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版主:黑木崖
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都是升力体设计:为何苏27获得巨大成功而苏57惨遭失败?
送交者:  2017年11月24日19:30:28 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话

众所周知,美国F15战斗机是世界三代机的王牌,体重轻,设备强,推力大,加速性和机动性好,空战无一失手,俄罗斯的苏27战斗机就是为了对抗F15而设计的,苏霍伊设计局直接称为反F15.

  F15战斗机是美国空军的王牌三代机,空战无一失手

  在设备重量4倍和内油空间多一倍的前提下做到了加速性机动性基本同一水平,而且内油航程几乎多一倍,挂点多达12个而且挂点之间距离比较远,不利的气动干扰比较小,阻力比较低,便于过载多种多样的重型武器,从这个角度上来说苏27设计比F15优秀很多。

  F15从1969年公开后,俄罗斯人就想办法跟踪,最简单直接的思路就是按照F15飞机的外表山寨一个,不过装俄罗斯国产的设备和发动机,米高扬设计局和苏霍伊设计局都是如此,经过计算,由于材料设备极度落后,发动机油耗高,重量大,推力小,俄罗斯人的同样的航电设备是美国的5倍以上重量,俄罗斯版本的F15斯基,即使加上边条和前缘襟翼增强机动性,性能很可能就是美国上一代F4战斗机好一点而已,爬升慢,加速慢,机动性差,挂点少,航程短,唯一好处是便宜点,体重轻一点点,但是对F15毫无优势,此路不通。

  苏27战斗机材料设备和发动机比美国差,但是气动和飞控比F15完善先进,大大弥补了超重的缺陷

  为了对抗F15,俄罗斯人就想到自己从T-4轰炸机和图144飞机开始的升力体设计,这种设计主要是不仅仅将飞机机翼作为唯一的升力来源,而是也将飞机机身改造位升力来源之一,传统的飞机机身对全机的升力贡献基本就是几个点,几乎可以忽略不计,而升力体飞机机身经过特殊设计,可以提供全机的30%左右的升力,简而言之就是,使用升力体设计的飞机,和常规设计飞机相比较,可以在重量大30%的情况下,飞行性能基本持平,实际上这个结论也在苏27战斗机的推出后得到了验证,空重相差几乎也是30%。

  苏27飞机设计使用升力体布局,超高的升阻比特性克服了垃圾的航空电子设备负担,尤其是980公斤的糟糕N001雷达,得到了全世界的赞赏和客户的青睐,苏27飞机和其改型全世界销售旺盛红火,给了F15一个迎头痛击,没人小看苏27,实际上苏霍伊设计局苦心孤诣的设计给苏27战斗机带来了一个独特的好处,这就是远程空中优势战斗机和远程攻击机合二为一的优势,稍微结构航电小小改动就可以实现金牌杀手二合一,这就是后来的苏30战斗轰炸机和苏35对空对地多用途战斗机。

  到了90年代,美国ATF计划展开,YF22和YF23竞争,这是自F117攻击机之后美国战术飞机第二次冲击隐身科技的大门,和F117一样,大获成功,由于性能更均衡,风险更低YF22胜出,随后的10多年,F22在隐身,超音速巡航,高机动,综合航电上得到了无与伦比的成功,在亚音速格斗和超音速机动取得了相对于三代机前所未有的优势,就机动性而言,任何一款三代机都远远不是对手,也是历史上绝无仅有的单方面绝对优势。

  由于苏27战斗机的成功,美国三代机优势荡然无存,美国人立马推出F22来破局,轻松扫平一切三代机

  由于历史的惯性和政治上的天然敌对,苏联解体后的俄罗斯照样沿袭了对抗美国空军主力战斗机的传统,由于米高扬设计局在三代机米格29上的销售情况不理想,设计局基本缺乏财力对于新的隐身战斗机进行开发,俄罗斯政府挑选了苏霍伊设计局进行隐身战斗机的开发。

  由于经济条件的严重限制,和苏联解体带来的工业基础大面积崩溃,俄罗斯的战斗机研发能力受到了极大的消弱,按照苏霍伊设计局内部的消息,他们提出了十几款隐身战斗机方案,很多方案和F22类似,突出隐身和超音速巡航,最终苏霍伊设计局选择了一种匪夷所思的设计,这就是苏57.

  苏57战斗,设计上很怪异,机翼像F22,机身像苏27,同样具备了大航程的升力体特性

  这个飞机一出现,就得到了很多负面的评价比如:机头拍扁的苏27,乳沟填平一半的苏27,F22的猴子版本。

  实际上,苏霍伊设计局的设计能力在苏27上得到了完全的展示,设计水平和美国顶级设计师不相上下,假如苏27也用美国的设备发动机材料的话,苏27完全可以碾压F15.

  俄罗斯人选择F22战斗机类似的设计的话,难度在于隐身需要太多的投入,实验室,材料,设计软件,而且采用了F22类似的S型进气口之后,发动机进气会让推力受到损失,加上发动机二元矢量推力,飞机增重会达到史无前例的地步,苏27战斗机改二元推力矢量飞行试验的结果是飞机增重太多,发动机推力下降严重,飞机性能大幅度下滑。

  谁都知道F22的S进气道和推力矢量技术好,俄罗斯人的实验表明,代价太大,承受不起,臣妾做不到啊

  而且,F22这个布局的问题也和F15类似,亚音速升阻比不高,航程不突出,俗称短腿,而俄罗斯人对战斗机的需求,其中一个核心要求就是必须有大航程,才能减少飞机数量,降低费用。

  俄罗斯人走投无路之下采用了苏57这种布局,进气道几乎沿用苏27直通进气口斜板外压的设计,发动机进气口风扇直接露出来,就进气口做了倾斜修形,这种设计具有最高的进气效率和高速性能,而且设计制造简单,做的改进几乎就是将发动机乳沟往下填平半米左右做弹仓,保留原有的苏27升力体骨架,这么设计可以继续沿用苏霍伊设计局在苏27战斗机上的经验,飞机有最高的升阻比。

  按照苏27的升力体路线来换个类似F22的大机翼,苏57照样有大航程和超巡,但是隐身废了

  由于飞机需要进行超音速巡航,苏57这种弹仓设计就是一个很麻烦的问题,苏57弹仓被2个发动机吊舱紧紧左右夹住,导弹投射会存在很多气动干扰问题,尤其是超音速投射,而且苏27腹部挂载一般就前后串列2个空空导弹,而苏57飞机,前后弹仓内都有更多数量的导弹,保守估计最少2个,最多3个,每个导弹投射的时候,距离发动机吊舱的安全距离都比苏27小很多,这会带来很大的麻烦,估计这也是苏57一直不打开弹仓展示的原因之一,而且由于弹仓深度比较小,也不能布置大行程的投弹挂架。

  而且,苏57弹仓宽度很小,深度不大,挂载不了大型弹药,两侧不开敞,被发动机吊舱包围得很紧迫,而美国的F22和我国的歼20战斗机,都采用类似的中机身腹部并列大型弹仓设计,2个弹仓总宽度2m左右,安置6枚导弹或者4枚大型导弹都比较容易。

  发动机尾喷口和苏27飞机类似,采用普通的圆形喷管,带推力矢量,在航展上做飞行表演,无限制迎角低速飞行,很多匪夷所思的花样,当然,仅仅是耍猴罢了。

  带推力矢量的苏57战斗机,表演很靓丽,但是飞的再好,一枪撂倒,隐身不好,一切白搞

  苏57战斗机上所有的失误,实际上有一个更深刻的原因,这就是:没钱了。

  苏联时代资源无数人员无数,随便砸钱做实验的时代一去不返了,到了苏联解体开始持续多年俄罗斯经济崩溃,各个军工联合体基本靠外销自救,俄罗斯政府实在拿不出那么多钱来对隐身战斗机需要的一切材料设备发动机进行攻关,不砸足够的钱做海量的实验,设计师完全不知道方案的优劣和参数的选择,现在我们看到的苏57,几乎就是一个带弹仓的三代机加强版,俄罗斯人想要再次雄起,埋头20年学中国人赚钱吧。

  在四代机根本的隐身性能上彻底失败,不是任何别的花样可以弥补的。

  苏27采用升力体设计,成就了一番美名,苏57战斗机继续采用升力体设计,直接扑街,一次出类拔萃的成功,不是下次成功的必要条件和基石,搞得不好,往往是绊脚石。

THE END


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