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莫斯科不相信眼泪

 
 
 

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"被'猛禽'"的"侧卫"--T-50首飞印象  

2010-03-20 23:13:42|  分类: 装备科技H |  标签: |举报 |字号 订阅

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被猛禽的侧卫--T-50首飞印象 - u.s.navy - u.s.navy的网易博客

锣鼓敲得震天响,千呼万唤始出来。1月29日,俄罗斯第五代战斗机PAK·FA/T-50,终于完成首飞。T-50的亮相,就像一位年过半百的老花旦,尽管唱念作打的基本功还在,无奈青春已逝,独缺一抹当年的妩媚,举手投足间显露出久疏舞台的生涩。于是,有网友调侃地称其为“猛禽斯基”,也有人把它比作“被猛禽的侧卫”。是被斯基的猛禽?还是被猛禽的斯基?这还真是个问题,关乎到血统、关乎到基因。认识俄五代,让我们从T-50的首飞开始吧。

大国已渐远,谁懂秋凉意

这次T-50的首飞确实没有出现不少人所期望的轰动场面。看到T-50起来又落下的身影,让人们想到的是F-22,这在战后苏联,俄罗斯的航空史上的确是不常见的。“机运”即国运。我们透过T-50艰难的起飞,看到了一个昔日超级大国渐行渐远的背影。

挟二战胜利者的荣耀,苏联在近半个世纪的冷战岁月里,在世界军用飞机领域独霸一方,他们设计的战斗机、轰炸机、攻击机、直升机充满了勇气、灵气、豪气与霸气,在与美国人的PK中丝毫不落下风。

遥想当年,米格-15朝鲜战场枪挑F-86;米格-21被40多个国家的空军列为主战装备,成为一代经典,美国人偷偷从别国弄来几架组成“红旗中队”,研究个没完:米格-25号称“双三”,让西方世界大感恐惧,直到别连科上尉驾机叛逃到了日本涵馆,美国人才稍安毋躁了一些……

在三代机(这里按照通常的划代法)的竞争中,虽然美国人早走了一步。但苏联的苏-27、米格-29并未被拉下多少。当它们还被闷在葫芦里的时候,美国人就猴急猴急的,又是派间谍、又是派“黑鸟”,最终靠间谍卫星拍下了两张十分模糊的照片,但仍搞不清个所以然,于是给它们起了两个古怪的名字——拉明-K和拉明-L。在1989年6月的巴黎航展上,布加乔夫驾驶苏-27完成了一组高难度的复杂特技,震惊了航空界:水平飞行的飞机突然急剧抬头,但不上升高度,而是继续前飞,迎角增大,90度、100度、110度、120度,飞机“尾部朝前”飞行,这个飞行动作被称作“布加乔夫眼镜蛇”。英国路透社评论到:“苏美两国战斗机在争夺优势的战斗中,苏联人取得了胜利。航空专家认为,苏联人制造出了绝妙的飞机。”从此,苏-27成为世界各地航展的明星,它飞到哪里,哪里就会引起轰动。

然而时过境迁,“雕栏玉砌应尤在,只是朱颜改”。俄五代机的初次亮相不仅比美国F-22的首飞晚了近13年,比YF-22首飞则晚了近20年,而且比美国四代机普及版F-35的首飞时间也晚了3年多。同时别忘了。这次首飞的俄五代是“T”字头的,是工程代号。不是列装的型号。T-50距离正式列装还相距甚远。首飞的T-50,正面看像F-22,俯视看像短粗的F-22,侧面看有点像YF-23;从后面看,一眼就能确定是苏-27的后代。其外形的可看性远比不上几年前炒作的苏-47“金雕”。T-50的首飞,俄国人自然要吹嘘几句,在场的印度空军将领也跟着“震撼”了一番。俄国人的吹嘘明显底气不足,印度人倒像是个“托儿”。其他很多人感到更多的是失望。

看来,俄罗斯的航空工业已经拿不出震撼人心的设计了。经历了苏联解体后失落的十多年,俄罗斯航空工业元气大伤。虽然有国外订单支撑着门面,但人才的流失和投入的不足,已经与美国人拉开了不小的距离。还是那句话:“机运”即国运啊。

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魔鬼藏在细节里

T-50果真只能带给人们一声叹息吗?且慢,有箴言道“魔鬼藏在细节里”。让我们通过几张有限的照片,揣测一下俄五代机的技术

四代机(俄称五代机)最显著的特点是隐身。T-50在这个方面紧跟F-22,其机头和前机身都采用了棱线分明的上下两瓣设计,可以将射来的雷达波斜向反射出去,以减少雷达可接收到的回波;主翼以及像刀切一样的大边条与F-22的很相似,只是大了一圈:向外倾斜的双垂尾避免了角反射体效应,同样可以减弱雷达回波;后机身明显可以看到鼓出的两个发动机舱,与菱形进气道保持一定的上下距离,当是采用了S形进气道。由此可以推断,T-50正面和侧面的雷达反射截面积(RCS)应当是比较小的。但是。两个尾喷口无遮无拦。大尾锥赫然在目,其后向的RCS应该是很大的。机身下表面、两个吊挂式进气道之间,有一个不算小的沟槽,完全没有F-22那样的平滑,其下方的RCS也小不了。总之,T-50在正向和侧向有比较好的隐身特性。但在后向和下方则很差。

四代机第二个重要指标是超音速巡航,俄国人在追求速度方面一直不遗余力。他们很看中超音速巡航能力。可这次试飞T-50装的不是五代发动机AL-41F,而是苏-35-1的117S发动机,因此,仅从动力上无法推断其超音速巡航能力。飞机能否进行超音速巡航,一方面取决于发动机推力的大小,另一方面取决于飞机的阻力特性。而飞机的阻力特性由多种因素决定的,包括飞机的浸湿面积(主要影响摩擦阻力)、机翼后掠角、机身长细比,以及机身是否符合超音速面积律等等。看得出来,T-50的机翼面积比F-22要大,且机身下表面有个不小的凹槽,所以浸湿面积不小,不利于超音速巡航:但它机翼有效后掠角略大于F-22,长细比也比F-22大,机身由于发动机舱的凸起,呈明显的蜂腰形,似乎符合面积律的特征,这些都是对减小阻力有利的。可以肯定,超音速巡航是俄五代不会放弃的一个指标。

超机动性和短距起降实际上是一回事,主要是由飞机的升力特性决定的。这方面是苏联/俄罗斯的优势所在,苏27声名鹊起在很大程度上也得益于此。美国的隐身飞机设计(如F-117)牺牲了过多的气动性能,一直被俄国人所诟病,相信俄五代一定会继续发挥其拿手的所长。从照片上看,T-50的主翼面积很大,想必能够使其翼载荷保持比较低的水平,这将大大有助于改善飞机的机动性。T-50的大边条一改苏-27系列的形状,可以看作是哥特式边条在隐身要求下的一个变种。哥特式边条的增升效果比普通边条要好,它产生的脱体涡对主翼形成有利干扰,可进一步提高飞机的升力特性。只是有人说,T-50的边条前缘是可动的,并且还可以对进气口的气流产生预压缩作用。笔者不甚了然,须知道边条翼产生脱体涡的条件之一就是尖锐前缘,尖锐前缘如何安装作动机构呢?再说可动的边条前缘对正面隐身也是不利的,这是一个有待观察的问题。能否实现超机动性,还受到飞行控制系统的制约。T-50的平尾、垂尾都不大,仅依靠气动力矩来满足飞机稳定性、操纵性要求可能无法满足,那么他们会如何解决呢?苏联从上世纪80年代末期就掌握了推力矢量控制技术,通过对推力矢量的控制来弥补舵面气动力矩的不足,改善飞机的稳定性、操纵性,进而实现超机动飞行,这是符合逻辑的推断。需要指出的是,要获得理想的超机动性,发动机矢量喷口不仅要在铅垂面内偏转,还要能在水平面内偏转。

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还有一些细节透露出了某些信息。

T-50的座舱前方依然有一个鼓包——那是光学雷达。光学雷达具有抗干扰能力强的优点,在平流层中飞行其作用不可小觑,俄罗斯在光学雷达研制方面一直处于世界领先水平。俄五代必定坚持无线电雷达、光学雷达和头盔瞄准具三位一体的探测体系。座舱位置很高,座舱盖上有个很宽的加强框,这对隐身是不利的、俄国人如此设计不知用意何在。是材料不过关?还是另有深意?俄国人历来迷信火力。先前他们也说俄五代具有超强的火力配备,但从照片上看,T-50的内置弹舱的空间并不大。看来他们的武器挂装采用的是内外结合的方案,只有在“踹开那扇门”的时候。才采用内挂武器方案。网上有一张特写照片可以看到T-50的前机身上铆钉累累,这显然用的是金属材料,而且不是整体铣切出来的。别小看了这些铆钉,在超音速飞行时它们产生的阻力和气动热是很大的,对隐身也很不利,如此重要的装备上铆钉累累,只能说明俄罗斯的机械加工设备和工艺已经大大落伍了。T-50也装了个大大的尾锥。苏-27加尾锥是为了增加长细比、减小尾部涡流区,进而减小阻力。苏-34的尾锥里面装着一个后视雷达。T-50的尾锥用途何在呢?加装探测设备或电子战设备的可能性较大。

俄国的血统论

俄罗斯历来不乏世界一流的军事头脑,其军事思想之深邃、军事传统之深厚、军事判断之敏锐。很少有大国能与之比肩。俄罗斯是传统的航空强国、大国,其航空文化积淀之深,也是世界上少有的,他们在空气动力学、飞机结构设计、航空发动机、试验试飞设施等方面,在世界上是领先的。尽管T-50的亮相谈不上震撼,也难说是惊艳,但它背后所体现出的设计思想,却值得我们深究,毕竟他们是第二个试飞四代机的国家,瘦死的骆驼比马大。

笔者看过一些俄罗斯关于其五代机的研究资料,其中《空军技术》杂志几年前召开过一次“圆桌讨论会”,专门讨论俄罗斯五代机的设计思想问题。参加者有俄罗斯分管装备的武装力量司令、米格29的总设计师、功勋试飞员以及俄罗斯航空工业的领导等,他们勾画出了其心目中的五代机。主流观点是:适度隐身、超音速巡航、超机动性、“更加聪明”、土跑道起降等。吾观T-50,基本上没有跑出这个框框。

适度隐身。适度隐身是相对于美国的“绝对隐身”而言的,绝对隐身就是无限地降低RCS,追求全向、全频谱隐身。俄国人认为,追求绝对隐身必然与超音速巡航、超机动性发生矛盾,最终会使装备成本倍增,且影响其可用度。T-50不仅是适度隐身,而且是重点隐身,它的RCS无论在哪个方向上都不可能比F-22小,它把隐身的目标放在对突防威胁-最大的方向上。这可能是个无奈之举,因为俄罗斯的财力有限。在被动隐身技术上也比不上美国;也可能是个明智之举,便于达成隐身与超音速、超机动的妥协设计,同时兼顾三方面的需求。据说,俄罗斯已经掌握了等离子隐身的关键技术,其五代机的验证机苏-47、米格-1.44很少采取被动隐身措施。现在看来等离子隐身技术在俄罗斯还不成熟,于是就采用了“猛禽”的前机身设计和机翼设计。 超音速巡航。俄国人认为,如果战斗机能够进行二倍音速的巡航,现有的防空武器对它是没有办法的,甚至可以不采用隐身。T-50能做到二倍音速巡航吗?即便是做不到,俄国人也会在这个方向奋斗不止。

超机动性对俄国人来说不是难事,但要让T-50在土跑道上起降则是不可能的,因为它的发动机进气道悬挂在翼下,根本无法阻挡沙石的进入。

“更加聪明”应该是未来信息化武器的发展方向,恰恰是俄罗斯的软肋之一。怎么才能更加聪明?耳聪目明,反应迅速,动作协调,具有智能化的思维,这就要求高性能的航电系统、高性能的传感器、高性能的计算机,同时也要求外界大系统的支持。而这一切仅通过T-50首飞所披露出的东西是难以做出判断的。

如此来看,T-50体现了俄罗斯的军事思维。从技术继承性上看,T-50的结构是苏-27结构的延续,发动机进气道和后机身尤其明显。T-50之前,俄罗斯搞了两款技术验证机:苏-47让他们丰富了机动性设计和飞行控制的经验,米格-1.44则着重于超音速巡航经验的积累。尽管T-50的显性部分体现了F-22的特征,但骨子里更多的是俄罗斯血统,它是被猛禽的侧卫,不是被斯基的猛禽。

急诊,还待留观

T-50的首飞是一次部分技术状态的、有限目的验证,主要用于测试飞机的基本飞行性能,这也是目前国际上通行的做法。T-50离最后定型相距甚远,与-形成战斗力距离就更远了。苏-27从首飞到装备部队历时7年多的时间,其间发生过4起严重事故,两名优秀试飞员牺牲,两位总设计师辞世,一次根本性改进,早期的T-10(苏-27的工程代号)与后来的苏-27简直判若两种飞机。所以从这个意义上讲,T-50未来要走的路还很长、很长,我们有足够的时间来观察它、研究它,以得出更加准确的结论。

我们在未来应该重点观察T-50的哪些方面呢?

首先是发动机,因为它是飞机的心脏,对飞机综合性能尤其是超音速巡航性能的影响最大,同时也会对进气道、尾喷管等显性的部分产生影响。要看俄五代的发动机推力到底有多大,推重比是8还是10抑或12。其矢量喷口是怎样一个形状、是如何控制推力矢量的,涡轮前温度是多少。用了什么新材料等等。

第二要看它的雷达。苏-27在其“剑”雷达的研制上曾经严重拖了飞机的后腿,影响到飞机的整体性能,以至于不得不对飞机进行全面改动。T-50会不会出现这种情况?T-50的雷达肯定是有源相控阵雷达,俄国在这个方面与美国的差别在哪里?

三要看它的多源信息探测与处理技术。这项技术是飞机是否“更加聪明”的关键之一。在现代战术系统中,依靠单一的传感器提供信息已无法满足作战需要,必须运用多传感器在各种复杂环境下获取所需信息,并通过跨平台的综合信息处理,来提高综合态势信息感知能力及实时性。任何一个执行任务的飞机,既要具有来自本机多类多种多频段传感器所产生信息的处理能力,又要有接受和处理来自大系统各类信息的能力。

四是要看它的机载武器及相关技术,包括空对空的近距导弹、中距导弹和远距导弹,也包括对地攻击的防区外导弹和新概念机载武器等。

五是要看它的保障性设计技术。F-22被关闭生产线的一个重要原因就是其保障性太差。每飞行小时的维护工时是30小时,飞机良好率仅为55%、故障前平均飞行小时为1.7,每飞行小时的使用费用是4.4万美元。T-50能不能冲破F-22的怪圈?目前世界上提出一种保障性设计的概念,就是在飞机设计中综合考虑各种保障问题,将有关保障要求和保障资源以及保障费用反映在飞机设计方案之中。T-50是否采用了这种先进的设计理念?

最后要密切观察其国际合作的动向。印度是T-50的合作方,跟我国又是一个毗邻的、尚未完成边界勘定的国家,俄印合作的一举一动我们都要密切观察。

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