从和尚抬水看气动布局
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人类探索在飞行奥秘之初，最好的导师便是鸟类，自莱特兄弟第一架飞机在1903年成功试飞至今的100多年里，我们不断追逐着鸟类的影子。空中巨无霸A380的成功为人们带来无限感慨的同时，依旧保持着“大鸟”的体态，不变的大展弦比，机翼和尾翼的构型堪称正常式布局的经典示范。然而人类的智慧可不仅仅局限于单纯的模仿，在科学研究的道路上，我们乐此不疲地探索着从特殊中凝练出一般规律，再从一般规律演化出新生事物的方法。随着技术指标的不断突破和实践创新，人类卓然出师，于是我们见到了不同凡响的鸭式、三翼面式、无尾式布局甚至幽灵般奇妙的飞机构型，似乎人类已向鸟类导师挥手作别。而这些看似高深莫测、眼花缭乱的气动布局都是以最基本的力学原理为根本，在此之上千变万化，万变不离其宗。
一个和尚挑水吃
正常式布局飞机的拥有机翼与尾翼，其设计经验最为丰富，时至今日依旧是设计者们重点采纳的构型。机翼是飞机升力的主要贡献者，也被称作主翼；尾翼，顾名思义在主翼之后、飞机尾部承担力矩配平任务，属于配平翼面。此外还有位于主翼之前的配平翼面，被称作前翼。常见的民用飞机大都不约而同地采用正常式布局，追求卓越性能的战斗机也对此情有独钟。众多的第三代战斗机，例如F-16、F-18、米格-29和苏-27，第四代战机中的F-22A都采用了正常式布局。
传统正常式布局飞机机翼机身组合体焦点（即升力作用点）位于重心之后，辅以尾翼产生负升力来实现全机的力矩平衡，其核心的力矩配平原理如同中国的杆秤，尾翼就像秤砣，比起主动挑起大梁的机翼，它在升力方面并无贡献甚至增加了机翼的负担，可以说是牺牲了总体升力的被动技能，形成了一个和尚挑水吃的局面。
这种沿轴线方向，全机焦点位于重心后方的飞机具备纵向定速静稳定性。所谓静稳定性，即飞行器收到瞬时干扰后是否具有恢复到原来平衡状态的趋势，飞行员不需要进行任何操作，如同不倒翁一般。在此处指飞机维持纵向平衡姿态的能力。假设飞机在空中维持稳定的飞行姿态，此时俯仰力矩为0处于平衡状态。受到突风等干扰后，迎角增加，在未失速的前提下全机气动力增加，全机焦点处产生的气动力增量绕重心产生了一个低头力矩，使得飞机的迎角恢复到原先的状态。
在飞机发展的幼年时期，其神经系统――自动控制电传系统尚不发达时，静稳定性的存在是很重要的。由机的神经对外界扰动识别能力弱、抵抗能力差，维持飞机平稳飞行的重担就落在了飞行员身上。而飞机自身的构型所带来的静稳定性无意大大减轻了飞行员的负担。即使在飞机的神经系统日渐发达的今天，对于追求安定舒适体验感的大飞机来说，静稳定性也是被需要的。
两个和尚抬水吃
一个和尚挑着一桶水和一个秤砣，且不论是否负担过重，秤砣的存在本身就令和尚的工作效率打折了。回到飞机上来看，负责产生升力的机翼需要足够大的翼面积才能挑起全机的重量和维持力矩平衡的负升力，而增大翼面积的行为本身就使得飞机的重量再次增加。在飞机设计过程中，设计师们需要在利弊之间协调博弈，反复迭代才能得到理想的结果，可即使如此也不能改变负升力存在的事实。那么我们能不能改变一下力矩配平的方式，打破“一个和尚挑水吃”的局面？答案是可以的，对于正常式布局飞机而言，如果翼身组合体的焦点在重心前方，平尾就可以在重心后方产生正升力担任配平工作，只要参数选择合理，依旧可以使全机焦点在重心之后保持静稳定性，形成“两个和尚抬水喝”的局面。这样一来，原本是升力负担的配平翼面转而成为了全机升力的辅力，原本坠在后方的秤砣脱胎换骨成为了主翼的战友。
鸭式布局采用的也是这种力矩配平方式，不同的是主翼和配平翼面的前后位置调换了。鸭式布局的优点不止于它的力矩配平方式，事实上鸭式布局是飞机最早采用的构型。莱特兄弟设计的人类第一架飞机就是鸭式布局，是串列鸭翼、串列主翼和双立尾结构的飞机。可是早期成功的鸭式布局设计却并不多。因为主翼之前带有鸭翼，随即带来一个明显的不利因素，即鸭翼流场构成对主翼流场的下洗，造成主翼升力损失，这个损失甚至超过鸭翼的配平升力。随着空气动力学学科的发展，人们逐渐发现如果鸭翼距离主翼较近，那么鸭翼流场与主翼流场会产生干扰耦合，这个安排方式被称作近距耦合。在中、大迎角飞行时，如果采用近距耦合形式，前翼和机翼前缘就会同时产生脱体涡，两者相互干扰，此时气流不分离，涡系更稳定，从而产生很高的涡升力，最终使得鸭式布局的效率反亏为赢。
此外，鸭式布局的设计还有利机的重心安排。考虑到现代战斗机因为推重比的提高，发动机重量随之加大，飞机的整体重心也因此后移。如果此时使用的是平尾，那么最大配平力臂就会比以往更小，虽然以小迎角飞行时平尾的负荷尚不算大，但是当飞机以大迎角飞行，并采取增升措施时（放下襟翼）形势就恶化了。因为增升时会带来很大的附加低头力矩。为配平这些附加力矩，平尾后缘必须上偏很大的角度，这将使增升效果显著降抵；如果采取加大平尾的措施，会对全机重量和重心安排都带来不利影响。而鸭式布局飞机由于鸭翼在机翼之前，并且鸭式飞机的俯仰操纵不一定依靠鸭翼面，还可利用机翼后缘副翼作辅助操纵，因此鸭翼的面积还可以较平尾更小。鸭翼的大迎角优越特性迎来了多个经典飞机的诞生，典型代表为中国的歼10、歼20，瑞典的JAS-39，法国的“阵风”和欧洲四国的“台风”。鸭翼――三角翼这对最佳组合也通过扬长避短赢得了诸如如结构重量轻，超声速飞行时气动阻力小等荣誉。
鸭式布局自然也不是百利而无一害，它对飞行性能的提升也只是相对正常式布局而言的，其自身也存在技术难点和缺陷，首当其冲的就是鸭翼位置的安排以及大迎角飞行时产生抬头力矩的问题。鸭翼作为配平翼面，处在省力杠杆的作用端，从常识出发自然是鸭翼距离重心越远越好，这恰恰与近距耦合概念的利用背道而驰：近距耦合效果好，但是力矩小，配平阻力大；远距耦合力矩大，配平阻力小，但是耦合效果差。由于鸭翼在重心前产生正升力，在大迎角飞行时其升力增加会产生抬头力矩。针对此问题，可以采取在后机身加边条，如X-29；使用发动机矢量推进技术，如米格1.42，或者限制放宽静稳定度等措施。
说到放宽静稳定度，是指对飞机静稳定余度的限制放宽（静稳定余度越大不倒翁可谓越稳），全机焦点可以靠近质心、与质心重合甚至移至质心的前面，此时的静稳定余度变得很小或者静不稳定。苦心追求的静稳定度要被放弃，这并非本末倒置，更像是卸下重甲换上防弹衣，与时俱进。比起信天翁，我们更需要战斗机像游隼一样敏捷地捕获猎物。
当飞行员拉杆要求飞机快速动作时，静稳定性的强大作用使得飞机的反映稳重而呆滞，甚至在飞机进入超声速飞行后由于焦点后移导致动态特性更加糟糕，这与我们需求的机动性和敏捷性背道而驰，是可忍孰不可忍。为了让飞机的飞行姿态能够迅速改变，人们逐渐了放弃了对静稳定余度的追求，将维持平稳飞行的任务交给飞机日渐发达的神经系统完成，甚至随着飞机大脑不断地进化可以放弃静稳定性，以实现对机动性和敏捷性的不断追求。放宽静稳定度技术对全机升力也是有贡献的，力矩配平后在相同迎角下，静不稳定飞机升力要大于静稳定飞机的。飞行视频中那些通过不断摆弄舵面来维持平衡姿态的小动作，是飞机在为自身卓越的头脑而洋洋自得。
值得一提的是，不论飞机是否具备静稳定性，前翼的升力方向总是和机动方向一致，尾翼总是相反，因而鸭式布局在机动性方面也是发挥着积极作用的。
三个和尚有水吃
既然正常式布局和鸭式布局各有利弊，那么把前翼和尾翼一并装上会怎样？伴着这样的想法，三翼面布局诞生了。这种布局形式综合前两者的优点，相互弥补缺点，在配平方面相互配合，可以争取更大的重心移动范围，并有望得到更好的气动特性，特别是操纵和配平特性。F-15增加了前翼，其机动性能改善明显。俄罗斯为苏-27加小前翼改为舰载型，又为它加大前翼改成苏-35（仅就气动布局而言），都是得益于此。增加前翼可以使全机气动载荷分布更为合理，减轻机翼上的气动载荷，有效的减轻机翼的结构重量；前翼和机翼的襟副翼，水平尾翼一起构成飞机的操纵控制面，保证飞机大迎角的情况下有足够的恢复力矩，允许有更大的重心移动的范围；前翼的脱体涡提供非线性升力，还能提高全机最大升力。
而三个翼面自然也迎来了僧多粥少的局面。当飞机设计师在为减轻每一克重量而奋斗时，三个和尚的体重就已令人头痛不已了，再加上翼面增多导致的零升阻力增大，发动机也默默流下了汗水。
战神金刚百兽王
――无尾布局
早在战神金刚的合体风潮甚嚣尘上之前，无尾布局的飞机就已经诞生了，它的雏形是1943年德国的无尾火箭截击机。无尾布局飞机一般采用大后掠角的三角形机翼，它没有前翼，尾翼也一并神隐，事实上则是用机翼后缘的襟副翼作为纵向配平的操作面，可谓主翼与尾翼的合体。这样布局的飞机拥有结构重量轻，隐身特性好，气动阻力较小，超声飞行时速阻力更小等良多优点。具体代表是法国的”幻影”III和SR-71。
但是将配平翼面和舵面的作用相耦合也是有缺陷的。无尾飞机配平时，襟副翼的产生负升力，引起升力损失，同时力臂较短，配平效率低。当飞机起飞时，需要将襟副翼向下偏，通过增加翼型弯度来提高升力，可是这样做又会引起较大的低头力矩，为了配平低头力矩，襟副翼又需上偏，造成操纵困难的同时配平阻力也一并增加。无尾式布局的飞机通常采用扭转机翼的办法，保证飞机的零升力矩系数大于零，这样可以有效的降低飞机飞行时的配平阻力。而即使放宽了静稳定度，操纵和配平问题得到解决，其大迎角气动特性依旧不好。为此，一般第三代的高机动战斗机都会回避此构型。
除此之外，还有不少概念性的气动布局产生，譬如翼身融合体――机翼与机身高度融合，气动效率较高，但因其无垂尾，对操稳控制系统的要求也较高，代表为”幻影”2000和B2采用飞翼形式，以及现在发展的无垂尾试验机X36；支撑机翼――在常规布局飞机机翼上增加一个支撑，可以减小机翼弯矩，增大展弦比和升阻比，减轻重量；联接机翼――采用一副后掠翼一副前掠翼并在翼梢处相连，可增大展弦比和升阻比以及最大升力，减轻重量。
综上，飞机的气动布局形式多姿多彩却各有利弊，设计者往往是在历经对各项技术指标的反复权衡之后才会确定最终构型，正所谓如人饮水，冷暖自知。