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争霸未来天空:俄制金雕PK美制猛禽战机(组图)

2007-03-02 15:53   中安在线  

 
金雕双机空中击落猛禽战机想像图

  设计重点与理念

S-37(新浪军事注:S-37已正式更名为苏-47)前身是前掠翼技术验证机。但在1986年西蒙诺夫作出关乎设计局未来的战略性抉择之后,S-37的身份又多了一种:苏霍伊未来第五代战斗机的先行技术验证机。所以,S-37和X-29A在设计上的最大差异在于,前者体现了苏霍伊设计团队对未来战场需求的理解、对第五代战斗机性能重点的优先级排序及其设计理念。

     机动性优先

    从前文关于设计特点的描述中不难发现,机动性在S-37设计重点中优先级排序是最高的。但受限于前掠翼的优势区域,S-37强调的是低速大迎角性能以及亚、跨音速机动性,而看不到强调超音速机动性的迹象。换句话说,S-37是在增强的第四代(俄)战斗机机动性的基础上,尽力拓展了大迎角可操纵性和机动性。

  突出续航能力和起降性能

续航和起降两方面的要求和亚、跨音速机动性的要求并不矛盾,和前掠翼的理论优势也是相符的。如果从设计特点来看,很难说清究竟是强调设计重点的结果还是突出机动性的附带效应。但考虑到1986年S一32转型的影响因素,以及发展过程中海军航空兵和国土防空军与空军截然不同的态度,苏霍伊可能有意突出续航和起降能力的优先级以吸引海航和国土防空军的兴趣——就海航而言,舰载对飞机起降性能要求苛刻(特别是采用滑跃起飞方式的俄制航母);而对国土防空军来说,优越的续航能力是执行西伯利亚防空的必要条件。

  吸波隐身

虽然S一37没有采用外形隐身设计,但不等于苏霍伊设计人员看不到隐身在未来空战中的作用。从现有公开信息看,S-37主要通过雷达吸波材料和吸波涂料来减小自身的雷达反射特征,前方特定角度内的RCS可能减小到0.3-0.5平方米,相当于欧洲两风的水平。虽然这一水平还难以与F-22相比,但相对于苏一27家族已经是重大进步。

红外隐身方面,早期S一32曾经考虑采用二元矢量喷管,有助于减小自身红外特征。但S一37最终没能装上带有二元矢量喷管的AL一41F发动机,现用的D一30F6根本没有这方面的考虑,因此预计其红外特征和现役战斗机在同一水平。

一个有意思的问题是,为什么S一37不采用外形隐身设计?从1997年11月23日《商人报》对F一117A的批判来推测,当时俄罗斯航空工业的隐身相关技术水平(或者说是苏联解体前的水平)大致和美国研制F—117A时的水平差不多,难以同时兼顾隐身和机动性。另一个可能的影响因素是工艺水平,如果工艺水平达不到要求,再好的隐身设计都只是装饰而已。

  具备超音速巡航潜力

在I一90项目要求中没有明确的超音速巡航要求,但到了MFI计划的时候则提出巡航速度1.8马赫——尽管这个要求看起来非常象ATF计划要求的苏联升级版。要实现超音速巡航,要求发动机不加力推力大,飞机跨音速阻力小。在跨音速段,飞机阻力骤然增大,然后随着马赫数增大而有所下降,形成一个阻力“波峰”。增大发动机不加力推力使之超过波峰,或者降低波峰高度使之适合发动机的推力,都可能实现超音速巡航。号称具有超音速巡航能力的“台风”,实际上玩了一个花招:以加力推力冲过波峰,然后以军用推力维持巡航。对于S-37来说,前掠翼构形改善了飞机纵向横截面积分布,且相对于同样斜掠角的后掠翼来说可能具有更低的波阻,因此至少在理论上有可能减小飞机跨音速阻力,具有实现超音速巡航的潜力。但是当年X~29试飞时,恰恰是跨音速段出了问题,实际阻力大于理论计算。那么同为前掠翼飞机的S一37解决了这个问题了吗?

  理论与现实

前掠翼理论上的优点的确很令设计人员心动。美国人曾经研究过F—16机体装前掠翼(前掠角23度)方案,计算结果表明.相对标准的F一16,该方案盘旋角速度增大14%,典型作战半径增大34%,起降距离缩短35-50%。但跨音速加速性能下降明显(加速时间增加47%)——虽然这一点和机翼具体参数选择密切相关,不过也说明前掠翼的优势不是绝对的。事实上美国人还进行了F一16A机体装先进后掠翼方案的对比计算,结果表明该方案总体性能并不亚于甚至在盘旋和加速的综合性能上略优于前掠翼方案。这意味着前掠翼带来的风险和性能上获得的收益可能并不是成正比的。

至于现实中的前掠翼,尽管外界对S一37的试飞结果知之甚少,但仍可借用x一29A的试飞情况作为参考。在数百架次试飞中,X一29A验证了前掠翼设计的大部分优点,但也发现一些试飞数据偏离了计算结果,如前述跨音速阻力问题:设计人员花了很大力气试图解决发现的问题,但发现这些问题要么是当时水平难以解决的,要么是代价远超过收益。到试验终止时,X一29A的最大速度只达到1.6马赫,最大飞行高度超过15000米,最大使用过载6.4G。没有证据说明这是X一29A的极限性能,但作为前掠翼技术验证机没有将飞行包线扩展到极限,似乎也说不过去。后来有些分析文章认为S一37的最大速度仅有1.6马赫而非公开宣传的2500公里/小时,应该说是参考了X-29A的试飞结果。

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编辑: 陈刚
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