中國殲20隱身數據對俄震動有多大:或動搖俄投產蘇57

來源 | 觀察者網

近來，蘇-57又上新聞了。11月15日的俄羅斯《消息報》報導，俄羅斯「紅星」電視臺發布蘇-57的視頻，蘇霍伊首席設計師哈伊爾·斯特列利茨表示，蘇-57的真正王牌在於多功能性，在對地攻擊方面優於F-22，在機動性和加速性方面優於F-35。季霍米羅夫儀器設計科學研究院院長尤裡·別雷稱，蘇-57的「松鼠」雷達的性能超過所有美國系統，無論是F-22，還是F-35都沒有這樣的雷達系統。另外，俄羅斯蘇-57在配備新型「產品-30」發動機後，將變成5+代戰鬥機。

　　在俄羅斯媒體口中，蘇-57當然是難覓對手，天下無敵

　　8月22日，俄羅斯國防部與蘇霍伊籤署了第一批蘇-57的訂購協議。同時籤約的還有2架單座的米格-35S和4架雙座的米格-35UB。俄羅斯軍方強調，這些蘇-57將不用於進一步試飛，而是交付給空軍作戰單位，首批將為利佩茨克試訓中心，這是俄羅斯空軍戰術研究和新型號換型訓練的地方，而不是科研試飛中心。至此，多難的蘇-57算是進入量產階段了。

　　儘管已經籤約的批量只是象徵性的2架，有說法第一批最終有可能達到12架甚至15架，首批的其他飛機將在未來幾年裡籤約。在更早的6月30日，俄羅斯副總理尤裡·鮑裡索夫宣稱：「蘇-35是今天世界上最先進的戰鬥機之一，所以沒有必要加速推行第五代戰鬥機的大量生產。」對於鮑裡索夫表態的含義坊間各種猜測都有，從蘇-57的量產推遲，到事實上取消。

　　蘇-57在2010年1月29日首飛，比成飛殲-20還早一年。當時還稱作T-50，這是蘇霍伊設計局的內部代號，不是俄羅斯空軍的正式型號。2010年2月，還是總理的普金宣稱，蘇-57要在2013年開始交付試訓中心，2015年形成戰鬥力。俄羅斯空軍的原計劃為在2020年至少有60架（一說150架）入役。2015年3月，時任國防部副部長鮑裡索夫宣布，俄羅斯飛行員對成本更低的蘇-35和蘇-30SM很滿意，蘇-57減少裝備，留作技術儲備，只有到蘇-35和蘇-30SM在技術上不夠用了才啟動大規模生產。2018年6月，鮑裡索夫升任主管軍工的副總理。

　　另一方面，殲-20在2017年3月10日不動聲色地達到初始作戰狀態，現在已經有不明數量的殲-20入役，並投入南海巡邏，並在2018年珠海航展上，有4架作戰塗裝的殲-20作緊密隊形飛行。但蘇-57預計要到2019年才能入役，這還是最好的情況。

　　有人把蘇-57歸結為隱身化的蘇-27，雖嫌刻薄，但並非沒有道理。蘇-27最大的氣動設計特點是：

　　1、大間距雙發

　　2、短直的翼下進氣口

　　3、大邊條和翼身融合體

　　4、中心升力體

　　5、大尾錐

　　蘇-57問題的根源可能還是設計上沒有徹底擺脫三代機的窠臼

　　目前僅有的蘇-57投彈視頻中， 它發射了Kh-59mk2巡航飛彈，從後部「深」彈艙中發射

　　蘇-57大體繼承了這些設計特點，但有顯著改進，如可動邊條。除了常規的隱身修形，蘇-57部分填平了雙發之間的「鴻溝」，這成為機內武器艙的空間。這既是亮點，又是痛點。

　　在蘇-57之前，俄羅斯航空界已經有過幾輪努力，試圖研發米格-29、蘇-27之後的下一代戰鬥機，比如米格I.44和蘇霍伊S-37。但這些以機動性為主要方向的設計顯然偏離了隱身大方向。在理論研究和實戰分析之後，人們逐漸形成共識：對於第五代戰鬥機來說，隱身不是萬能的，但沒有隱身是萬萬不能的。蘇霍伊開始設計T-50時，F-22是顯然的假想敵。

　　蘇霍伊的分析表明，F-22過於緊湊的機體設計雖然降低了機體浸潤面積（也稱溼面積），但武器艙的碎片化導致空間利用率不高，而且無法攜帶大型武器。F-22的翼載也嫌高（儘管並不高於F-15或者蘇-27），不利於機動性。

　　與F-22兩大兩小四個機內武器艙不同，蘇-57隻有一大一小兩個機內武器艙。更重要的是，F-22的兩大武器艙在中線兩側，兩小更是在機身兩側，轉動慣量大，不利於機動性。蘇-57還有翼下兩個繭包武器艙，專門用於近程空空飛彈。

　　中線前武器艙是用於中程空空飛彈的，中線後武器艙則是獨特的。這比前武器艙更大，用於掛載大型武器，如炸彈、巡航飛彈等。F-22很淺的機腹武器艙只能掛載中程空空飛彈、SDB小直徑炸彈等，不可能攜帶大型武器，使得F-22隻能以空戰為主，用於空地作戰的主要動力是政治正確，而不是作戰效能。

　　到現在為止俄羅斯也沒有發出蘇-57打開腹部彈艙發射R-77飛彈的圖片

　　迄今為止蘇-57進行武器試驗的照片都顯示它使用外掛武器，而不是內置，確實能說明一些問題

　　但蘇-57的中線武器艙也給結構設計帶來很大的挑戰，中線的「天花板」成為承受橫向彎折應力的關鍵，但這樣的「薄扁擔「承力結構非常不利於結構剛度。為解決橫滾中的結構剛度問題，蘇霍伊獲得了一大批俄羅斯國家專利。但這似乎還不夠，試飛中發現嚴重的結構剛度問題，2016年後製造的5架預生產型飛機採用重新設計的加強結構，並加長了尾錐，降低後體阻力。其他局部修改還包括維修艙門和翼尖形狀。

　　但另一個傳言的問題可能更加要命。大間距雙發的短艙結構相當於側壁，與中間的「鴻溝」形成中心升力體，在大迎角狀態下產生可觀的升力。就蘇-27而言，中心升力體的貢獻可達40%。但升力在本質上是由下向上的壓力差，天然具有把從中線武器艙投放的武器推回去的趨勢，導致武器投放的困難。

　　在一定程度上，轟炸機的機內武器艙和戰鬥機的翼下掛架也有同樣的問題。但轟炸機的機體產生升力的作用較小，炸彈投放的時候，在武器艙內由於重力作用已經頭朝下，離機時的氣流動壓把頭低尾高的的炸彈自然地推離飛機。

　　戰鬥機的翼下掛架則在吊掛狀態下武器與機身前進軸線已經呈一定的向下、向外角度，仔細觀察停放或者飛行的戰鬥機不難發現這一固定的偏轉角。這也是大量外掛武器導致可觀的氣動阻力的原因，不僅武器本身的氣動外形導致迎風阻力，偏轉角也增加了阻力。但武器與掛架分離時，氣流會自然把武器吹離載機，確保可靠分離。

　　對於蘇-57來說，中心升力體設計在這裡就成為雙刃劍。一方面增加升力，有利於機動性；另一方面增加了武器發射和分離的困難。但這個問題未必是不可解決的。在公開資料中，目前已有Kh-59Mk2巡航飛彈的投放和分離視頻。這是在四平八穩的平飛狀態，中心升力體的升力作用不顯著，與轟炸機投炸彈的狀態相似，加上投放的時候有彈射臂的助推，正常分離是做得到的。

　　中線前武器艙用於中程空空飛彈，發射通常也不要求處在高機動狀態，或許也可以做到。不過升力分布不均勻，中機身段正好是升力產生較集中的部位，可能會導致額外的分離困難。說起來，中心升力體的設計越成功，蘇-57的機動性越好，氣動設計越成功，但給武器分離帶來的問題也越大。這或許是在總體設計的時候始料不及的。

　　說起來，同樣採用中心升力體的的蘇-27/30也在中線吊掛大型武器，沒有發射分離問題。但那是暴露在氣流中的，只要掛架與機體軸線有一點角度，氣流動壓不難確保分離。但蘇-57的中線武器艙是在機體內的，在艙門打開的狀態，這是一個「背風」低壓區，進一步增加了分離困難。採用彈射或者機械推離的方法總是可以把武器發射出去的，額外的重量和複雜性不算，還可能導致飛彈分離後的初始翻滾，更不適合在大迎角條件下發射條件，既沒有重力的幫助，也有更大的「推回」作用。

　　殲-20的出現，讓俄羅斯人的心態確實有點不好……

　　蘇-57的航電設備，按照俄羅斯的宣傳是非常先進的，但因為俄羅斯電子工業基礎在那擺著，讓人很難高看

　　需要在高機動狀態下可靠分離的近程空空飛彈倒是從翼下繭包發射，沒有這些問題。可用伸縮式支架在發射前探出，形成與前進軸線的向外、向下角度，像常規的翼下掛架一樣發射。

　　不管是出於什麼原因，無論近程還是中程空空飛彈，到現在為止還沒有公開流傳的視頻可以證明已經進行過發射試驗。

　　用後武器艙掛載重型武器還有重心問題。武器在投放瞬間可能導致顯著的重心移動，造成操控上的困難。這是可以由飛控補償的，但對飛控也是一個考驗。轟炸機的炸彈艙、戰鬥轟炸機的翼下掛架都在接近重心的位置，正是為了減少這樣的考驗。但在蘇-57上，只有對重心移動作用最大的後機身有這樣的空間，沒有選擇。前後武器艙之間的隔板是中空結構裡必不可少的加強件，否則中心升力體的剛度問題更大，儘管完整的單一中線武器艙的空間利用率更高。

　　不過蘇-57的武器系統問題可能還不止於此，第二階段試飛中任務系統可能暴露出更多的問題。

　　蘇聯時代的米格-31就開始使用被動電掃雷達，但蘇-57上的N036「松鼠」是俄羅斯第一代主動電掃雷達。難說這與同樣來自提霍米羅夫研究院的「雪豹-E」被動電掃雷達有多少淵源，外觀和尺寸上的相似也不一定說明問題。但主動電掃不是把發射/接受單元整合到被動電掃的天線上那麼簡單，主動電掃的性能也遠比被動電掃強大。一直有說法，蘇-35進入中國後，接收單位讚不絕口，因為蘇-35比原裝備的蘇-27無論如何要先進多了。但在實戰演練中，被裝備主動電掃的殲-16和殲-10C壓著打，頓時體會到主動電掃和被動電掃的差距。

　　簡單地把被動電掃主動化，這沒有充分挖掘主動電掃的潛力。除了雷達本身的性能，主動電掃還可與通信、導航、敵我識別（簡稱CNI）相整合。主動電掃用於定向數據鏈的話，天線能力是任何常規通信天線都不可能比擬的。主動電掃分出波束用於對地測繪、地形迴避、地形跟蹤，這在常規雷達上或者要轉入專用模式，或者需要專用的輔助雷達。主動電掃的高精度、大功率波束用於敵我識別的話，可以繞過傳統的應答式，實行非合作敵我識別，更可靠。主動電掃還可用於電子對抗，大尺寸的天線是小尺寸的常規專用系統難以媲美的。

　　安裝產品30發動機進行試飛的T-50-2LL驗證機

　　但這些功能不是有了主動電掃就自然而然實現的，需要大量的軟體處理。韓國在研發KF-X的時候，就是因為不敢冒進，把主動電掃的功能限制到傳統雷達功能的簡單強化，而把CNI留給未來升級，在可預見的將來繼續用傳統數據鏈、前視導航吊艙、應答式敵我識別和電子戰吊艙。

　　蘇-57的「松鼠」雷達性能不明。但按照俄羅斯方面的說法，蘇-35的電子系統在很大程度上採用了蘇-57的技術，這可能也是鮑裡索夫自信蘇-35在很長時間內「夠用」的原因。這也或許間接說明了「松鼠」很可能是主動化的「雪豹-E」，因此在關鍵性能上沒有代差級的差別。如果屬實，這技術水平已經落後於先進水平了。

　　中俄軍事技術交流早已從90年代的單向變成現在的雙向，俄羅斯方面有權詢問蘇-35在中國空軍的表現，不排除中國提供了一些實戰演練的數據，使得俄羅斯方面意識到差距。更大的差距來自本質隱身能力。據說中國提供了一些殲-20的雷達隱身性能數據，對俄羅斯的震動很大。這種頂級機密的數據不可能和盤託出，但可靠的數量級的數據就足以撼動俄羅斯對蘇-57的信心了。

　　蘇-57已經完成第一階段試飛，這一階段的重點在於飛行性能和結構強度。第二階段試飛還在進行中，至少要到2019年才能完成。現有10架原型機在試飛，2017年12月31日已累計2050小時。試飛不僅在茹科夫斯基進行，2014年起還在阿赫圖賓斯克進行。前者主要是飛行性能和結構強度試驗，後者以武器系統試驗為主。理論上要在試飛全部完成之後才能大批入役，不過慣例是在第一階段結束後就開始批量生產，因為第二階段通常不會出現導致推倒重來的設計變動。不過現在看來，第一階段也可能要有所重複，因為採用全規格的「項目30」發動機的T-50-2LL（Letayushchaya Laboratoriya，意為飛行試驗平臺）在2017年12月5日剛首飛，而且只有右發動機換用新發，左發還是AL31深度升級而來的AL41。換發後需要重新測試一些項目。

　　俄羅斯報導，「項目30」將把性能提高17-18%。如果這指推力，那應該是17000公斤加力推力，AL41是14500公斤。重量估計為1450公斤（AL41為1600公斤）。新發還在進氣道採用玻璃纖維導流片，削弱雷達反射特徵。

　　俄羅斯在更新空軍裝備方面是不遺餘力的，但蘇-57的產量，和紅星電視臺對它的吹捧，實在是不成比例……

　　應該指出，在俄羅斯軍費依然拮据的現在，蘇-57的撥款始終是到位的，俄羅斯對於空軍換裝的決心也是很大的，更是肯下本錢的。2009年蘇-35剛剛試飛完畢，第一批就訂購48架，緊接著又追加50架。2018年底前還預計訂購36架蘇-30SM（蘇-30MKI的深度大改）。相比之下，蘇-57的初始「批量」簡直不成批量。飛行性能和結構強度確認後，電子系統是可以在生產中甚至交付後逐步升級的，尤其是在高度數位化的現在。第二階段試飛尚未完成不是推遲全速生產的理由。但蘇-57的準生證來自於真正的代差級的進步，不僅向對於蘇-35，還要相對於世界先進水平。或許來自中國的數據才是動搖俄羅斯投產決心的關鍵，雷達和隱身不足的蘇-57是缺乏生命力的。

　　多難的蘇-57的艱難旅程還在繼續。