文|张慧 知名航空撰稿人

在刚刚结束的2026年范堡罗国际航展上，英国BAE系统公司展台前人头攒动。作为欧洲最瞩目的下一代航空项目，由英国、意大利和日本联合推进的“全球作战空中计划”（GCAP）公布了其“暴风”有人驾驶飞行验证机的最新制造进展。

现场展出的一张“暴风”验证机结构图赫然显示，该机尾部采用了两片大角度外倾的全动垂尾。这一设计迅速让很多业内人士感到非常熟悉，因为这与中国成飞设计、已经大规模列装的五代重型隐身战机歼-20的尾翼设计如出一辙。

【GCAP的设计模型】

【现场公布的内部结构图，可以看到垂尾是全动设计】

从早前美国六代机早期数字化概念中频频出现的鸭翼方案，到如今欧洲与日本倾尽国力打造的六代验证机锁定全动垂尾，全球军用航空界正在发生一场微妙的“技术回流”。

过去常被西方舆论贬低为“大而无当”或“为了弥补发动机不足而妥协”的歼-20的鸭翼和全动垂尾，正在成为西方六代机竞相追逐的标配，歼-20当年的选择绝非剑走偏锋，而是走在了时代的前列。

【国外军迷调侃GCAP和F-47全用上了歼20的设计】

要弄清楚全动垂尾为什么会被后来的型号采纳，得先看看传统垂尾在隐身时代碰到的几个具体问题。

传统战斗机的垂尾，基本上都是“固定垂直安定面加活动方向舵”这一套。这种设计在机械和飞控都不算发达的年代很合理，容易制造，控制逻辑也相对简单。但到了五代机和六代机这里，问题就来了。

第一个问题是雷达反射。传统垂尾为了保证飞机在偏航方向上的稳定性，面积通常不小。这些大面积的垂尾在侧方雷达照射下，相当于一个比较规整的反射面，会贡献可观的雷达散射截面积。对隐身飞机来说，侧向的雷达特征控制本来就是个难点，高大的固定垂尾让这个问题更棘手。

【歼20用的可自由偏转的全动垂尾】

另外，就是高速阻力。当飞机进入超音速以后，垂直安放的大面积尾翼会与气流产生强烈的相互作用，激波阻力和摩擦阻力都比较明显。这会拉低超音速巡航的效率，增加油耗，缩短航程。对于强调超音速性能的机型来说，这是一个需要认真对待的短板。

还有一个问题是与大迎角飞行有关。飞机在大迎角状态下，机身上方会产生大范围的分离气流，也就是常说的“死区”。传统方向舵如果正好处在这个区域内，周围的气流速度很低，舵面偏转产生的操纵力矩就会大打折扣，甚至基本失效。这种情况下，飞行员对航向的控制能力会明显下降。

【歼20的全动垂尾进行差动偏转】

而全动垂尾的出现，很大程度上就是冲着解决这几个问题来的。它的设计思路很直接，不再把垂尾分成固定的安定面和铰接的方向舵，而是让整块尾翼都参与偏转。这样一块翼面同时兼顾了稳定和操纵两种功能，而且效率更高。

因为效率高了，面积就可以往小了做。全动垂尾需要的几何尺寸，大概只有传统垂尾的二分之一到三分之一，就能提供差不多的航向操纵力矩。面积一小，超音速阻力自然就降下来了。对于追求高速巡航的五代机和六代机来说，这个减阻效果是实实在在的性能收益。

面积缩小还有另一个附带好处，那就是可以放开手脚做更大的外倾角。全动垂尾的外倾角通常在40到50度左右，比传统垂尾能接受的角度更大。加上整个翼面是一体的，没有安定面和方向舵之间的那道活动缝隙，表面更光滑。在飞机不作大幅度机动、保持巡航姿态时，这样的垂尾能够把侧面照来的雷达波偏转出去，降低回波强度。

这种对侧向和后半球隐身性能的改善，是传统垂尾结构不容易做到的。

【垂尾偏转雷达波】

在大迎角机动方面，全动垂尾也有它的长处。因为可以整体偏转，即使飞机已经进入大迎角状态，垂尾仍然有可能“够”到机身周围尚未完全分离的气流，继续提供航向控制力矩。这对于需要在极端姿态下保持操纵能力的飞行员来说，是一个比较实用的特性。

另外，在无尾布局还没有完全解决飞控工程难题之前，全动垂尾提供了一条中间路线，既不像传统垂尾那样对隐身上带来负担，又比纯无尾方案在技术风险上可控得多。

这些物理层面的约束，对不同国家的设计师来说都是一样的。当英国、意大利和日本的工程团队在2020年代开始为2035年之后的六代机做方案论证时，他们面对的性能指标大致可以概括为三条：较低的雷达可探测性、较好的超音速巡航效率、以及不丢掉的机动能力。在这几条并行推进的要求下，全动垂尾进入他们的视野，并不是什么奇怪的事。

根据BAE系统公司在范堡罗航展上给出的信息，“暴风”验证机目前总装进度在50%到75%之间，机身主体结构已经合拢，机翼正在对接。为了适应这套新的气动布局，英国在兰开夏郡的工厂制作了该国有史以来为军用飞机生产的最大尺寸复合材料主翼。

按计划，这架验证机将在2027年年底前首飞，主要任务就是验证包括全动垂尾在内的这套气动与飞控系统在实际飞行中的表现。

从早前美国F-47装备鸭翼，到如今欧洲/日本六代验证机锁定全动垂尾，西方航空界正在向歼-20的标志性技术路径靠拢。全球六代机设计的“殊途同归”，证明了歼-20气动布局并非“剑走偏锋”，而是前瞻性地锁定了隐身时代的空气动力学最优解，其技术含金量在时间的检验下愈发闪耀。