鸭式布局的飞机有一种独特的美感——较短的鸭式前翼在前而较长的主翼在后，整架飞机呈现出一种锐利的箭头式的造型，给人感觉是高速而富于攻击性。从上世纪80年代起，各国不约而同地涌现出一大批鸭式布局的战斗机，欧洲的“阵风”、“台风”、“鹰狮”，我国的歼-10、歼-20……一些民用飞机上也出现了鸭翼的身影，这支“利箭”进入了一个蓬勃发展的黄金时期。淘金客也试飞过几次朋友公司制作的鸭式无人机，谨以此文与诸君分享心得，一起探究一下鸭式布局的起源和特点。
末日前的试飞1945年6月，日本九州岛北端的席田机场上，一架秘密研发多年、被日本海军寄予厚望的革命性的战斗机被推上跑道。它的“革新”之处一目了然——见惯了普通单螺旋桨战斗机的人第一眼看到它，会以为它被“弄反了”——螺旋桨不在机头而在机尾，水平尾翼也装在机头上，连起落架也是少见的前三点式，正好和常见的后三点式相反。
这个角度是不是有点“倒过来”的感觉？
日本海军航空技术厂飞行机部的鹤野正敬大尉背对着螺旋桨坐进座舱，感觉到前方视野相当良好，远远超过那些螺旋桨在前的常规战斗机。这架“十八试局地战斗机震电”今天只是测试地面滑跑，鹤野作为这个项目的始作俑者要亲自感受一下。
发动机启动后，巨大的六叶螺旋桨开始高速旋转，推动着——不像其它飞机那样是拉动——“震电”在跑道上逐渐加速。“震电”滑跑时的方向稳定性并不好，看着就细长单薄的起落架震动很大。鹤野大尉尝试了转向和掉头，虽然有点艰难，但总算还是完成了。他接下来推了一下操作杆，机头随之一沉，响应相当灵敏的。
从尾轮看这已经是地面滑跑之后了
然后他拉动操作杆让升降舵复位，意外突然出现了：“震电”出乎意料地猛地抬起机头！幅度之大远超鹤野的预料！身后连续传来刺耳的巨响，鹤野马上意识到螺旋桨尖擦到地面了，他赶紧压杆收油门，“震电”终于恢复了正常的滑行状态，在跑道上留下一串耀眼火花。等“震电”终于完全停下来的时候，鹤野的飞行服已经被冷汗湿透，“大东亚决胜机”的第一次滑跑就这样草草结束了。
第一次地面滑行就打坏了桨
灵敏的鸭翼人类最早的飞机其实就是从鸭翼开始的，莱特兄弟的“飞行者一号”就是鸭式布局——水平尾翼在主翼之前，飞起来像一只伸长脖子的鸭子。关于鸭式布局和常规布局哪种更好，近年来互联网上争论不休，相信大多数人都明白了什么是“挑式平衡”什么是“抬式平衡”，认为鸭翼的“抬式平衡”升力效率更高。不过，却很少有人想到：“抬式平衡”还是一种“非自稳结构”。
飞行者一号，注意机头的方向
淘金客前几篇文章都在讲“自稳定”，《“高肩翼”传奇》讲上单翼是横向自稳定，《飞翼传说》讲后掠翼是航向自稳定，稳定性对飞机整机设计的影响是非常大的。再啰嗦一句：“自稳定结构”，是指在平衡打破后，这种结构布局有“自动”恢复稳定状态的趋势。上单翼、后掠翼都是这样，前文已述。
挑式与抬式
而鸭式布局，是“不稳定结构”——平衡打破后，稳定性不但不“自动恢复”，还有放大的趋势！由于鸭翼、主翼的升力合力方向是向上的，飞机低头时还好，一旦抬头，不做任何操作的话，鸭翼和主翼的迎角增大导致升力也增大，与阻力的合力形成的力矩会继续增大飞机的抬头趋势，让飞机“越来越不稳定”，而不是像上单翼、后掠翼那样让飞机恢复到稳定状态。
鸭式布局在纵向上“不稳定”
应该说鸭式布局的不稳定性有利于战斗机，不过这种不稳定性也造成飞行员的操作感觉和常规布局飞机相去甚远，尤其是俯仰的时候过于灵敏。鹤野仅仅是在地面滑跑时动了一下操作杆，“震电”就出现大幅抬头以致把后部的螺旋桨擦坏。这种情况绝非“震电”所独有，更早的意大利S.S.4、美国XP-55这两种鸭式飞机在试飞中都出现了这种趋势。这在战时非常麻烦：飞机需要大量的调整和试飞、飞行员的培训也是个问题……
美国的XP-55战斗机
至于现在很多人津津乐道的鸭翼带来的涡升力，在40年代是没有人意识得到的。而且涡升力也主要是近耦鸭翼的作用，而当时飞机上的鸭翼和主翼距离很远，目的是加长鸭翼上升降舵的力臂，减小配平阻力。这么远的距离上鸭翼的涡系对主翼影响也是很小的。
鸭翼的涡升力1940年代是没人意识到的
推进的螺旋桨“震电”还采用了少见的推进式螺旋桨，这种布局的好处是机头的空间可以用来安装重武装——“震电”是4门30毫米机炮，它的目标也正是结实的B-29这样的4发重型轰炸机。同时，机头的空间也能用来安装鸭翼及升降舵。而且，飞行员的前方视野也非常好。不过，推进式螺旋桨还有几个不太被人注意的特点。
模型：“震电”的4门30毫米机炮
推进式布局也是一种航向上的“不稳定结构”！哈哈，说多了可能读者都疲劳了，不过这在规划一种飞机总体布局时必须要考虑的问题。推进式的“不稳定”应该很容易理解：装货的小车、带轮的行李箱大家都用过，大家都会觉得拉着走比推着走稳定得多吧？这是因为一旦小车偏离向一侧，拉力的作用点在前方，和阻力之间的复位力矩会让小车恢复到正常方向上，而推则正好相反。有人可能会讲，超市里大家都用推车呀，是的，慢速和轻载下推和拉的差距不大，推还有利于随时看着车里的东西。但速度和载重上去了，推和拉和稳定性就差得远了。
拉车比较容易控制方向，推就难得多
按理说推进式的不稳定性也更适合灵活的战斗机，无奈和鸭翼一样，当时从设计师到飞行员都适应了螺旋桨在机头的拉进式布局飞机，推进式和鸭翼都是全新的架构设计，从设计、制造、试飞到飞行员和地勤的训练都会很不一样，自然就意味着新型飞机风险大、周期长。实力更强技术更先进的美国也停掉了XP-55的研发，德国的HsP.75甚至连实机都没有造出来。
德国鸭翼压根就没有造出来
推进式的推进效率比拉进式略高一些，因为拉进式螺旋桨吹出来的高速气流打到机身上，会损失一些推力，而推进式没有这个问题。不过推进式要求发动机后置，而且发动机处于相对低速的气流中，散热的效果比较差。德国道尼尔的Do.335采用的是一推一拉的双发，被后发动机的过热问题困扰过一段时间。
Do335的后部发动机散热也不好
最后的希望“震电”一口气采用了这么多对日本来说全新的设计，也是被美国的B-29重轰炸机逼得没办法，只有寄望于“震电”能有尽可能高的速度、尽可能凶猛的火力，能对抗那些皮实的家伙。当年日本从意大利拿到了S.S.4的图纸，但这种飞机很不争气，第二次试飞就坠毁了。日本也将图纸束之高阁，只有鹤野正敬大尉做过一些研究。到了1944年，在海航的珍珠港计划的传奇人物、“航空主兵论”倡导者源田实的推动下，鹤野正敬领衔的“十八试局地战斗机震电”这才进入快车道。但仍然太过仓促，第一次滑跑就擦坏了螺旋桨。
“震电”的前辈——意大利的S.S.4试验机
九州厂赶紧加班加点地修理，换上了原定用于2号样机的螺旋桨。但擦地的风险仍然存在，好在“震电”在主翼后缘装有两个巨大的垂尾，下端离地面比螺旋桨还近，于是赶紧在这里装上了两个拆自九州K11W教练机的尾轮，“震电”的前三点起落架生生变成了“前五点”。
“震电”的5个轮子
等到“震电”重新推上跑道，已经是8月份了。3日，“震电”终于腾空而起，成功进行了首飞，全程被电影摄影机记录下来。首飞的海军飞行员反应飞机过于灵敏，稍稍动一下操作杆飞机就剧烈动作，这显然和鸭式布局、推进式螺旋桨带来的不稳定有很大关系。8月6日和8日，“震电”又各进行了一次试飞，传说其中一次飞出了750公里的超高时速！但相关记录不全，这个说法只存在于战后相关人员的回忆中。8日最后一次试飞时，发动机因过热而损坏，不过飞机安全降回地面。
降落到跑道上的“震电”
就在这两次试飞之间的那一天，“震电”的目标——B-29轰炸机在广岛扔下了人类历史上第一颗实战的原子弹。又过了几天，“震电”没等来发动机，却等到了日本投降的诏书。
结语战争结束后，美国人接管了“震电”，但他们只是要求日方做了简单的外观修复就运到了美国，不过没有进行飞行测试。美国人很清楚这种推进式鸭式布局飞机的优缺点——美国人自己类似的XP-55战斗机早在1944年就被终止了。
美国人围观“震电”
“震电”倒是比较适合改成喷气式动力——喷气式飞机当然全都是推进式的。于是日本不少人就臆想出所谓喷气式的J7W2“震电改”，然而从“震电”的进度上看这很不靠谱。战后九州厂负责“震电”动力设计的西村三男，在接受杂志采访时承认：当时有过改喷气发动机的想法，但仅仅就是个想法，连最基本的讨论会都没有进行过。
喷气式“震电改”纯粹是臆想
淘金客认为：鸭式布局如今倒是大行其道，由于它的“不稳定”，所以常常有种说法认为鸭式布局没有增稳功能的飞控计算机和电传操作系统就不行。其实这种看法比较片面，所谓“不稳定”只是相对而言，即使是传统技术，只要设计得当完全可以产生不错的机型。事实上稳定可靠的鸭式布局战斗机在电传操作系统成熟之前就出现了——1960年代的瑞典Saab-37“雷电”式战斗机最早证明了鸭式布局的不凡！
