講武談兵|必殺技還是花拳繡腿:客觀看待戰機過失速機動能力

2021-01-15 澎湃新聞

雖然珠海航展已經結束,但對航展上明星戰機的討論還在持續。殲-10B矢量推力驗證機以其過失速機動飛行表演技驚四座,風頭甚至一時蓋過了二次亮相的殲20隱身戰鬥機。航展「熱鬧勁」過後,或許應該客觀討論一些問題:這些機動動作在實戰中究竟有何意義?到底是格鬥空戰中的必殺絕技,還是只用來在航展中炫技的花拳繡腿?

過失速機動並非矢量推力戰機「專利」

殲-10B「眼鏡蛇」機動

在飛行表演中,殲-10B矢量推力驗證機所展示的過失速機動動作主要包括「榔頭」「大迎角360度滾轉」「落葉飄」「眼鏡蛇」「赫伯斯特」等。不少看過殲-10B矢量推力驗證機的飛行表演後,往往會認為這些動作只有矢量推力戰機才能完成。但是,事實卻是這些所謂的高難度過失速機動動作在沒有矢量推力發動機的常規戰鬥機上也能實現。

「眼鏡蛇」動作自不必說,不僅俄羅斯蘇-27系列和米格-29系列戰機都能完成,包括美國F/A-18、F-16等第三代戰鬥機也可以輕鬆實現。而且,需要說明的是,即便不裝備矢量推力發動機,以殲-10戰機的氣動設計來看,也具備完成「眼鏡蛇」動作的能力。從這一點也說明了,通過出色的氣動設計,再加上飛控軟體以及動力系統的助力,常規戰機也具備很強的失速機動能力。當然,由於矢量推力發動機的幫助,殲-10B矢量推力驗證機在完成「眼鏡蛇」動作的過程中,可以藉助尾噴管產生的直接力與過失速機動結合在一起,實現動作的全程可控性,從而達成超機動能力。

其實,在2014年珠海航展上,俄羅斯蘇-35在拉起大迎角看似做「眼鏡蛇」動作的時候,便利用矢量推力尾噴管產生的直接力,在垂直面內做出了360度轉向圓形機動。可以說,俄羅斯蘇-35的飛行表演才真正詮釋了什麼是過失速機動和超機動。相比之下,殲-10B矢量推力驗證機雖然同樣裝備矢量推力發動機,所完成的機動動作只能說是中規中矩。只是因為在今年珠海航展上沒有俄羅斯蘇-35這樣的同類矢量推力戰機進行比較,人們才會覺得殲-10B矢量推力驗證機如此驚豔。

此外,即便是通常人們所認為的只有矢量推力戰機才能做出來的「落葉飄」機動,沒有裝備矢量推力發動機的F/A-18E/F和F-35也同樣可以完成。就在2017年巴黎航展上,美國F-35A就在世人面前成功完成了「落葉飄」機動。可以說,即便是不裝備矢量推力發動機,F-35A與殲-10B矢量推力驗證機比拼過失速機動,恐怕也不會落下風。

更進一步來講,筆者還親眼目睹過美國空軍F-22A戰機表演的「落葉飄」機動。要知道,F-22A戰機裝備的還只是二元矢量推力發動機,尾噴管只能上下偏轉,而不是類似於殲-10B矢量推力驗證機這樣的全向軸對稱360度偏轉的矢量噴管。但是,F-22A戰機表演的「落葉飄」機動卻更加完美,不僅先進行逆時針水平旋轉兩周,接下來還可以反過來順時針旋轉兩周,並且幾乎不掉高度。殲-10B矢量推力驗證機從理論上講,應該有能力做出類似於俄羅斯蘇-35那樣的垂直面360度轉向圓形機動,最後也沒有出現。

殲-10B飛行表演

過失速機動的實戰意義分析

其實,如果我們跳出航展表演的範疇,從格鬥空戰的實戰意義角度來看過失速機動能力,也會得到一些有益的啟示。

首先,我們需要承認一點的就是,無論是怎樣的機動動作,其目的都在於迅速鎖定和擊落敵機,或者擺脫敵機的追擊,變被動為主動。那麼,從這一點來講,過失速機動只有在一對一的格鬥空戰中才會有一定的實戰意義。因為在這種情況下,我方戰機可以不必考慮敵方僚機或者長機介入到空戰中的可能性,完全憑藉自身在過失速機動能力上的優勢,掌握主動權。當然,如果敵我雙方都是過失速機動能力很強的戰機,那麼要比拼的就是哪一方的飛行員可以更好地發揮出自身的技術實力和水平。

但是,從現代空戰的角度來說,一對一格鬥空戰很難再出現。如果雙方都是大機群對陣,那麼在進行超視距的一輪或者兩輪中遠距攔射空空飛彈的齊射後,要麼是一對多,要麼是多對一。這時,自身損失較大的一方必然會選擇退出戰區,由己方後續機群或者地面/海上防空火力進行支援,不可能再繼續前進、以卵擊石,因此也就不存在格鬥空戰。

唯一有可能發生一對一格鬥空戰的情況,就是雙方第四代隱身戰機之間的偶然遭遇。如果雙方戰機的雷達隱身性能都很出色,那麼就很有可能在目視距離內利用先進的紅外光電探測裝置發現對方。這時,雙方戰機就很容易進入到格鬥空戰中,過失速機動能力更強的一方就會顯示出自身的優勢。

殲-10B矢量推力驗證機以其過失速機動飛行表演技驚四座,風頭甚至一時蓋過了二次亮相的殲20隱身戰鬥機。

此外,目前還有一種觀點認為,過失速機動能力有助於戰機擺脫敵方戰機的鎖定以及雷達制導空空飛彈的攻擊。因為戰機在過失速機動中可以將空速降到很低,比如「落葉飄」,類似於直升機懸停狀態。這樣,採用都卜勒雷達的敵方戰機或者空空飛彈就會將這類空速很小的目標濾掉,形成暫時的「隱身狀態」。但是,在相控陣雷達已經開始普遍在第三代和第四代戰機上裝備使用,甚至一些先進的中遠距空空飛彈也換裝相控陣雷達導引頭的情況下,利用過失速機動擺脫敵方鎖定,基本沒有什麼效果。

最後,我們還需要明確的是,無論是常規機動還是過失速機動,其在根本上還是要遵循能量空戰理論的原則。常規機動基本上是能量的轉換,比如動能(速度)與勢能(高度)之間迅速轉換。過失速機動的特殊性就在於往往沒有動能與勢能的轉換,而是在儘可能短的時間內消耗掉大量的能量,藉以實現機頭的快速調轉以及飛行狀態的調整。所以,想要真正發揮出過失速機動和超機動的實戰潛力,就要求戰機必須具備快速提升能量(加速)和保持動作穩定(氣動翼面配合)的能力。

因此,我們可以看到,目前服役的矢量推力戰機,包括F-22A、蘇-35、蘇-30MKI/SM等,都是雙垂尾常規布局的雙發重型戰機。一方面,這類戰機裝備有2臺大推力渦扇發動機,整機推重比高,可以利用開加力為戰機迅速增加能量,更快地從過失速機動的低能量狀態中改出,減少被敵方戰機攻擊的概率。相反,從殲-10B矢量推力驗證機的表演中可以看到,單發戰機在這一方面確實存在不足。另一方面,這類戰機都為雙垂尾雙平尾的常規布局,垂尾和平尾等氣動翼面與主機翼的襟翼、副翼之間的配合,可以更好地實現飛行穩定。而類似於殲-10B矢量推力驗證機這樣的單垂尾鴨式布局戰機,在實現過失速機動方面確實難度更大。

殲-10B矢量推力驗證機在珠海航展上的首秀確實振奮人心,不過在筆者看來這只是萬裡長徵第一步。從目前的發展狀態來看,我國矢量推力技術已經進入到實機試飛的技術驗證階段,實現了歷史性的突破,但是距離真正能夠服役的實用化還有距離。此外,殲-10B矢量推力驗證機的尾噴管設計實際表現如何,最終的定型服役型號是否會採用這一設計,也有待繼續觀察。

(「講武談兵」是由現代兵器雜誌社資深編輯黃國志為澎湃防務開設的個人專欄,以客觀嚴謹的態度,輔以活潑精煉的語言,力圖「破除防務迷霧」,為讀者更好地認識我國與國外在裝備技術上的差距提供參考和借鑑。每周一或二傾情奉獻。)

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