俄制金雕PK美制猛禽战机

HammerSun

图片说明：金雕双机空中击落猛禽战机想像图

声明：本文为《国际展望》杂志独家 稿件。未经许可，请勿转载。（恩恩，这个未经过许可呀，所以改编一下）

　　设计重点与理念
　　S-37(编者注：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-27家族已经是重大进步。
　　红外隐身方面，早期S-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-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-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-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-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-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。

图片说明：俄制苏-47金雕战机高空巡航

　　S一37与ATF的性能对比
　　作为冷战遗产、俄第五代战斗机技术验证机，S一37的假想敌必然是美国的ATF。笔者将对双方比较明显的设计重点、优劣长短作个简单对比，或许有助于了解两国空军和设计人员对未来空战的看法。
　　隐身能力
　　在MFI的设计要求中，明确提到了隐身能力。但根据1.44和S一37在这方面的表现来看，大致水平是要求前方一定角度内的RCS为0.5平方米左右。参考《商人报》对F～117A的抨击，可以认为，这是前苏联空军和航空工业部门综合考虑了隐身技术水平和飞机空气动力研究成果之后提出的折中目标。
　　S一37主要的雷达隐身手段是吸波材料和吸波涂料，同时采用了S形进气道以避免雷达波直射发动机的低压压气机叶片，(如果笔者推测无误)还采用了机内弹舱设计。后两项措施都会对飞机性能产生明显影响，因此可以说，S-37的其它陆能都是在满足了隐身要求的基础上实现的。如果回顾ATF的发展，我们会发现，洛克希德和诺斯罗普也是在满足了隐身要求之后，再结合自身优势和对未来空战的理解，为YF一22A和YF一23A选择了不同的设计重点。也可以说，S一37和ATF原型机在这方面的设计思路是比较相似的，隐身水平的差距只是技术差距，而非思路分歧。
　　就实际隐身水平而言，YF一23A独占鳌头，相对其它两个对手，无论是雷达隐身还是红外隐身，其水平都是最高的。YF一22A则只是满足了最基本的隐身要求，而将设计重点转向其它方面，因此隐身水平不如YF一23A，但仍高于S～37。事实上，YF一22A和YF一23A在隐身水平上的差距，才体现了设计方对未来空战看法的分歧。
　　超音速巡航不如F-22
　　无论是在ATF还是MFI的设计要求中，超音速巡航都是重要指标。但诺斯罗普、洛克希德和苏霍伊三方对超音速巡航的态度却各不相同。
　　YF一23A在设计上尤其偏重超音速巡航，通过拉长机身、减小最大横截面积，在保证机内容积的前提下获得更加平滑的纵向横截面积分布，从而减小跨、超音速阻力。其超音速巡航速度据推测可达到1.8马赫，是三者之中最大的。 　　YF一22A的原始设计给人感觉不是特别重视超音速巡航，只要达标就好：其超音速巡航能力主要得益于大推力YF119／120发动机和先进的CARET进气道，和YF一23A相比其机身较短粗，可能跨音速阻力较大。当年对比试飞的时候该机曾经达到1.58马赫的巡航速度。但是在后来改进到F一22A的过程中，采用了减小翼根厚度，减小机翼弯扭等措施，以期减小飞机超音速阻力，这将有利于改善该机超音速巡航能力。
　　对S一37来说，实现超音速巡航的主要优势就是前掠翼带来的良好的纵向横截面积分布，这可能会使得飞机具有较低的跨音速阻力。但是，前掠翼固有的大展弦比、小斜掠角的特点与飞机高速飞行的要求是矛盾的。如果苏霍伊希望改善S-37的超音速巡航能力，就必然要在亚音速机动性、续航能力等方面作出牺牲。从s一37的具体设计来看，苏霍伊似乎是希望在保持优越的亚音速性能的同时，借助前掠翼的固有优点以及大推力的AL一41F发动机来实现有限的低超音速巡航。不过，S-37最终没能装备AL一41F，该机是否遭遇到X-29A出现的跨音速阻力问题也就无从知晓，因此S一37究竟能否实现超音速巡航依然是个谜。亚音速区超越F-22A在YF一23A的设计重点中，机动性排位较为靠后。一般认为该机的机动性优于F一15，但不如刻意追求机动性的YF一22A。此外，没有任何证据表明YF一23A具有过失速机动性，只有诺斯罗普曾经表示过该机没有迎角限制。
　　如我们今天所知，YF一22A在确定可以满足空军基本要求后，就将注意力转向了机动性和敏捷性，在这两方面力求突破——这正是该机采用推力矢量控制的主要原因。在设计上，YF一22A兼顾了过失速机动、高亚音速常规机动(第三代战斗机的典型优势区)以及超音速机动。最值得称道的是，YF一22A在基本满足其它方面的要求的前提下，实现了飞机全包线范围内机动性、敏捷性的大幅度提高——特别是在超大迎角范围内的表现相当出色，几乎令人难以相信这是采用常规设计的飞机。
　　S一37同样注重机动性和敏捷性。三翼面布局，前掠翼+三边条构形，气动设计的复杂程度足以令人日瞪口呆。大边条和鸭翼的有利干扰，加上前掠翼的固有优点，结合三翼面布局超强的配平能力，预计S一37可以获得相当高的最大可用升力系数，可能可以超过今天的F一22A。如果再结合高达4的机翼展弦比，S一37进行大过载机动时的诱导阻力也会明显降低。也就是说，如果前掠翼理论上的优点可以实现，S一37能装上理想的AL-41F发动机的话，可能会在亚音速区的常规机动性方面胜过F一22A。
　　过失速机动性方面，虽然前掠翼具有先天优势，但YF-22A到F一22A都表现出令人震惊的性能，S-37是否会有更突出的表现不得而知。当年YF-22以及F一22A在大迎角操纵性方面都花了很大功夫，而S一37的试飞时间和架次都明显不足，如果要让源自苏一35的电传飞控系统适应过失速机动的要求，恐怕苏霍伊还需要更多努力才行。
　　跨、超音速机动性方面，S-37的预期表现不容乐观。由于过于强调亚音速机动性，S一37的机翼设计参数选择可能并不适应超音速机动的要求，增大了飞机零升阻力系数。另一方面，前掠翼先天对气动弹性问题敏感，复材弹性剪裁可以在一定范围内抑制机翼气动弹性发散问题，但不是绝对的。在大马赫数下，机翼受载增大，一日.进入意外状态导致飞机焦点前移引起弹性发散，后果不堪设想。X一29A试飞只到1.6马赫，s一37超音速试飞内容始终未公布，没人知道前掠翼飞机在这个速度区域的表现究竟如何，但始终令人担心。

　　需要特别指出的是，由于对比双方很多细节并未公开一上：文的说法只是根据一些规律性知识推论的结果，而不是一个精确的评估结论。

图片说明：美国空军F-22A猛禽四机飞抵日本

　　续航能力和起降性能

　　这两项性能在原来ATF的设计要求中都有明确指标。但国际环境的变化，以及重量、价格的影响，使得美国空军最终放宽了对ATF起降性能的要求。而I一90和MFI也对飞机续航能力提出了明确要求——只是这个指标高得吓人。由于迄今没有准确可靠的数据，所以很难说这三种飞机在续航能力方面的表现孰优孰劣。只能说，S一37较大的机翼展弦比有利于提高续航能力。
　　起降性能方面，机动性好的飞机一般表现也不差。而S一37预计可用升力系数较大，因此可能表现稍好。至于野战起降能力，则是苏／俄前线作战飞机的“独门武功”，为美式战机所无。
　　综上所述，如果和ATF的两个对手比较，大致可以说，S-37和YF一23A分别处于天平的两端，而YF一22A则处于天平中间位置S一37偏重机动性和大迎角操纵性，包线左端性能突出；YF一23A突出隐身和超音速性能，包线右端性能突出；YF一22A则相对均衡，也许在极限区域的性能不如前两者，但综合性能水平可能是最佳的。
　　但是，笔者并不认为S一37的不均衡设计是源自苏／俄空军作战理论。事实上，从前面的特点对比可以看到，S一37的设计重点选择：YF一22A相当接近。它的不均衡，主要来自苏／俄航空技术的实际水平。换句话说，如果苏霍伊拥有洛克希德的技术和资金，设计出来的很可能就是一架“猛禽斯基”。
　　S-37对未来第五代战斗机的影响
　　按照苏霍伊方面的说法，S一37将充当未来多用途前线战斗机(PAKFA)的试验平台。若此说属实，那么两者之间必然存在相应的联系，否则苏霍伊本身就有不少试验机，不必动用S一37。从设计特点可以了解到，S一37和现役飞机相比，主要验证技术包括：前掠翼特性，大迎角飞行特性及其控制，三翼面布局的实际应用评估(和苏-35等改装机不同，S一37的三翼面是飞机研制之初就有所考虑，对三翼面布局的评估更准确)，隐身特性研究(吸波材料和吸波涂料的实际应用)，曾经计划但未能实现的推力矢量控制技术。由于前掠翼技术风险与收益的不确定性，未来应用于PAKFA的可能性不大，但其它的验证技术却完全可能在PAKFA上得到采用。
　　对于PAKFA，最引人注目的是该机设计重点优先级的排序，特别是隐身和机动性如何权衡的问题。目前对PAKFA的猜测一般是基于苏霍伊T一50方案，而外界绘制的T一50想象图基本上是F／A一22的翻版，说是“猛禽斯基”也不为过。不过，笔者对此表示怀疑。如果T一50真的在气动设计上模仿F一22A，那就意味着两件事：其一，俄罗斯的隐身相关技术和工艺已经达到至少是接近美国90年代初的水准，并且PAKFA对隐身的要求有了量级的提高；其二，苏霍伊的气动技术研究有了阶段性的进展，不必使用复杂的三翼面布局也能保证堪与F一22A匹敌的常规／非常规机动性和大迎角可操纵性。
　　然而，对隐身要求越高，价格也越贵，即使苏霍伊的方案能达到F-22A的隐身水平，以俄罗斯的经济实力不可能支持购买F一22A这种价位的战斗机。另一方面，总师的观点和技术储备对飞机布局选择影响极大——以苏霍伊这些年来不断推出三翼面战斗机改型来看，很难相信他们会突然在PAKFA上改弦易辙。此外，近年来一直有报道说苏霍伊设计局在拉拢更多的伙伴参与PAKFA项目，而这些伙伴考虑的方案中也有三翼面布局，这未必都是巧合。
　　结语
　　笔者认为，基于民族自尊心、未来作战要求以及经济实力的考虑，PAKFA的设计指标即使无法与F一22A抗衡，至少也要压倒欧洲两风。PAKFA可能采用有限外形隐身为辅、吸波材料和吸波涂料为主的方式来控制主要方向的RCS，争取比当前两风和S一37再低一个量级。在气动布局选择上，可能还是三翼面布局——虽然鸭翼对前向雷达散射有不利影响，但随隐身要求的不同，影响也有不同。如果留里卡一土星设计局的发动机和喷管研制进展顺利，PAKFA有可能采用S-37和1.44当年预想安装的二元推力矢量喷管。除了不采用前掠翼外，这种飞机可能更像S一37的隐身版。也只有如此，S一37所获得的研究成果才能得到最大限度的利用。

　　不管最后PAKFA演变成什么样子，可以肯定的是，它身上倾注了苏霍伊设计人员20余年来所付出的心血，它将继续完成“金雕”未能实现的梦想。

[ 本帖最后由 HammerSun 于 2007-4-23 10:42 编辑 ]

白衣

看到錘大貼的空戰圖，讓偶猛然想起電腦中未完成的3D圖......... 上面都快佈滿灰塵了     :L

WARREN

金雕只有2架还摔了一架,只是过渡机型.不过老毛子的飞机强调的就是近身搏斗.

roy986

单看外型，S-47比F-22和F-35都COOL！
“欧洲两风”，阵风，还有一个是什么风？

WARREN

台风.很漂亮的,载弹量也大很不错的飞机.

roy986

哦，偶开过阵风滴哦:$ 在游戏里，有个模拟游戏貌似叫欧洲阵风滴。