空战周期——评价机动性和敏捷性的综合判据
F-16是一种按照空战敏捷性优化的飞机。传统上，比较两架战斗机机动飞行能力的优劣，采用的是逐一比较单个数据的方法，例如稳定盘旋角速度峰值，瞬时盘旋角速度峰值，横滚角速度峰值，指定速度区间加速时间等。这往往和实际空战（哪怕是模拟空战）都有较大的出入。比如一架战斗机为了发挥瞬时盘旋角速度峰值，以某个特定的速度开始转弯，导致错过了横滚角速度峰值所对应的速度点，那么纸面上的横滚性能优势就只有理论上的意义了。再有比如某架飞机虽然瞬时盘旋峰值较高，但是角速度衰减也较快，导致往往被对手抢先完成盘旋机动。
示意图：在离轴发射能力达到90度的今天，抢先掉头180度有特殊的意义。此处以F-16和JAS-39为例说明。图A）JAS-39抢先完成90度转弯，但是双方都在对方后半球，谁也不能构成射击机会。图B）F-16抢先完成180度掉头，JAS-39位于其90度离轴攻击范围内。结论：瞬时盘旋角速度的衰减快慢，也是瞬时机动性的重要一环。关于F-16和JAS-39等机型的对抗演练，可见本文最后一章。
针对单向性能比较的误区，一种更为合理的格斗性能判据-空战周期（CCT）诞生了。在不同的场合下，这个判据的定义会有小幅度的差别，但通常来说都会包括下面四个阶段：
1） 横滚90度并拉杆进入转弯，达到最大转弯过载（有时候会忽略横滚过程，假设飞机直接“侧着身子”开始机动）。
2） 完成一定的角度的盘旋。以前通常以360度盘旋为基准。后因格斗导弹性能的发展，现在通常以180度为基准。在这个过程中允许损失能量，换句话说一直是“瞬时盘旋”的过程。
3） 反向横滚90度改平，推杆降低过载直到退出转弯。如果步骤1忽略了横滚过程，那么这一步也不包含横滚过程。
4） 加速恢复至步骤1）的初始速度。
这四步的总时间越短越好。具体来说，第1步和第3步要求飞机横滚反应快，加载-卸载速度快。注意这里的横滚反应不是单纯的要求横滚角速度峰值快，而更多的是强调角加速度。该动时要迅速动，该停时要迅速停，否则造成超调，往回调整，浪费的时间经常导致胜负易手。而加载-卸载速度则要求飞机俯仰敏捷性高，升力特性好。第2步要求飞机盘旋角速度峰值高，衰减慢。第4步要求飞机速度损失小，加速快。虽然通常情况下我们希望这四步的总时间尽量短，然而在某些场合下，可能只注重其中某一步的，如第2步的表现，因为毕竟盘旋是格斗占位的最直接的机动。
下面我们以第50批次的F-16C（而非改装保型油箱的50+批次）为例，逐一分析F-16的设计特点，探究F-16为这四步做了哪些优化。下文中的F-16C如不特殊说明，均指这一批次。
由于第1步和第3步都要求高横滚敏捷性，F-16布局紧凑，而且是单发，横滚惯量很小。从单纯的横滚角速度峰值来看，F-16A阶段已经达到308度/秒，F-16C因为飞控进一步放宽，在增重的情况下依然达到了324度/秒。流畅光滑的机身和单发机的小后体阻力特性赋予了F-16很小的零升阻力，再加上单发机中少见的大推重比，F-16的加速性在三代机中首屈一指，有助于缩短第4步的时间。另请注意单纯提高加速性并不是改善第4步的唯一手段，或者说第4步时间短的飞机并不一定加速性很好。减小速度损失同样能有效缩短第4步的时间。
我们在这里把第2步单拿出来讲，是因为这一步更为重要。它不仅占据了整个空战周期时间的大头，而且反映了飞机气动效率中的关键一环。为了缩短盘旋时间，首先请大家了解一下盘旋过程中飞机的角速度的变化情况。战斗机的典型的速度-瞬时转弯角速度曲线如图1所示。
图1 典型的速度-瞬时盘旋角速度关系曲线
图中不难看出一个特点：转弯角速度，在某个速度下会达到最高点，此速度被称作“角点速度”。高于和低于这个速度都会导致角速度下降。大家知道在瞬时盘旋过程中（我国和前苏联也曾称之为“极限盘旋”）飞机的速度是不断衰减的。为了尽快完成转弯动作，战斗机显然不应该以明显高于角点速度的情况下开始盘旋，否则初始角速度太低。也不应该低于角点速度开始盘旋，否则不仅初始角速度低，而且持续衰减。通常情况下，战斗机应该以略高于角点速度的速度开始盘旋，这样不仅初始角速度较高，而且还有一个短暂的角速度上升过程，总体来说较为划算。当然，具体应该以什么样的速度开始盘旋，盘旋过程中攻角如何变化，每种飞机都不一样，需要复杂的泛函优化计算，本文从略，仅就科普的目的介绍结论。
角速度先上升再下降，但根据上文的分析，上升时间很短暂，而之后的下降衰减过程才是盘旋过程的主体。图2表示了一种典型战斗机在整个空战周期中的角速度变化情况。所以衰减速度的快慢，在相当程度上决定了完成指定角度盘旋的时间的长短。如何降低角速度的衰减率，成为了令设计师绞尽脑汁的问题。一架机动性敏捷性优越的战斗机，和对手相比，需要做到在完成相同的盘旋转弯机动时，角速度衰减率较慢；或者等价的说，付出相同的角速度衰减率时，可以做出更猛烈的盘旋转弯。在经过飞行力学相关的公式推导之后，得到了下面的结论：在相同高度，相同速度，做出相同过载的盘旋时，速度衰减慢的，转弯角速度衰减率较低。换句话说，“低角速度衰减”和“低速度衰减”等价了起来。显然，这需要发动机提供大推力，同时机体的阻力要尽量小。如果两架互为对手的飞机具有几乎相同的推重比，那么再经过公式推导后发现，决定胜负的参数为：做出相同盘旋动作时（在相同高度，相同速度，做出相同过载的转弯）的升阻比，亦即机动状态的升力和阻力之比。
图2 一种典型战斗机在整个空战周期中的角速度变化情况
F-16拥有优越的机动升阻比。例如，在海平面高度，携带全部机炮炮弹，无外挂，内载可供2.8分钟加力的燃料时，F-16C在0.6马赫，6.5G机动时的机动升阻比为6.9，而其“老对手”米格-29系列同标准下的数值小于或等于6.6（该数值对应于系列中此项最优的米格-29A，下同）。在3000米高度，0.9马赫，9G机动过载，其余条件不变时，F-16C仍有高达6.8的机动升阻比，而米格-29系列同标准下的数值小于或等于5.3（此数据系根据气动力曲线理论求得，实际上米格-29在此速度下的强度不允许进行9G机动）。大的机动升阻比赋予了F-16C较低的角速度衰减和能量衰减，能更好的维持在角点速度附近转弯，提高自己的平均转弯角速度，降低转弯耗时。较小的速度损失也减小了对转弯结束后加速的依赖，缩短了每个动作之间的衔接。
另需注意，角速度先上升（T21）再下降（T22）的原因是，飞机以超过角点速度的速度开始盘旋。这个速度超前量越大，则初始角速度越低。不难想象，速度衰减慢的飞机，可以用较小的速度超前量，却依然花费相同的时间衰减到角点速度，保证在这个角速度速度上升阶段依然取得角速度优势，使得这个优势对任意时时刻都成立。某些科普文中的“快速衰减到角点速度取得优势”的说法其实具有误导性。因为速度衰减慢的飞机可以通过减小速度超前量的方法，和速度衰减快的飞机用相同的时间衰减到角点速度，而且还有更高的初始角速度。
以上主要讨论了第2步（盘旋）所需的性能特性。下面简要介绍包含第1步和第3步的综合表现。
