更加迫切地需要减轻结构重量。美国 F-35 闪电 II 在总体设计上与 F-22 猛禽相比没有什么创造性，但是 F-35 的任务也比 F-22 狭窄，是以对地攻击为主的战斗机。粽子既然拥有后发优势，而且发动机技术水平不如 F-35，理所当然地应该利用后发优势，采用新的技术，克服发动机的短板。遗憾的是，粽子并没有这么做。
1、 全动垂尾与推力矢量的配合
　　粽子沿用了 F-22 式的巨大的，所以也是很沉重的双垂尾。这对大垂尾所产生的重量激化了粽子的一个主要矛盾：发动机技术水平和推力有限，但是飞机结构重量却很难降下来。因为机体一方面要有弹舱携带并发射武器，另一方面要容纳足够的燃油和设备。下图可见粽子的巨大而沉重的垂尾：

　　可是技术在进步，无论是成都 J-20 还是俄罗斯 T-50，都使用了轻巧得多的全动垂尾。下图是 T-50 的全动垂尾：

　　下图中可见 J-20 威龙略微偏转的全动垂尾：

　　沈阳无论是向成都借鉴 J-20 威龙开发经验，还是以多年学习 Su-27 侧卫系列的资历参考苏霍伊 T-50 的开发经验，都可以在粽子上利用全动垂尾减轻结构重量，缓解上述的主要矛盾。
　　如果粽子使用全动垂尾，节省下来的重量还可以用在推力矢量上。如果粽子不以空战为主要任务，则可以像 F-35 那样不必使用推力矢量。现在是使用全动垂尾节省了重量，从而可以利用节省的重量安装推力矢量，使粽子具有比较优秀的空战能力。这是使用全动垂尾所提供的好处。
　　俄罗斯在米格-29、Su-35BM/Su-35S、T-50 上积累了丰富的推力矢量控制经验，这对沈阳多少也是参考。
　　下图是米格-29OVT 利用推力矢量作过失速机动，请注意其发动机喷口处于上偏位置，从而产生使飞机仰头的矢量推力。米格-29OVT 使用的 RD-133 发动机与粽子首次亮相使用的发动机属于同一个系列：

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　　下图是 Su-27 的最新俄罗斯改型 Su-35S，请注意其右发动机喷口明显在下偏：

　　下图的 Su-35，其双发喷口均处于下偏位置：

　　下图是 T-50 的推力矢量喷口。图中也显示了 T-50 的全动垂尾：

　　根据以上的分析，可见粽子如果摒弃巨大沉重的常规垂尾而采用轻巧的全动垂尾，可以节省重量。这个节省的重量可以用来加装推力矢量，使粽子具有比较优秀的空战能力。
2、 一个对中型战斗机非常有潜力的创新方向——V 形尾翼与推力矢量的配合
　　YF-23 与 YF-22 的竞争，虽然 YF-22 获胜并成为现在的 F-22 猛禽，YF-23 却比 YF-22 更隐身、更高速。这是因为 YF-23 采用了独特的 V 形尾翼（也叫蝶形尾翼）。V 形尾翼仅仅用两片尾翼便代替了常规布局飞机的垂尾和一对平尾，既节省了重量，也减小了阻力。
　　YF-23 输给 YF-22 的主要原因是机动能力不如 YF-22。而 YF-23 没有像 YF-22 那样使用推力矢量，是其机动性不好的重要原因。
　　下图是 YF-23，请注意其 V 形尾翼和虽然隐身性能优异，却没有推力矢量的发动机喷口：

　　V 形尾翼布局因为重量轻、阻力小，对于像 F-35、粽子这样中型战斗机有很好的减重、减阻效果。而 V 形尾翼机动性差一些的缺点，也可以通过使用推力矢量弥补。美国有人设想过给 F-35 改装 V 形尾翼并加装推力矢量，从而使其可以拥有有限超音速巡航能力并有较优秀空战能力的战斗机，如下图所示：

　　图中上半部是现有的 F-35，下半部是采用 V 形尾翼和俯仰推力矢量的 F-35。这个布局对沈阳粽子这种双发动机中型隐身战斗机也非常有好处，因为其节约的重量可以缓解发动机因技术水平和推力造成的不足，而其减少的阻力可以帮助飞机实现超音速巡航。
　　通过上述第 1（全动垂尾加推力矢量）和第 2（V形尾翼加推力矢量）的分析，可以看出沈阳中型战斗机粽子虽然非常迫切地需要创造性的总体设计，却实际上是缺失了创造性。

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一些启发和一个遗憾
南昌的启发和南昌的遗憾
　　中国人民解放军军徽上的“八一”，指的就是八一南昌起义。1927 年 8 月 1 日在南昌发生的这件事情，产生了中国工农红军，然后是八路军、新四军，和现在的中国人民解放军。
　　南昌有已经兢兢业业奋斗了几十年的航空工业。南昌创造性地开发出中国第一种两侧进气的超音速强击机强五、创造性地开发出全世界最小的超音速袖珍战斗机歼 12“空中李向阳”。另外，南 的 K-8 教练机不但装备了很多国家的空军，还在埃及建立了组装生产线。
　　南昌在隐身战斗机的研究上，尤其对现在的中型隐身战斗机开发非常有启发。
1，南昌的启发
　　开发出强五、歼 12 的传奇式飞机设计师陆孝彭，曾经主持过轻型隐身战斗机的研究。我虽无缘读到这位南昌航空工业的英雄所主持撰写的三册《第四代轻型歼击机研究报告》，却从一篇相关的介绍文章中，看到南昌的研究对中型隐身战斗机的开发极具启发性。
A， 启发一：飞机结构减重
　　结构减重对中型隐身战斗机至关重要。恰恰在这一点上，南昌有独到的优势。
　　南昌歼 12“空中李向阳”袖珍战斗机为了减重作了大量的工作，这些经验对中型隐身战斗机的开发是非常值得借鉴的：

链接出处：http://wenku.baidu.com/view/b20b010f52ea551810a68713.html

　　我在前文批评粽子在总体设计上虽然非常需要创造性，却缺乏创造性。其中的关键原因之一，就是中国发动机的技术水平和推力有限，导致中型隐身战斗机要有创造性的总体设计来减轻结构重量。而南昌对轻型隐身战斗机的研究和袖珍战斗机的开发经验，给出了在气动布局之外的另一条减轻结构重量道路，而且这是南昌曾经成功走过的道路。
B， 启发二：外挂隐身武器
　　南昌当初研究的是轻型隐身战斗机。因为轻型机的确太小，实在无法布置内置弹舱，南昌创造性地提出了外挂隐身武器的方案。
　　根据当时的武器情况，南昌的方案是：

　　不要以为这个想法老土，美国的想法与南昌不谋而合。美国洛马公司设想在 F-22 基础上开发的 FB-22 隐身战斗轰炸机，就有外挂隐身对地攻击武器的方案。
　　下图是 FB-22 的想象图，其中机翼下外侧就是直接外挂隐身对地攻击武器。图中的相应文字注释是：挂在低可探测挂架上的 JASSM（联合空对面防区外发射导弹）：

　　下图是 FB-22 的另一幅想象图：

　　虽然南昌提出的在现有导弹上使用隐身复合材料涂层的方案隐身效果有限，但是我们可以根据这个思路研制专门的隐身导弹，就像美国的 JASSM 隐身导弹那样。
　　南昌的这个想法对中型隐身战斗机的价值在于，中型隐身战斗机的弹舱容量有限，可以用这种方式在不增加弹舱容量的前提下提高携弹量。这个方法也省去了使用隐身武器吊舱导致的额外重量。
　　南昌的这个想法甚至对 J-10B 这样的准隐身战斗机也很有价值。J-10B 虽然采用了很多隐身手段，却毕竟是在 J-10A 基础上改进，所以没有弹舱。如果 J-10B 采用南昌的想法，可以大大缓解没有弹舱的问题，即使外挂武器，也具有一定方位上较强的隐身能力。
　　除了上述两个启发外，南昌的研究还有全向推力矢量喷管、飞机隐身涂层、飞机敏捷性等方面。但限于上述介绍文章篇幅有限，无法得知更详细的内容。
2，南昌的遗憾
A，我们本来可以有一架优秀得多的中型隐身战斗机
　　虽然南昌有上述创造性的研究、有诸如飞机结构减重等对中型隐身战斗机极为关键的经验，中航工业却将开发中型隐身战斗机的项目直接指派给了沈阳个别单位。
　　如果中航工业让各个相关单位拿出中型隐身战斗机方案进行竞争，然后择优选取，我相信我们现在看到的会是一架优秀得多的中型隐身战斗机。
　　有人会提出南昌，还有类似的贵州，其开发中型隐身战斗机物质条件不足。但这不是摒弃他们于门外的理由。因为物质条件可以创造，尤其是像目前中航工业在全行业内搜集资金然后指派沈阳开发的情况。
　　有人会提出南昌以及贵州这样的航空单位，其综合实力无法完成中型隐身战斗机的开发。但这也不是摒弃他们于门外的理由。因为这种综合实力正可以通过开发中型隐身战斗机而建立起来。这既包括可以通过人员流动，以开发中型隐身战斗机招募优秀人才；也包括相应体制和组织的建设；还包括上面提到的物质条件的创造。
　　苏联的做法也可以供我们借鉴：当初开发图-160 轰炸机时，虽然米亚西舍夫设计局已经不具备独立开发战略轰炸机的实力，却仍然参与了方案竞争。结果是米亚的方案获胜。考虑到米亚无法独立开发获胜的方案，图波列夫设计局成为此方案的主要开发者，结果就是图-160 轰炸机。所以南昌这样的单位无论如何都不应该被摒弃于中型隐身战斗机开发的门外。
B，成都本来可以有合格的竞争者
　　有人说，为了防止成都一家独大，必须扶植沈阳。但是沈阳早已不是能与成都比肩的竞争者。正是这个不合格的竞争者无法完成竞争的使命，才造成了成都一家独大的趋势。比如当初解放军开发第三代战斗机，就是成都 J-10 战胜了沈阳的 J-13 方案；再比如解放军开发隐身战斗机，是成都 J-20 战胜了沈阳那个被俄罗斯忽悠出来的三翼面方案。如果现在仍然以所谓防止成都一家独大为借口，直接指派项目、提供资金来扶植沈阳，只能使沈阳个别单位躺在天上掉下来的资金和项目上继续其抱残守缺、固步自封的老路。
　　而无论南昌还是贵州，都具有在资金和项目注入的前提下跃升为成都真正竞争者的潜力。即使是不经过竞争而是直接指派，也应该给他们一个机会，而不是给已经获得了大量机会但却无所作为，导致成都从小到大，直到现在居然有一家独大的趋势的沈阳个别单位。
　　所以目前这种直接指派沈阳个别单位开发中型隐身战斗机的作法，不但是南昌的遗憾，也是中国航空工业的遗憾，也是中国科技进步的遗憾。
C， 科技进步、国家利益、民族利益
　　中国在航空领域科技进步本来可以更快，因为正如 A 中所说，我们本来可以通过良性竞争拿到一架更好的中型隐身战斗机。
　　中国航空领域科技进步的中远期前景也受到影响，因为正如 B 中所说，中航工业直接指派沈阳开发中型隐身战斗机，对整个中国航空工业的战略布局是不利的。
　　科技进步，是直接关系到中国国家利益和中华民族的民族利益的。所以这个南昌的遗憾、中国科技进步的遗憾，不但是直接的遗憾，也是长期的遗憾。
国外的启发
1， 瑞典
　　瑞典继 SAAB-39 鹰狮之后，正在考虑后继的中型隐身战斗机开发。下图是 SAAB 公司透露的 FS2020 方案：

　　这个方案对中型隐身战斗机的最大启发就是其对空中优势和对地攻击任务的兼顾方式。
　　执行空中优势任务时，飞机可以在一个格斗导弹弹舱内和两个中距离导弹弹舱内携带两枚格斗导弹和四枚中距离导弹。此时飞机可以超音速巡航，并且是完善的隐身外形。
　　执行对地攻击任务时，飞机可以外挂大型对地攻击武器。
　　下图中可见 FS2020 的三个武器舱。机身下面前布中间部位的绿色舱门，表示可以挂两枚格斗导弹的弹舱；机身中后部侧下方的左右两个绿色舱门，表示两个各挂两枚中距离导弹的弹舱：

　　一个有趣的地方就是这个方案的格斗导弹弹舱。格斗导弹因为最好先锁定目标再发射，所以弹舱应该安置在使格斗导弹导引头获得较大视野的地方。但是这个方案因为飞机较小只能将格斗导弹弹舱置于机身下，于是便尽量将其靠前布置，以减少前机身对导引头视野的遮蔽。当然，最好是有办法使格斗导弹在不降低命中率的前提下在导引头锁定目标前就可以发射。

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下图是 FS2020 的格斗导弹弹舱：

　　当然，FS2020 的气动外形还没有定型。下图中，FS2020 似乎在机身下有一个隐身的保形吊舱。这个吊舱既可能是武器舱，也可能是油箱。类似的，其机翼下也有隐身的吊舱：

　　超音速巡航的 FS2020 的进气口似乎倾向于使用具有创新外形的 DSI，下图是 SAAB 公布的几种 DSI 外形：

2， 苏俄的鸭式布局方案
　　之所以说苏俄而不是俄罗斯，是因为俄罗斯主要在吃过去苏联的老本。我也不认为俄罗斯目前有实力去推进这些项目。但是这些项目却值得拿出来为我们作参考。
　　下面这个鸭式布局方案应该可以实现比瑞典的 FS2020 更小的超音速阻力，因为其前翼的安装与主机翼处于同一平面。成都 J-20 威龙也是如此。但是 J-20 威龙另外还有边条，而此方案没有。下面是这个方案的三视图，图中发动机喷口之所以下偏，是为了表示方案要使用推力矢量：

3， 苏俄的“闪电 II 斯基”方案
　　“闪电 II 斯基”是我给这个方案起的绰号，因为其采用了常规布局，类似 F-35 闪电 II。但是这个方案 与F-35 闪电 II 最大的不同，是“闪电 II 斯基”以空中优势任务优化，而非 F-35 闪电 II 那样以对地对海攻击任务优化。下图就是“闪电 II 斯基”：

　　图中可见，“闪电 II 斯基”最引人注目的地方是其武器舱。“闪电 II 斯基”利用从前机身两侧向后延伸，用以安装平尾的巨大尾撑来布置内置武器舱。武器舱前部是格斗导弹弹舱，与瑞典 FS2020 类似，尽量前置；武器舱后部是中距离导弹弹舱。
　　为了完成空中优势任务，“闪电 II 斯基”尽量减小飞机尺寸从而减轻重量。下图是想象中的“闪电 II 斯基”与 F-35 闪电II的个头对比：

　　下图中可见“闪电 II 斯基”的机翼平面形状和其他一些细节：

4， 美国和无垂尾方案
　　这是麦道公司竞争失败的方案。竞争的胜利者是洛马的 F-35 闪电 II。但是麦道之所以失败，并非是因为这个无垂尾的气动布局，而是因为其短距离起飞、垂直着舰的动力系统问题。
　　麦道方案的垂直着舰动力系统中，升力风扇的动力来自主发动机的燃气。这导致升力风扇的排气中有高温燃气混入。美国海军陆战队在极端情况下，要求飞机在两栖攻击舰甲板上发动机开车待命。而麦道方案在此极端情况下，不得不将混有高温燃气的升力风扇排气吹向甲板，从而导致甲板过热而产生危险。正是因为这个原因，麦道方案被否决。但是这个方案的总体气动布局与动力系统的这个问题无关，仍有参考价值。
　　下图是麦道的无垂尾方案：

　　图中可见这个方案可以说是没有垂尾。下图显示了其尾部的情况：

　　这个方案的方向安定性和方向控制来自于诸多控制面的综合作用和推力矢量。其中诸多控制面的综合作用包括机翼上的襟副翼、平尾的综合偏转。