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对能量机动理论在航空史上的作用特别是对第三代战斗机的影响，一般均给予正面评价，但对于这一理论的未来，目前并没有一个统一的看法。一种典型的意见认为，对于空战而言，能量机动理论的作用主要体现在近距空战中，而近距空战在现代空战中的比例日益下降，因此能量机动理论对于现代空战的影响也逐渐减小；另一方面，随着过失速机动的实用化，未来空战战术也很可能发生重大变化——而过失速机动属于典型的角度战术，与经典能量机动理论可谓格格不入。 在历史上，如果一种理论不能解释该领域内的某种现象，那么这种现象很可能就是造成这种理论崩溃的第一条裂缝。自能量机动理论诞生之日起就一直未能解释的角度战术，会不会就是这道裂缝呢？今天的能量机动理论，究竟是未来空战理论的基石，抑或是特定历史时期留下的一个遗迹呢？ 能量机动理论探析 1．能量战术与角度战术之争 有必要先回顾一下什么是能量战术和角度战术。这两种战术实际是根据空战中飞行员采取策略的不同而划分的。角度战术就是用最快的速度取得对敌机的绝对位置优势(一般指机头指向敌机尾部)。为了达到这一点，通常都要损失能量。在适合采用角度战术的情况下，往往是能够更快减少自己能量的一方先获得位置优势。因此角度战术也有人称作称为负能量战术。而典型的能量战术则不同，它强调首先建立相对敌机的能量优势，然后再把这种能量优势转化为位置优势。 不难看出，在空战中对本机能量的取舍方面，能量战术和角度战术截然相反。那么，究竟哪一种才是空战方程的正解？没人知道。如果说能量机动理论揭开了空战的奥秘，那么为何南辕北辙的战术（角度战术）同样可以获得空战的胜利——而且并非偶然？能量机动理论的创立者约翰·伯伊德也未能回答这个问题。 就空战的实践来看，两种战术都有成功运用的战例。 上个世纪80年代，中国空军曾经组织了3批大规模的歼6、歼7部队空战对抗演练。在首批进行对抗时，歼6部队首次遭遇歼7部队的“蛇行机动”战术——事实上就是角度战术：歼7利用快速左右滚转产生巨大的诱导阻力，急剧消耗自身能量，导致处于优势位置的歼6被迫冲前，迅速完成攻防位置转换。由于对此类动作毫无准备，第一批歼6部队吃了大亏，以至于得出“歼6打米格21很难”的结论。（包括本处战例在内，以下有多处应用角度战术迫使对手冲前的例子，但这并不是角度战术的唯一表现形式，为免误解，特此说明——笔者注） 但在第二批对抗时，歼7部队仍然是沿用老战术，歼6部队却已经针对歼7的特点发展出比较完整的综合机动战术，胜负天平明显向歼6倾斜。有飞行员在总结经验时提到，歼7推重比小，向上机动能力不足，在垂直面进行持续机动就能充分发挥歼6的优势。事实也正是如此。一架歼6在劣势位置上连续进行了两个斜斤斗，尾追的歼7就被甩掉，并因为视界问题丢失了与歼6的目视接触：在这个例子中，动作开始时歼6和歼7能量状态接近，但歼6的SEP（单位重量剩余功率）高于歼7，在机动中补充能量速度比歼7快，因此可以在垂直面机动中逐渐建立能量优势。在第一个斜斤斗结束时，歼7仍然跟在歼6后面，但已经拉开了距离，于是歼6再拉一个，彻底甩开了歼7。这个战术实际上就是典型的能量战术，只不过我们没有这种提法。
上个世纪80年代初那场大规模对抗，歼6和歼7各自体现了能量战术和角度战术在空战中的作用。 能量战术与角度战术并存的现象往往令人迷惑：在空战中究竟是尽快消耗能量有利呢还是尽快建立能量优势有利？对此，一般的说法是，在空战中，能量战术和角度战术往往交替运用，而能否在适当的时机选择适当的战术，则体现了飞行员训练水平的高低。就空战而言，这种说法不尽人意，但尚可解释。 上个世纪80年代，随着典型的第三代战斗机大批服役，基本上确立了能量机动理论以及能量战术的优势地位。但在80年代末90年代初，所谓的“三代半”战斗机出现；90年代末，新一代格斗导弹也开始崭露头角。两者的结合大大动摇了能量机动理论的基础。和典型的第三代战斗机相比，“三代半”战斗机更强调瞬时机动性，结合攻击区大大扩展的先进格斗导弹，即使在能量劣势的情况下也可以实现先敌开火（实际上就是角度战术）。具备过失速机动能力的F/A-22的服役，在一定程度上标志着美国空军对角度战术的肯定。但同时我们也看到，F/A-22在设计中仍然贯彻了能量机动的原则，其SEP全面超越了第三代战斗机。 在错综复杂的现象面前，我们不禁要问：能量机动理论是否指引了空战的未来？ 三代半的代表——阵风的原型机。三代半战斗机的出现，似乎动摇了能量机动理论的基础。 2．空战实质探析 空战的目的是什么？空战目的是为了击毁、击伤敌空中目标，为此（在现有武器条件下，能量武器投入实用之前），必须将对空武器系统的战斗部投送到目标附近，以战斗部实施杀伤。
如果只考虑能量，那么导弹发射瞬间的能量总和与飞行过程中能量消耗的极限决定了导弹不可逃逸区的大小。 无论是能量战术还是角度战术，其最终目的都是进入适宜的武器系统投射点（换句话说，让目标进入己机武器系统的可攻击区）。在武器发射之后，决定最终结果的不是载机，而是武器系统本身。如果研究一下己机开火瞬间的状态，我们会发现一些有意思的特点。如果以己机本身的能量状态与目标机的能量状态进行对比，由于采用能量战术或者角度战术的不同，我们会有不同的结果——能量高于或低于目标。但如果我们从离机瞬间武器系统的能量状态进行考虑，则只有一个唯一的结果：从投射点到预定碰撞点消耗的能量是可以求得的，如果要击中目标，武器离机能量必须大于这一能量值（这里不考虑电子干扰等情况）。空战中进行的所有机动（无论是能量战术还是角度战术），目的都是要保证这一点。所以最终的能量优势不是指载机在一段时间内稳定的能量状态大小，而应该是指武器发射瞬间武器系统的能量相对于目标的能量差（机－弹分离瞬间弹的总能量－弹飞行过程中消耗的能量，以下简称“能量差”）。只有当能量差为正，才是有效的攻击机会。正能量差越大，攻击区越大。反之亦然。（这个说法是从纯能量的角度来考虑的。但如果考虑到射弹散布、导弹最小控制速度等因素，只有当能量差超过一定的正值，目标才算进入了己机武器的可攻击区。但为了叙述方便，下文仍以“正”“负”来区分。——笔者注）这么来看，包括经典能量机动理论在内，所有的能量转换都是为武器攻击区服务的。因此空战机动实际追求的是武器攻击区的增大或者偏移，以便将目标置于其中。如果目标在武器发射后进行预测之外的极限条件机动，而能量差仍然为正，在不考虑其它因素情况下，被击中将不可避免——从这个角度看，空空导弹的不可逃逸区很好解释。 我们先来看角度战术。1976～1977年间，美国海军陆战队曾经以其AV-8A“鹞”式飞机和海军的F-14进行过16次模拟空战。在鹞的6次获胜记录中，有一部分是利用其矢量推力使飞机急剧减速并改变飞行轨迹，导致F-14冲前而获得的。在动作中中，飞马发动机推力大幅转向，导致鹞的SEP迅速减小、能量快速消耗而换取位置优势，属于典型的角度战术。在双方位置交换前（即鹞在前，F-14在后），F-14不在鹞的武器系统的攻击区内，亦即：对鹞而言，其能量差为负；但当鹞通过机动迫使F-14冲前后，尽管其自身能量仍低于F-14，但如果F-14此时进入了其航炮或者格斗弹的有效攻击区，则能量差为正，鹞可以对F-14实施攻击，角度战术成功。需要指出的是，如果F-14冲前时仍保持较高的能量水平，则可能以较大的相对角速度（在鹞的武器系统完成瞄准前）快速脱离鹞的攻击区，鹞的能量差再度转为负值，角度战术失败。从能量差来理解，角度战术可以看作是：为了增大能量差而进行的相应机动。虽然载机自身能量减小，但由于能量差增大，实际上还是获取了能量优势。
利用飞马发动机的矢量推力来增强飞机机动性并非始于AV-8A的试验。早在鹞设计之初，设计人员就提出了类似设想。由于机动中能量消耗极快，这一战术属于典型的角度战术。但从能量差的角度看，则仍以获得能量差正值为目标。 现在再来看看能量差概念在能量战术中的体现。撰写《ARTOF KILL》的美国空军教官皮特·博兰尼曾经提到他在空战对抗中成功运用“HIGH—LOW”战术的经历。当时他正处于被动态势，双方机型相同（F-16），能量状态接近——也就是说，没什么便宜可占。在这种情况下，博兰尼适当松杆，以损失角度来换取飞机能量的积累。一段时间之后积累了足够的能量优势，博兰尼开始向上拉起，而对手在盘旋中消耗了较多的能量，此时已无法跟上他的动作，被迫放弃跟踪。这就是典型的能量机动，和前面提到的歼6双斤斗摆脱歼7的事例异曲同工。到HIGH－LOW战术结束时为止，博兰尼只能说摆脱了被动态势，但尚未进入攻击位置，因此在整个过程中其能量差是负值。不过，由于双方角度、位置已经发生了变化，博兰尼的能量差实际是在不断增大。而对于博兰尼的对手来说，博兰尼一直没有被纳入其攻击区，所以其能量差也是负值，而从最初的接近攻击区到最终远离攻击区，其能量差实际在不断减小。这表明，在空战中要获取优势，必须增大能量差——这与角度战术并无二致。 3．现代条件下的能量机动理论 如前所述，以能量差的角度来衡量，能量战术和角度战术本质上是一致的，而且在对空战形势的判断和处置上可以有一个统一的标准。那么是不是说能量机动理论错了呢？笔者以为并非如此，实际上以上推断同样是建立在能量机动理论的基础上的，但由于飞机和机载武器系统技术水平的提高，需要增加一些新的考量因素。 以航炮来说，因为炮弹自身无制导能力，当目标偏离其弹道时，能量差始终为负，所以其攻击区就局限于飞机正前方。但是，可以通过载机能量的转换来获取相应的能量差，也就是偏移其攻击区或者迫使对方进入攻击区。前者如过失速机动中的航炮射击，后者则是所谓的负能量战术。实际上能量机动理论未能解释负能量战术成功的原因，但如果以能量差来看就很好解释。因为目标位于自己后方，飞机本身具有能量优势，如果我机恰好落在对方弹道上，则构成对方的射击机会，实际上是对方具有能量差优势。但通过减速和其它机动破坏对方的瞄准，就是在不断改变每个瞬间的能量差，以避免对方获得能量差优势——当我机并未处于对方弹道上时，对方能量差仍然为负，当然我机就更不用说了。如果在这个过程中对方不慎冲前，则位置交换瞬间，我机开始拥有获得正能量差的机会。但实际上此时就飞机的能量而言，对方仍然是具有优势的。但必须指出，能量差是考虑了目标机本身能量的，以一个极端情况来说——比如对方以M2掠过只有M0.5的我机，那么实际上我机能量差仍然为负，不可能击中对方。由于炮弹能量相对于载机能量相当小，计算“飞机＋炮弹”的总能量的时候，实际上就是计算载机的能量。这个恰好就是伯伊德当初建立能量机动理论的基础。所以经典能量机动理论是以载机能量来表述的。 对导弹来说，在伯伊德建立能量机动理论的时候，导弹系统能量仍然相当小（表现出来就是攻击区小），飞机仍然必须进入目标尾后的“喇叭区”，沿着所谓的“狗追兔子曲线”跟踪攻击。对飞行员来说这一时代的导弹基本上相当于延长了射程的航炮，以载机能量表述仍然不会有太大出入。但是到今天第4代格斗弹已经出场的时候，如果再简单地以载机能量来表述整个“载机＋导弹”系统的总能量，并用于计算能量差就明显不合适了。这是在现代条件下理解能量机动理论必须加以考虑的。 以上是从武器系统的能量角度来看的。但除此以外，还需要特别指出的是，武器、火控系统的水平对能量机动理论的影响极其深远。在伯伊德那个时代，由于技术水平限制，机载武器系统实施攻击前需要进行一段时间的稳定跟踪瞄准，在这种情况下强调瞬时机动性是没有多大意义的，所以我们在能量机动理论中看不到对瞬时机动性的表述，其关键性指标SEP只能用于表征飞机的持续机动性。
在航炮和早期导弹时代，由于机载武器系统能量相对较小，以载机能量来机-弹系统的能量不会有明显差异，这是经典能量机动理论研究的基础。 笔者以为，在现代空战条件下，对能量机动理论应该这样来理解：在空战中，致胜法则仍然是争取能量优势。但在现代条件下，这个能量优势不是简单的己机能量与目标能量的比较，而是综合考虑了双方位置、状态、武器系统攻击区之后获得的能量差，所有机动的目的都是要增大能量差。 按照这样的理解，可以解释几个问题： 1）角度战术成功的原因。这个在前面已有说明。 2）对角度状态的表述。经典能量机动理论对能量状态的表述非常清晰，但却无法表述敌我双方角度状态，这也是能量机动理论为人诟病的原因之一——在伯伊德那个年代这个问题不大，而在现代条件下，抢到角度优势可能意味着空战的结束。若以上述能量差概念来表述，就比较好理解：在其它条件完全相同的情况下，双方航向夹角30°和90°，计算得出的能量差是完全不同的。能量差看起来仍然是对能量的表述，但实际包含了角度因素在内。 3）武器系统进步对空战的影响。经典能量机动理论强调本机能量对目标能量的优势，因此无法体现武器系统优势在空战中的作用。而能量差概念已将武器系统的水平考虑在内，随着导弹攻击区的增大，在计算能量差时武器系统所占比例也越大，相应地对载机的性能要求降低。换句话说，要获得同样的能量差，允许挂载了先进导弹系统的载机能量降至一个较低的水平——这意味着可以拉更大的过载、可以寻求更多的角度优势、可以降低对载机自身SEP的要求等等。 能量机动理论与超视距空战 自上个世纪90年代以来，超视距空战的趋势日益明显。造成这种现象的原因，一方面是作战双方实力差距极大，弱势一方尚未进入近距空战就已经损失殆尽了；另一方面，是武器装备的技术水平和对空指挥控制能力、敌我识别能力得到了全面提高，尽管由于技术缺陷仍然造成了一些误伤事故，但已不足以阻碍空战的主要形式向超视距作战转变的步伐。 应该说，最初的能量机动理论是针对近距格斗而建立的，并且也确实在这方面起到了指导性的作用。以至于我们现在一提到能量机动，第一个反应就是近距格斗。然而，如果一种理论不能对未来的主要空战模式有所贡献，而硬要说它具有顽强的生命力，显然是没有道理的。对于超视距作战模式，能量机动理论还有意义吗？笔者认为，答案是肯定的。
即使在超视距空战已经成为空战主流模式的时候，能量机动理论仍然有其用武之地。但前提是，我们考虑的不止是载机本身的能量，而是包括武器系统能量在内的总能量以及投送战斗部过程中消耗的能量。 上文已经提出了“能量差”概念，而这一概念并没有附加条件，即适用范围并不仅限于近距格斗。根据这一概念，在超视距空战中要取得优势，仍然应该寻求达到能量差的最大值，无论是载机还是中距导弹系统，均应为此服务。在目标机一定的情况下，要取得能量差优势，途径无非两条：己机能量优势和导弹系统能量优势。其中前者又可分为高度优势（势能）和速度优势（动能），后者则包括导弹射程和机动性优势。此外，根据能量差的定义，在导弹飞行过程中消耗的能量越小，能量差自然越大——但这个因素除了受导弹影响外，很大程度上受攻防双方战术选择的影响，需要综合权衡。那么，这些优势在超视距空战中究竟有什么作用呢？我们可以通过简单的模拟计算来了解一下。 己机攻击态势下能量差优势的体现 初始条件：己机挂载A型中距导弹，目标机为M型第三代战斗机。当设定己机具有某个优势时，同时假定其它条件完全相同。 1）高度优势
假定目标机没有作任何规避机动，保持匀速直线运动。如图1所示，黑线区域为双方等高度状态，A导弹攻击区的水平投影；红线区域为己机具有1000米高度优势时的攻击区；褐线区域为己机具有5000米高度优势时的攻击区。 显然，在这种情况下，己机具有1000米高度优势时对正面迎头目标具有最大的攻击距离。而当己机具有5000米高度优势时（由于其它条件相同，此时己机总能量是最高的），攻击区反而大幅缩水。原因何在？其一，这是攻击区的水平投影，无法体现高度优势带来的垂直面攻击区的增幅；其二，大气密度会对导弹射程造成严重影响（也就是影响导弹飞行过程中能量的消耗），即使相同的高度差，在不同高度层射击攻击区也明显不同；其三，高度差使得导弹攻击目标时需要进行相应的机动，消耗的能量较大。 现在假定目标机在我机发射导弹的同时采取规避机动，向左转向90°脱离。情况如图2所示，图例同图1。
由于跟踪机动目标需要消耗大量能量，而1000米高度优势带来的能量优势有限，因此黑线区域和红线区域几乎完全重合。但由于大气密度的严重影响，使得前两种情况在攻击较远的目标（相对角速度不大，导弹转弯过载也不大，机动消耗能量较少）时有优势。而对于相对角速度较大的较近目标，情况完全相反，跟踪过程需要消耗较多能量，此时5000米高度优势带来的能量优势才完全体现出来。此外还有一个原因是，导弹进入低空后大气密度增大，导弹机动性增强。 2）速度优势
假定目标机没有作任何规避机动，保持匀速直线运动。如图3所示，黑线区域为双方等速度状态（M0.9），A导弹攻击区的水平投影；褐线区域为己机具有速度优势（己机M1.5，目标机M0.9）时的攻击区。 和取高度优势的情况不同，速度优势在图3中表现得非常明显。当己机具有速度优势时，导弹攻击区在所有方向均得到延伸。 现在假定目标机在我机发射导弹的同时采取规避机动，向左转向90°脱离。如图4所示，图例同图3。
可以看到，在目标机进行规避机动的情况下，速度优势带来的攻击区优势仍然没有改变。 3）导弹优势
假定目标机在我机发射导弹的同时采取规避机动，向左转向90°脱离，己机具有速度优势（己机M1.5，目标机M0.9）。如图5所示，黑线区域为A导弹攻击区的水平投影；褐线区域为B导弹攻击区的水平投影。 显然，A导弹具有射程上的优势，打击远距目标非常有利；而B导弹机动性较好，在攻击相对运动剧烈、消耗能量大的目标时有一定优势。但总体来说，A导弹的攻击区仍然是大于B导弹的。 己机防御态势下能量差优势的体现 初始条件：目标机挂载A型中距导弹，己机为M型第三代战斗机。当设定己机具有某个优势时，同时假定其它条件完全相同。 1）高度优势
假定己机没有作任何规避机动，保持匀速直线运动。如图6所示，黑线区域为双方等高度状态，目标机A导弹攻击区的水平投影；褐线区域为己机具有5000米高度优势时目标机的攻击区。 由于己机具有高度优势，在目标机实施攻击时除了导弹转弯机动需要消耗能量外，还需要额外消耗爬升5000米的能量，在这种情况下，对方导弹攻击区大大缩小，对迎头目标最大有效射程竟缩短一半左右！ 现在假定己机在目标机发射导弹的同时采取规避机动，向左转向90°脱离。情况如图7所示，图例同图6。
可以看到，图7的攻击区和图2其实非常相似：攻击区右侧突出，超过了等高度条件下的攻击区。造成这种现象的原因主要是大气密度对导弹机动性的影响以及机动过程的能量消耗。但如果对比图7和图2，可以发现，虽然上射和下射攻击区相似，但大小却差别明显，从这个角度可以看到高度差（势能差）对导弹攻击区（能量差）的影响。 2）速度优势
假定己机没有作任何规避机动，保持匀速直线运动。如图8所示，黑线区域为双方等速状态（M0.9），目标机A导弹攻击区的水平投影；褐线区域为己机具有速度优势（己机M1.5，目标机M0.9）时目标机的攻击区。 由图可见，当己机具有速度优势时，只有在正面一定区域内，目标机攻击区超过了己机无速度优势时的攻击区。道理很简单，在这个区域内己机速度增大，相当于缩短了目标机导弹射击距离，并且还可以补偿导弹在一定范围内机动的能量消耗，亦即增大了对方的能量差。但在此区间之外，己机速度优势仍然可以有效减小对方的能量差。 假定己机在目标机发射导弹的同时采取规避机动，向左转向90°脱离。如图9所示，图例同图8。
颇令人诧异的是，在己机具有速度优势的情况下，目标机的攻击区几乎全面超越了均势下的攻击区，原因何在？这实际上是己机性能水平与预设条件不符造成的。由于己机属于第三代战斗机，超音速盘旋能力远不如第四代战斗机（稳定盘旋过载不到后者的一半），进行超音速转向脱离的结果就是在转弯过程中能量大量消耗，当航向转过90°时已经降至亚音速，实际上是减小了对方导弹机动过程中的能量消耗。而当我机以M0.9脱离时情况完全不同，因为M0.9本来就是第三代战斗机的设计点之一，在这个速度段内性能相当突出，盘旋过载大，能量损耗小，相对于超音速机动脱离的情况，对方导弹在跟踪机动过程中需要消耗更多的能量，也就是减小了对方的能量差。事实上如果是第四代战斗机进行此类超音速脱离动作，其结果肯定完全不同。 3）机动性优势 既然是处于防御态势，那么在脱离机动时飞机本身的机动性又会有什么影响呢？
假定己机在目标机发射导弹的同时采取规避机动，向左转向90°脱离，此时双方速度M0.9，高度10000米。如图10所示，黑线区域为A导弹对M型战斗机攻击区的水平投影；褐线区域为A导弹对另一种N型战斗机的攻击区。
图11则显示了在3000米高度，A导弹对M/N两型战斗机的攻击区。 在中低空，M和N两型机性能接近，因此在A弹的攻击区体现出来也差不多。但N型机在高空性能略占优势，因此A弹对其的攻击区相应减小。从能量差的角度来看，就是飞机的机动性增大了导弹跟踪过程中的能量消耗，减小了对方的能量差，有利于己机的摆脱机动。 从以上的简单模拟，我们可以大致了解能量在超视距空战中究竟是如何起作用的。据此，我们可以推论： 1）速度优势在超视距空战中的作用非常明显，并且相对于防御来说，速度的作用在攻击态势下体现得更加彻底。因此，在发射中距弹时载机的速度至关重要。但对于第三代战斗机来说，接敌前通过加速来提高导弹发射速度的做法不太现实，因为飞机加速能力的限制，等加速到比较有利的发射速度时，开火时机早就过去了。此外，现役中距导弹没有一击必杀的把握，交战模式也无法确保不进入近距格斗，在这种情况下提前开加力耗油，将会对后期作战造成负面影响。相比之下，第四代战斗机的超巡能力的优点就显得尤其突出，这使其在和第三代战斗机进行超视距对抗时具有相当的优势。 2）中距导弹的性能直接影响到超视距空战的结果。性能良好的导弹可以抵消对方战斗机性能上的优势，也可以弥补己机性能方面的不足。例如，如果导弹发动机性能足够好，就可以在一定程度上弥补第三代战斗机不能超巡的缺点。 3）高度优势在超视距空战中的作用有一定的体现，只是由于大气密度等诸多因素的影响，使得高度优势的体现并不那么明显而直接。但无论是攻击还是防御，保持己机高度不低于对手是一个明智的选择。 4）至少对于防御来说，飞机自身的机动性仍然有相当的作用。从能量角度来说，如果能够保持超音速机动，可以有效抑制对手的攻击能力。但到目前为止，包括三代半战斗机在内，其超音速机动能力都无法与第四代战斗机相匹敌，在正面的超视距对抗中难免落于下风。
F-22的超巡能力和优越的机动性已经占据了超视距空战的四个优势点之二，如果再考虑隐身能力，那么获得导弹有效射程优势和高度优势也并非难事。 能量机动理论与近距空战 1．常规空战 可以这么说，正是对常规条件下近距空战的研究和经验积累，最终导致了能量机动理论的问世。再次提及常规空战中的能量机动似乎有点多余。但如前所述，一直以来能量机动理论是以己机和目标机的能量状态为衡量基准的，解释角度战术总是不尽人意。所以下面我们再看看具体战例，看看能量差概念是如何在常规空战中体现的。
布伦达编队与米格19双机空战示意图。严格来说，这场空战只是战术胜利，但从中仍可看到能量机动理论的意义。 1972 年6 月2 日，布伦达编队在河内北方上空，GiaLam 和Kep机场之间执行战斗巡逻（CAP）任务。越方在地空导弹佯动掩护下起飞两架米格19进行拦截。当布伦达 01发现米格的时候，两架呈右梯队的米格19正从4-5点钟方位以曲线追击逼近。【1】布伦达 01 告诉02 继续前进的同时开始进入战斗，打开全加力，执行了一个高G 的135 度下滑转弯以进入攻击位。布伦达 01 在接近90度的转弯后，速度已突破音障。米格19 开始以向左下方转弯并指向南方而不再继续逼近布伦达 01，从而避免消耗转弯空间。【1A】在这一过程中，布伦达 01 始终与米格保持目视接触。然而，在布伦达01 转过300 度的那一点，他发现自己距离被跟踪米格机的大约2 英里。在这个位置上，米格机从布伦达 01 的眼中完全消失了。布伦达 01松杆减小过载，以便滞后于转弯圆环外面，并几乎立刻捕获到米格机，他们继续进行向右下方的转弯。【2】汉德利把机首拉进纯追逐并请求后座飞行员司摩武德设置雷达和平显模式为5英里孔径模式。当准星压在被跟踪的米格机上时，获得了“自动捕获”雷达锁定。经过4秒钟的稳定锁定，布伦达 01 发射了两枚AIM-7 麻雀导弹。第一枚导弹的火箭发动机没能点火，第二枚制导失败。米格长机显然看到了第二枚AIM-7 导弹的尾烟，两架米格机都以非常紧凑的转弯进行规避。布伦达01 随即选择红外制导导弹并执行滞后追逐以减小夹角。【3】布伦达 01 获得了标准的AIM-4 背景音调，当他把准星对准被跟踪的米格机时，捕捉的音调声增大，他解除了制导头锁定，并发射了余下的两枚AIM-4E导弹（原文如此，实际上AIM-4E是F-106A装备的半主动雷达制导导弹，判断应是AIM-9E之误。——笔者注）。第一枚导弹失的，第二枚导弹一直没能从右侧挂架上发射出去。到这时为止，战斗高度已经降低到离地面大约5,00英尺左右，布伦达 01 和米格机的直线距离很快的减少到大约只有3,000 英尺，夹角接近90 度。【4】布伦达 01 切换到机炮模式，把机首拉进领先追逐（把米格机置于风档玻璃左侧四分之一处，以保持目标在视野内），在最后一刻，轻轻的向左翻滚并进入同一机动平面，压下了扳机。一进入同一机动平面，布伦达01 的视线就被F-4E 的机头挡住了，使他不能看到米格机，不久后，被跟踪的米格机在距200-300 英尺处,以90-100 度的夹角直角转弯经过布伦达 01前面，这时，他看到有多发炮弹击中了米格机身的中央。【5】布伦达 01 执行了四分之一圈翻滚和跃升机动，继续观察米格机。被布伦达 01 击中后大约过了10 秒，米格机坠地爆炸。
在上文中出现了一个关键名词“转弯空间”。字面上理解，它是飞机（也包括导弹）进入目标转弯路径内侧（用我们熟悉的话说就是“切半径”）所需的空间。物理上，它是我机（弹）与目标之间的距离。那么，从能量差的角度看，转弯空间代表了什么意义呢？它与追踪目标过程中机（弹）因机动所消耗的能量相对应。当机（弹）以允许的最大过载转弯时，所需的转弯空间最小，但机动消耗的能量最大。反之亦然。所以，争取到了转弯空间，相当于争取到了更大的能量差。不过在这里，飞机和导弹略有不同：导弹射程有限，转弯空间增大，虽然机动消耗能量减小，但飞行距离增大，同样增大能量消耗，所以对导弹来说，争取到的转弯空间不是越大越好；而对飞机而言，当需要考虑转弯空间时，已经进入视距内空战，这点飞行距离相对于飞机的续航能力来说实在是微不足道的。 言归正传。在上面这个战例中，其实并没有多少复杂的战术运用，在笔者看来，基本上是米格机自己把自己送进了地狱。在阶段【1】处，布伦达双机的武器系统显然无法对4点钟方向的米格机实施攻击，因此虽然总能量远高于米格机，但能量差实际上是负值。米格机只有航炮，距离太远，没有进入航炮攻击区，能量差同样为负值。不过我们可以假设一下，如果参战的不是米格－19，而是米格－21的话，战斗可能在十几秒后结束——即使F-4仍不在K-13导弹的攻击区，但只需米格－21进行一个急跃升即可解决（消耗了本机能量，但减小了导弹跟踪的能量消耗，实际增大了能量差）。但当战斗进入【1A】阶段，形势发生重大转折。布伦达01的反扣下滑转弯没有问题，总的趋势是以势能损失换取动能的增加和能量差的增大。但米格机那个莫名其妙的左转弯却导致形势急转直下——按照美军的的说法，其原因是米格“避免消耗转弯空间”，不过这个动作的真正结果却导致米格机原有的能量差优势完全消失，还增大了F-4的转弯空间（等于增大F-4的能量差）。正是在此之后，攻防易位，F-4具有了获取正能量差的机会，米格则再也没有摆脱被动局面。如果米格机当时向右作战斗转弯，情况可能完全不同：这个动作同时压缩了自己和F-4的转弯空间，同时减小了双方的能量差，并不吃亏。而F-4在下滑转弯中虽然可以通过滚转来快速改变机头指向（米格机的战斗转弯进一步缩短了这个过程），但高度损失太快，很快必须拉起改为水平盘旋，这个过程既消耗能量又损失角度，F-4要么为了保持能量而损失角度，要么为了保持角度而拉大过载损失能量，而无论那一种对米格机都非常有利。阶段【2】与能量无关，完全是为了解决态势感知问题而采取的动作，不过由此可以看到，影响空战的因素相当多，能量只是其中之一。阶段【3】中，布伦达01已经获取了正能量差，处于有利的攻击态势。在这一阶段的导弹攻击中有两点值得注意：1）导弹锁定时间为4秒，以瞬时机动性抢到角度优势再维持4秒的稳定跟踪在当时条件下几乎不可能，这是前文提及的影响能量机动理论的重要因素；2）导弹故障率相当高，如果结合阶段【4】来看，基本上验证了那句话：“如果没有意外，导弹应该都是坏的。”阶段【4】布伦达01的响尾蛇攻击有些勉强，因为正处于米格机转弯路径内侧，双方航向夹角又大，留给导弹的转弯空间很小，这种条件下即使是曾孙辈的AIM-9L也很难跟上目标。阶段【5】实际是布伦达01的最后一次攻击机会，因为在当时的条件下F-4很快就会穿越米格机的转弯路线，而在相同的转弯空间内，性能较好的米格机可以获得更高的能量差，从而获得反击的机会。但布伦达01准确地预测到米格机的飞行轨迹，空战结束。 在这个战例中，我们可以看到： 1）在空战中一味追求己机相对于目标机的能量优势并没有多大意义。事实上在这场空战中只有一个动作是维持己机能量的——就是米格机那个决定结局的左转弯。而从能量差的角度来看，一直是处于优势位置者具有能量差优势。 2）空战是一个互动的过程，单纯地追求能量差的增大尚不足以说明问题，更准确的说法是：追求己机相对于目标的能量差优势，亦即在力求增大己机能量差的同时，争取缩小目标机的能量差。例如在阶段【1A】，米格机虽然保持了转弯空间，但同时也把转弯空间留给了F-4，双方能量差同时增大，而F-4的增幅更大，结果就非常明显了。《ART OF KILL》强调争取自己的转弯空间，压缩对手的转弯空间，实质上与争取能量差优势是完全一致的。 3）这个战例是典型的战术胜利，机动性差异对空战结局的影响在这里几乎看不出来。但换个角度看，如果米格机在关键时刻处置得当，那么就有可能利用性能上的差异改变空战态势。 4）角度战术的运用时机问题。在这场空战中，角度战术贯穿始终。对布伦达01来说幸运的是，交战之前具有的势能使之在交战期间没有被迫减速之虞，并且在能量耗尽之前就结束了战斗。但在实战中，往往有人为了尽快进入攻击位置或摆脱被动，过早采取能量战术，结果耗尽自己的能量而未能实现战术意图——在能量差的公式中，相当于被减数减小而减数几乎不变，能量差自然减小，将自己陷入困境。所以在无法以角度战术获取能量差优势时，仍然要依赖能量战术，这就是经典能量机动理论适用的地方。
5）SEP几乎可以说是能量机动理论的标志性参数，虽然在这场并非以性能取胜的空战中没有体现其意义，不过这并不妨碍我们了解它与能量差的关系。我们知道，在相同条件下SEP值越高，飞机在保持能量的前提下可以拉出的过载就越高，盘旋半径越小，所需地转弯空间也越小，所以也越容易取得能量差优势。 2．非常规空战 有关非常规空战的争论自上个世纪80年代末开始兴起，一直延续至今。在本质上，这个争论仍然是角度战术与能量战术之争。前面已经提到，经典能量机动理论以载机能量作为衡量标准，的确难以对角度战术作出令人信服的解释——事实上，最常见的攻击非常规机动有效性的观点就是：非常规机动会大量消耗载机能量，而根据能量机动理论，大量消耗自身能量的动作将令自己陷入不利地位。那么，从能量差的角度看非常规空战，又会如何呢？ 在超大迎角飞行的限制被突破后，非常规机动研究的重点逐渐转向过失速机动。事实上，现在的非常规空战主要是针对过失速机动而言的。下文主要针对过失速机动进行探讨。 F-16/MATV的90度迎角机动和苏30MK的眼镜蛇机动。可控与否，决定了其是否属于过失速机动。 何谓“过失速机动” 字面上理解，过失速机动就是飞机在超过失速迎角之后，仍然有能力完成可操纵的战术机动。但是，飞机要具备过失速机动能力并不容易，并不是装上了推力矢量喷管就可以无所顾忌地进入超大迎角领域飞行的。它必须具备以下特征： 1）某个大迎角区间内尽可能小的横/航向不稳定趋势。 约在迎角30°～60°范围内，由于飞机机头涡不对称分离，导致飞机存在横/航向不稳定趋势。当这种趋势明显而进一步发展时，飞机可能很快进入尾旋。这一趋势是客观存在的，任何飞机都有，只能通过良好的气动设计减小之。虽然良好的飞控系统结合推力矢量可能可以抑制这一趋势，但为了保证其它轴向的控制能力，这一不稳定趋势仍然是越小越好。 2）允许的迎角范围内良好的三轴控制能力。 其一，由于前述不稳定趋势的客观存在，飞控系统必须有能力抑制这一趋势；其二，当飞机达到临界迎角时，机翼升力系数也达到最大值，必须考虑这个常规条件下不会出现的俯仰力矩的配平问题；其三，要保证超大迎角范围内机头的精确指向能力，这一点至关重要；其四，过失速性能本身只是基础，过失速机动的战术意义实际上是通过飞机敏捷性体现出来（特别是飞机的俯仰率），良好的控制能力不可或缺。 3）良好的发动机。 无需赘言，如果发动机不能适应过失速条件下恶劣的工作环境，那么这种飞机根本不可能进入过失速飞行。 过失速机动与能量差 和角度战术相比，过失速机动有相同点，也有不同点。过失速机动前段需要进入超大迎角飞行，由于升力矢量急剧改变（指向后上方）加上机体产生的巨大气动阻力，在客观上造成了大量的能量损失，这一点与角度战术相同。不同之处在于，典型的角度战术中能量损失与位置优势的获得同步发生，并贯穿动作始终，最终通过位置的改变而获得能量差优势；过失速机动的能量损失绝大部分发生在动作前段，而能量差优势的获得却发生在动作后段——通过机头指向的急剧变化而获得能量差优势（实际上是偏转了武器系统的可攻击区，缩短飞行过程中的能量消耗）。但从能量的角度来看，都是在动作过程中损失了己机能量而最终获得了能量差优势。 过失速机动究竟如何获得能量差优势的呢？这里可以借助上文提到的“转弯空间”来说明。前面提到，当你争取到转弯空间而对手没有时，你就可能建立相对对手的能量差优势，所以，转弯空间越小越好。当你在争取转弯空间时，如果发动机推力可以和阻力相平衡，使得飞机能量得以保持，此时起作用的是飞机的稳定机动性，你的战术属于能量战术；而当你需要在更小的转弯空间内机动，发动机推力不足以保持能量时，起作用的是飞机的瞬时机动性，此时的战术属于角度战术。过失速机动过程中，飞机运动半径极小，这意味着你可以在比你采用角度战术时更小的转弯空间内机动，自然，你可以更容易地建立起能量差优势。 显然，这个优势对于在近距格斗中增强飞机的攻击能力具有重大意义。对于常规机动性相近的战斗机，具有过失速机动能力的飞机可以获得更多的开火机会。而一架更具攻击性的战斗机将更容易在空战中获得优势——空战本来就是一种攻击性的行动，“一架作了完美防御机动的飞机必将被一次完美的攻击所击落”，这就是空战的定律。 对于防御机动而言，过失速机动带来的优势同样有效。但如空战定律所指出的，空战中攻击行动的重要性远大于防御行动，因此过失速机动在这方面的意义不是那么有决定性。至于利用过失速机动规避导弹攻击，目前笔者未见到这方面的研究成果公诸于世。 过失速机动的适用范围 过失速机动并非在飞行包线的任何位置均可实施。在进行过失速机动时，飞机必须进入超大迎角飞行，在高速段进行这种动作时机翼升力和作用在机体上的其它气动力有可能急剧增加至超过飞机结构强度限制，导致灾难性的后果。因此，过失速机动的适用范围实际是限制于包线左端的。 相比之下，角度战术需要保证动作完成后飞机仍然可控，动作末速度必须高于最小机动速度，因此适用范围偏向飞行包线右端。而另一个不可否认的事实是，当飞机在包线左端飞行时，速度低、机动过载小，发动机推力基本上可以平衡机动中的阻力，因此以能量换位置的角度战术在包线左端基本上是没有意义的。 在这一点上，过失速机动可以看作是角度战术在包线左端的补充——当然，远非过失速机动的全部意义所在。 过失速机动有效性验证 根据MBB和洛克韦尔公司的公开报道，在使用推力矢量的前提下，X-31A 与 NASA F-18 空战演习的结果，双方共打 94 次，前者胜 78 次、平8 次、负 8 次；与美海军 F-18 空战演习，共打 15 次，胜 11 次、平 4 次。这个结果可以在一定程度上说明过失速机动在近距空战中的有效性，但对于一些我们感兴趣的细节，仍难窥究竟。幸运的是，《CODEONE》杂志对F-16/MATV计划试飞员的访谈给了我们另一个详细了解过失速机动的机会。 1）过失速机动对攻击能力的改善 一对一空战分别验证了攻击态势、防御态势和中立（对头）态势。战斗开始速度从435节到250节。较低的速度用于模拟一场已经经过了几个盘旋的战斗。试飞结果表明，当空战中速度下降，或者攻防态势转换时，推力矢量和过失速机动确实改善了F-16的对空作战能力。这是在和F-16对抗的情况下获得的结果，可以预计，当面对另一架没有这么大推重比的飞机时，F-16/MATV就可以在战斗中更早使用过失速机动，从而获得明显优势。 此外，推力矢量允许F-16/MATV使用飞行包线中正常迎角限制器到最大迎角的区域，以获得最大升力（大约在35度迎角附近）。因此，相对F-16，MATV飞行员可以获得最大盘旋能力优势。这个不属于过失速机动的范畴，但给了F-16/MATV这样一个运用角度战术的机会：更快地失去能量，但同时可以更快地进入预期的位置。
2）过失速机动对防御能力的改善 入侵者仍然可以对F-16/MATV开火，但命中率要低得多。因为F-16/MATV比标准的F-16更加难以捉摸。此外，由于已经知道F-16/MATV可以进行过失速机动，使得攻击方飞行员感到要采取某些防御措施，因此改变了他的战术以防备来自推力矢量战斗机的真实的、或者预感到的威胁。在对抗中，推力矢量使得F-16/MATV可以在防御位置生存更长时间。
3）过失速机动的运用时机 高速中立态势一对一交战显示，F-16的迎角限制器有一定好处。迎角限制器使得飞行员在盘旋中可以保持飞机能量而免于进入过失速区（那里的阻力急剧增大）。如果MATV飞行员过早或在错误的时间进行过失速机动，他会很快减速，从而使入侵者获得优势。这一点，其实和前面角度战术的运用时机问题非常类似，并再次证明：即使在过失速时代，经典能量机动理论仍有其用武之地。 4）一对多态势下过失速机动的有效性 422中队用F-16/MATV和F-16先后进行了62次一对二空战。 在这些交战中，入侵者总是试图让僚机占据高位以便在战斗中获得优势——同时还根据战斗机战术手册进行交战。他们的策略是当F-16/MATV与其前方的入侵者交战时，从上方实施攻击。如果这种战术成功，将意味着过失速机动所带来的任何优势都可能被对手数量上的优势所轻易克服。 但试飞结果是：MATV飞机在这种不公平的交手中总是能坚持下去，并经常进行令人印象深刻的攻击性过失速机动，从而迫使敌机改变战术，或者减小相互支援以对付MATV飞机。尽管敌僚机一直试图占据高位，但F-16/MATV可以使用它的过失速机动能力获得开火机会，或者至少在继续和前方敌机交战前，给予高处的僚机以一定威胁。 5）过失速空战适用武器问题 根据F-16/MATV的评估结果，航炮（配备增大射程的PGU-28炮弹）是使用最多的武器，因为格斗中距离较近，反应时间较短。导弹仅仅在一部分时间里使用，其中大多数都是在标准迎角限制内开火。 由于F-16/MATV计划进行时，AIM-9X尚未定型装备，因此并不知道这种先进格斗导弹是否能够适应过失速条件下的作战要求。但毫无疑问，武器系统的不完备将严重影响过失速机动的作战效能，可能会错失相当一部分攻击机会，从而降低了过失速机动的意义。 结语：能量机动与可以预见的未来 现在我们把上面的一些推论综合一下，根据这个来构想一架符合“能量差”概念的战斗机。 首先，它需要有良好的超音速性能，超音速巡航和出色的超音速盘旋能力都是必需的，以便在超视距空战中占据优势，因而必须降低飞机的超音速零升阻力系数；其次，它仍然需要具有高的SEP值，因为空战中不是任何时候都适合采取角度战术或过失速机动，在这时候需要以能量战术来获取优势；第三，它需要有高的可用升力系数，这样可以拉出更大的过载，以便在适当的时候采取角度战术以获取优势，当然为此它必须具备相应的配平能力；第四，毫无疑问，在现在这个时代，过失速机动能力是不可或缺的，这样它将更具攻击性，生存力也更高，所以它必须具备过失速飞行那三个基本条件；第五，武器系统不能忘了：射程远、机动性好的中距空空导弹，可以在过失速条件下使用的先进格斗导弹，可以在各种条件下快速瞄准射击的航炮，以及为了保证这些武器系统良好工作所必需的火控设备。 好了，这架“能量差”战斗机的初步要求已经出来了，会不会看着很眼熟？没印象？好吧，让我们回到20年前。当时某国空军正准备研制下一代战斗机，提出的基本要求是：除了保持现有战斗机的盘旋、加速性能外，特别强调飞机要具有低可探测性、高机动性和敏捷性、超音速巡航和超音速机动能力、超视距作战能力，在作战过程中能先敌发现、先敌开火、先敌摧毁，并具有良好的使用维护特性和短距起落能力。除去那些与机动性无关的要求，“能量差”的要求和对这种下一代战斗机的要求并没有什么两样。而现在，这种绰号“猛禽”的第四代战斗机已经正式服役。
按照能量差概念推导出来的战斗机和F-22相当接近，而其当年的对手YF-23A则完全放弃了对过失速机动的追求，而偏重于能量差要求的第一点——超音速性能。 关于能量机动理论，严格来说不是伯伊德的创造，而是数十年空战高手的经验总结，伯伊德最大的贡献在于将之理论化，并提出了量化标准SEP。这一理论影响了两代战斗机的研制，作用与意义有目共睹。要完全抛弃这一理论，建立一套新的理论体系，并非易事。事实上，西方已经将能量机动理论引入新一代空空导弹的设计。根据去年《航空报》的报道，我国也已经将能量机动理论应用于更细微的飞控系统优化设计，而不仅仅是最初的飞机总体设计。随着技术的进步、环境的变化，这一经典理论终有过时的一天。但在可以预见的未来（至少在第四代战斗机服役期间）空战条件下，能量机动理论对现代战斗机的研制和空战原则仍有指导意义，只是需要从新的角度加以理解，使之更为完善。 后记： 撰写此文是笔者长久以来的一个心愿，希望探讨一下能量机动理论在现代条件下的意义所在。为了避免干扰，文中并未考虑体系作战、电子对抗、导弹制导等因素，而尽可能从纯能量的角度考虑问题。尽管才疏学浅，但总算是写了出来，如果能够成为“引玉”的砖头，那就心满意足了。 最后，对Kadey、当头一砖、木刀、Airguard以及航空小筑众多同好在本文撰写过程中提供的帮助和意见致以衷心的感谢！ 后记之二： 本文成文于2005年3月1日，当时歼10尚未解密，而中国的四代机仅仅以XXJ的名义出现在海外杂志上（美国人预计2017年首飞，那时候如果有人说中国四代机会在6年后首飞，估计没人相信）。15年过去，歼20已经批量装备部队。怎能不让我们这帮老家伙激动莫名？重发此文，以资纪念。
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