都是升力體設計,為何蘇27獲巨大成功,而蘇57卻慘遭失敗?

2021-02-21 講武堂

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眾所周知,美國F15戰鬥機是世界三代機的王牌,體重輕,設備強,推力大,加速性和機動性好,空戰無一失手,俄羅斯的蘇27戰鬥機就是為了對抗F15而設計的,蘇霍伊設計局直接稱為反F15.

F15戰鬥機是美國空軍的王牌三代機,空戰無一失手

在設備重量4倍和內油空間多一倍的前提下做到了加速性機動性基本同一水平,而且內油航程幾乎多一倍,掛點多達12個而且掛點之間距離比較遠,不利的氣動幹擾比較小,阻力比較低,便於過載多種多樣的重型武器,從這個角度上來說蘇27設計比F15優秀很多。

F15從1969年公開後,俄羅斯人就想辦法跟蹤,最簡單直接的思路就是按照F15飛機的外表山寨一個,不過裝俄羅斯國產的設備和發動機,米高揚設計局和蘇霍伊設計局都是如此,經過計算,由於材料設備極度落後,發動機油耗高,重量大,推力小,俄羅斯人的同樣的航電設備是美國的5倍以上重量,俄羅斯版本的F15斯基,即使加上邊條和前緣襟翼增強機動性,性能很可能就是美國上一代F4戰鬥機好一點而已,爬升慢,加速慢,機動性差,掛點少,航程短,唯一好處是便宜點,體重輕一點點,但是對F15毫無優勢,此路不通。

蘇27戰鬥機材料設備和發動機比美國差,但是氣動和飛控比F15完善先進,大大彌補了超重的缺陷

為了對抗F15,俄羅斯人就想到自己從T-4轟炸機和圖144飛機開始的升力體設計,這種設計主要是不僅僅將飛機機翼作為唯一的升力來源,而是也將飛機機身改造位升力來源之一,傳統的飛機機身對全機的升力貢獻基本就是幾個點,幾乎可以忽略不計,而升力體飛機機身經過特殊設計,可以提供全機的30%左右的升力,簡而言之就是,使用升力體設計的飛機,和常規設計飛機相比較,可以在重量大30%的情況下,飛行性能基本持平,實際上這個結論也在蘇27戰鬥機的推出後得到了驗證,空重相差幾乎也是30%。

蘇27飛機設計使用升力體布局,超高的升阻比特性克服了垃圾的航空電子設備負擔,尤其是980公斤的糟糕N001雷達,得到了全世界的讚賞和客戶的青睞,蘇27飛機和其改型全世界銷售旺盛紅火,給了F15一個迎頭痛擊,沒人小看蘇27,實際上蘇霍伊設計局苦心孤詣的設計給蘇27戰鬥機帶來了一個獨特的好處,這就是遠程空中優勢戰鬥機和遠程攻擊機合二為一的優勢,稍微結構航電小小改動就可以實現金牌殺手二合一,這就是後來的蘇30戰鬥轟炸機和蘇35對空對地多用途戰鬥機。

到了90年代,美國ATF計劃展開,YF22和YF23競爭,這是自F117攻擊機之後美國戰術飛機第二次衝擊隱身科技的大門,和F117一樣,大獲成功,由於性能更均衡,風險更低YF22勝出,隨後的10多年,F22在隱身,超音速巡航,高機動,綜合航電上得到了無與倫比的成功,在亞音速格鬥和超音速機動取得了相對於三代機前所未有的優勢,就機動性而言,任何一款三代機都遠遠不是對手,也是歷史上絕無僅有的單方面絕對優勢。

由於蘇27戰鬥機的成功,美國三代機優勢蕩然無存,美國人立馬推出F22來破局,輕鬆掃平一切三代機

由於歷史的慣性和政治上的天然敵對,蘇聯解體後的俄羅斯照樣沿襲了對抗美國空軍主力戰鬥機的傳統,由於米高揚設計局在三代機米格29上的銷售情況不理想,設計局基本缺乏財力對於新的隱身戰鬥機進行開發,俄羅斯政府挑選了蘇霍伊設計局進行隱身戰鬥機的開發。

由於經濟條件的嚴重限制,和蘇聯解體帶來的工業基礎大面積崩潰,俄羅斯的戰鬥機研發能力受到了極大的消弱,按照蘇霍伊設計局內部的消息,他們提出了十幾款隱身戰鬥機方案,很多方案和F22類似,突出隱身和超音速巡航,最終蘇霍伊設計局選擇了一種匪夷所思的設計,這就是蘇57.

蘇57戰鬥,設計上很怪異,機翼像F22,機身像蘇27,同樣具備了大航程的升力體特性

這個飛機一出現,就得到了很多負面的評價比如:機頭拍扁的蘇27,乳溝填平一半的蘇27,F22的猴子版本。

實際上,蘇霍伊設計局的設計能力在蘇27上得到了完全的展示,設計水平和美國頂級設計師不相上下,假如蘇27也用美國的設備發動機材料的話,蘇27完全可以碾壓F15.

俄羅斯人選擇F22戰鬥機類似的設計的話,難度在於隱身需要太多的投入,實驗室,材料,設計軟體,而且採用了F22類似的S型進氣口之後,發動機進氣會讓推力受到損失,加上發動機二元矢量推力,飛機增重會達到史無前例的地步,蘇27戰鬥機改二元推力矢量飛行試驗的結果是飛機增重太多,發動機推力下降嚴重,飛機性能大幅度下滑。

誰都知道F22的S進氣道和推力矢量技術好,俄羅斯人的實驗表明,代價太大,承受不起,臣妾做不到啊

而且,F22這個布局的問題也和F15類似,亞音速升阻比不高,航程不突出,俗稱短腿,而俄羅斯人對戰鬥機的需求,其中一個核心要求就是必須有大航程,才能減少飛機數量,降低費用。

俄羅斯人走投無路之下採用了蘇57這種布局,進氣道幾乎沿用蘇27直通進氣口斜板外壓的設計,發動機進氣口風扇直接露出來,就進氣口做了傾斜修形,這種設計具有最高的進氣效率和高速性能,而且設計製造簡單,做的改進幾乎就是將發動機乳溝往下填平半米左右做彈倉,保留原有的蘇27升力體骨架,這麼設計可以繼續沿用蘇霍伊設計局在蘇27戰鬥機上的經驗,飛機有最高的升阻比。

按照蘇27的升力體路線來換個類似F22的大機翼,蘇57照樣有大航程和超巡,但是隱身廢了

由於飛機需要進行超音速巡航,蘇57這種彈倉設計就是一個很麻煩的問題,蘇57彈倉被2個發動機吊艙緊緊左右夾住,飛彈投射會存在很多氣動幹擾問題,尤其是超音速投射,而且蘇27腹部掛載一般就前後串列2個空空飛彈,而蘇57飛機,前後彈倉內都有更多數量的飛彈,保守估計最少2個,最多3個,每個飛彈投射的時候,距離發動機吊艙的安全距離都比蘇27小很多,這會帶來很大的麻煩,估計這也是蘇57一直不打開彈倉展示的原因之一,而且由於彈倉深度比較小,也不能布置大行程的投彈掛架。

而且,蘇57彈倉寬度很小,深度不大,掛載不了大型彈藥,兩側不開敞,被發動機吊艙包圍得很緊迫,而美國的F22和我國的殲20戰鬥機,都採用類似的中機身腹部並列大型彈倉設計,2個彈倉總寬度2m左右,安置6枚飛彈或者4枚大型飛彈都比較容易。

發動機尾噴口和蘇27飛機類似,採用普通的圓形噴管,帶推力矢量,在航展上做飛行表演,無限制迎角低速飛行,很多匪夷所思的花樣,當然,僅僅是耍猴罷了。

帶推力矢量的蘇57戰鬥機,表演很靚麗,但是飛的再好,一槍撂倒,隱身不好,一切白搞

蘇57戰鬥機上所有的失誤,實際上有一個更深刻的原因,這就是:沒錢了。

蘇聯時代資源無數人員無數,隨便砸錢做實驗的時代一去不返了,到了蘇聯解體開始持續多年俄羅斯經濟崩潰,各個軍工聯合體基本靠外銷自救,俄羅斯政府實在拿不出那麼多錢來對隱身戰鬥機需要的一切材料設備發動機進行攻關,不砸足夠的錢做海量的實驗,設計師完全不知道方案的優劣和參數的選擇,現在我們看到的蘇57,幾乎就是一個帶彈倉的三代機加強版,俄羅斯人想要再次雄起,埋頭20年學中國人賺錢吧。

在四代機根本的隱身性能上徹底失敗,不是任何別的花樣可以彌補的。

蘇27採用升力體設計,成就了一番美名,蘇57戰鬥機繼續採用升力體設計,直接撲街,一次出類拔萃的成功,不是下次成功的必要條件和基石,搞得不好,往往是絆腳石。

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