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猛禽斯基-简评俄罗斯PAK FA战斗机  

2010-01-30 23:04:23|  分类: 海外观察 |  标签: |举报 |字号 订阅

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仰视看,PAK FA就是个猛禽斯基

1月29日,俄罗斯第五代战斗机PAF-FA/T-50,首次试飞成功,这是俄罗斯航空工业在新世纪取得最重大的突破,也让俄罗斯成为美国之后第二个能够研制第四代战斗机的国家。

从俄罗斯的报道来看,试飞应该是T-50的原型机,配备的应该是117S涡扇发动机(也就是所谓的4++代发动机),也没有雷达和航电系统,这也是国际通用的做法,即先用成熟发动机来验证飞机的气动和操纵性能,待飞机成熟后再装备新的发动机及航电和武器系统,用于飞机全状态试飞。

曾经的四代机-MFI

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仰视的F-22,注意与题图的对比,F-22的优势在于其较好的兼顾了隐身、机动和航程

实际上,前苏联研制第四代战斗机(前苏联称之为第五代战斗机)实际上很早,早在1979年前苏联就启动了I-90计划(90年代战斗机),前苏联空军对于第五代战斗机的性能要求重点排序分别是;超音速巡航;机动性能和隐身,为此俄罗斯中央航空动力流体研究院-TSAGI提出鸭式布局的概念性方案,即利用鸭式布局的大升力加上自适应机翼来确保未来战斗机拥有较好的超/亚音性能和大迎角机动性能,特别是要求能够在90度或者更大的迎角保持飞行的稳定和可操纵性。1985年米高扬战胜苏霍伊设计局,获得第五代战斗机的研制任务, 1988年-1988米高杨设计局根据TSAGI的方案进行了细化设计,这就是MFI-I.42,同年前苏联空军批准新型歼击机的技术、战术指标,1989年米高扬发出全套生产图纸,但是前苏联的解体,以及俄罗斯经济的严重滑坡,影响了计划的实施,以1994年才完成2架原型机的制造,并在当年 的12月完成了地面滑跑试验,但是到了1995年由于俄罗斯经济形势的进一步恶化,新型战斗机的研制陷入停滞不前的境地,同样受到延迟的还有配套的AL-41发动机,根据原计划AL-41的单台加力推力高达196千牛,到90年代该发动机的原型机已经在图-16改装的空中飞行实验室进行了基本科目的飞行测试,同时还在米格-25PD改装的飞行平台上进行超音速条件下的测试,尽管米高扬设计局设法争取到部分经费,并在1998年向国家高层进行展示以争取经费,但是最终MFI在2000年进行两次试飞成功,方案被俄罗斯空军放弃.期间米高扬曾经要把MFI在MAKS-97上展出以吸引国外资金联合研制,但被军方阻止,另外海外媒体曾经报道过,时任中央军委副主席的刘华清上将在访问俄罗斯的时候,俄方曾经向其展示过MFI,但从我国空军和航空工业对MFI试飞的评价来看,似乎对该机有一种见面不如闻名的感觉,实际上在较长时期内我国依然把F-22视为”唯一”的四代战斗机.

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米格 I 42 MFI可以视为隐身向机动妥协的产物

PAF-FA登场

MFI的放弃,让俄罗斯空军及航空工业与美国甚至欧洲的差距被迅速拉大,特别是进入新世纪美国的F-22、F-35和欧洲的EF-2000、RAFLE等战斗机陆续成熟,投入实用,特别是F-35将很快的装备北约盟国,让俄罗斯面临直接的隐形战斗机挑战,在,而俄罗斯空军的主力装备仍旧是第三代战斗机苏-27,以该机的飞行性能及航电、武器系统,应付EF-2000等战斗机尚且勉强,更别说隐身能力好的F-22和F-35战斗机了。为此俄罗斯在本世纪初重新对未来前线歼击机-PAF FA次获胜的是苏霍伊设计局,加上苏-27系列在出口市场的收获,从而确定新世纪苏霍伊设计局在俄罗斯航空工业中的龙头地位。

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F-35即将大量装备欧洲国家,让俄罗斯面临隐形战斗机的直接挑战

尽管俄罗斯经济在本世纪初有所起色,但是研制第四代战斗机需要的经费在百亿美元左右,这已经超出俄罗斯自身的经济承受能力,实际上连美国感觉新型战斗机研制费用过高,从而在JSF项目引入研制伙伴,后者投入的研制费用超过了40亿美元,2006左右传出俄罗斯希望与我国联合研制第五代战斗机的消息,但是我国并没有加入PAF FA项目,主要原因可能是从2002年苏霍伊获胜来推测,到2006年苏局应该已经完成大部分研制工作,邀请我国参加无非想分担研制费用而已,这种纯粹出钱的角色显然我国不愿意担任的,2007年俄罗斯最终与印度达成联合研制第五代战斗机协议,这个时候估计PAF FA已经是冻结状态,开始加工零件了,实际上印度本身也没有多少技术实力参与这个项目的研制当中,从目前看印度仅担负了一些机载设备的研制工作,至于分享技术,笔者非常坦率的说一句;即使俄罗斯愿意转让技术,印度能不能消化都是问题。

2008年俄罗斯空军宣布将在2009年进行PAK FA的首次试飞,2015年投放生产,2009年俄罗斯完成了3架PAF FA战斗机的制造,并在年底进行了地面滑距试验,并于今年1月29日进行了首次试飞。

猛禽斯基

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俯视图的PAK FA,似乎可以看出其机翼前缘后掠角大于F-22

从飞机的仰、俯视图来看,PAF FA非常象F-22“猛禽”战斗机,因此叫猛禽斯基颇为适合,但从机头和机尾来看还可以隐约看到苏-27的影子,因此似乎可以把该机视为创新与继承并存的一种战斗机,这也符合俄罗斯目前经济技术实力的选择。

从布局上看,PAF FA放弃了MFI的鸭式布局,而改为常规边条翼布局,这样的改变似乎可以看出俄罗斯空军在新的战斗机计划中将隐身放在了比较重要的位置,否则的话不会把原来的设计全面推翻,特别是PAF FA采用了与F-22同样的菱形翼,这是因为就目前的技术水平而言,菱形翼是平衡隐身、机动、航程等方面要求的较好的方案,所以F-23、F-35采用的都是菱形翼,这次PAF FA也采用同样的机翼,表明这个方案在隐身和机动方面的优势得到了东西方的认可。另外PFA FA的机翼和尾翼前、后缘平行,使雷达反射信号只向几乎垂直与侧面的方向反射,避开了正前方和正后方;两个垂直尾翼向外倾斜,避免侧向发生镜面反射,另外其似乎也采用了S形进气道和机身弹舱,这些都降低了整机的雷达反射面积,但是从飞机的尾部来看几乎和苏-27一样,几乎没有经过什么隐身处理,显示其并没有追求太高程度的隐身能力,特别是其保留了苏-27系列的尾锥设计,让该机从后部看起来几乎和苏-27一模一样,这样做可能是因为战斗机要在机身设弹舱,导致飞机的横截面增大,从而增加了飞机的阻力,采用尾锥可以按面积律来平滑机身,降低飞机的阻力。

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PAF FA的机尾仍旧保留了大尾锥,主要是为了减阻

从飞机整体布局来看,PAF FA的机身扁平,显然延续了苏-27的升力体设计,加上机翼面积较大,翼荷较低,因此具备较大的升力系数,另外其机翼前缘后掠角似乎大于F-22,这样显示PAF FA似乎更重视高速飞行,更注重超音速拦截能力,从这一点来说PAK FA似乎更象YF-23,另外另外其进气道的位置与苏-27相近,这有助于改善战机的大迎角性能,还有就是其采用了苏-37/-30MKI系列的轴对称推力矢量喷口-TVC,但是取消了这两者的鸭翼,也就是放弃了90年代俄罗斯战斗机典型的三翼面布局,从技术上讲TVC提供战机气动控制面外的一种控制方式,可以提高飞机低速、高攻角范围的机动性能,与气动控制面相配合可以增加飞机的迎角和机头指向能力,因此从整体上说,PAF FA放弃鸭翼除了隐身方面的考虑外,另外一个原因可能就是俄罗斯在气动、飞控等方面的进步,能够在常规布局整合进TVC,进行飞控系统控制律的优化,从而得到较好的机动性能,从而避免了采用过多的控制面而造成飞机重量和复杂程度的上升,从而增加飞机的成本,另外也增加了飞控系统编写的难度,特别是各操纵面的偏转控制与协调的问题。

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这个角度来看PAK FA也有点象YF-23,显示该机似乎更重视超音速拦截能力

与外形布局的进步相比,PAF FA的发动机则更趋于传统,根据俄罗斯媒体的报道,其早期可能还会采用目前苏-35BM配备的117S发动机来做为动力,117S可以看做用原来AL-41技术改选的AL-31F,从目前的指标来看其中间推力是88千牛,最大加力推力在145千牛级,都低于美国的F119涡扇发动机,后者的指标分别是98千牛和155千牛,考虑到117S的重量可能也高于F119,因此PAF FA在推重比方面可能比F-22要差,因此在机动性方面比F-22要低。总体上看似乎PAF FA延续了苏-27的设计思想,即通过加大升力来弥补发动机方面的不足,这反映了俄罗斯在航空技术方面比美国的不足。按照俄罗斯方面的说法真正配备PAK FA应该是编号为129的涡扇发动机,其性能与F119相近,但该发动机还在研制之中。

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PAK FA现阶段仍旧采用117S发动机,性能低于F-22配备的F119

从MFI到PAK FA

从MFI到PAF FA,俄罗斯第四代战斗机的设计有了全面的变化,前面说过MFI的性能要求重点是;超音速巡航;机动;隐身,从设计上看实际上隐身向前两者做了妥协,尽管MFI采用了S形进气道、机身弹舱、隐形涂料、加大复合材料比例等一系列技术,但是其隐身能力估计比F-22还是有较大的差距,实际上该机似乎只是一种准隐身的战斗机,而从PAF FA来看,其性能要求可能把隐身放在一个突出的重点来考虑,否则的话也不会把MFI全面推倒重来。

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MFI 需要在完善的空情信息支援下才能对抗F-22

笔者认为这实际上反映了前苏联/俄罗斯国家战略发生重大变化的结果,在前苏联时代前苏联空军主要负责争夺中欧战场的制空权,以支持地面部队迅速攻击西欧,由于前苏联在此地建立了完善的防空雷达网及指挥控制体系,可以较为全面的实现对空中目标的全面探测,这样通过多基地雷达的联网就可以在F-22雷达反射面较大的区域探测到该机,从而引导MFI从这个区域发动攻击,良好的机动性能保持双方在进入格斗后能够保证较高的胜算,从本质上来讲,其仍旧体现了前苏联传统的截击-空战战术,就如同苏-27,由于航空电子系统无法处理那么多的目标信息,就把目标信息交给外部指挥控制系统处理,然后由其对苏-27进行目标分配和指示,随着前苏联的解体,由于俄罗斯经济不振,前苏联原有的防空雷达网已经支离破碎,即使是国土防空作战,恐怕也难以组织起较为有效的空情信息保障,相反观美国及北约,空中预警与指挥体系日益强大,在这种情况下,别说面对F-22、F-35,甚至面对EF-2000,恐怕MFI都没有多大胜算,这也许是俄罗斯要把MIF推倒重来的主要原因,从PAK FA来其对隐身性能的重视首先确保战机在北约严密的空中战区指挥与控制体系的生存问题,就其机动性能来说基本可以与F-35、EF-2000和RAFALE这些飞机相抗衡,但就总体来说,并没有象F-22那样实现隐身、机动性能的兼顾,从其比较重视,这也可以看出俄罗斯的国防战略已经立足于与邻国打一场局部战争,而不是象以前那样的美苏全面对抗,毕竟俄罗斯现在的经济技术实力不但比不上美国比前苏联也有很大的差距。

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PAK FA机身较为扁平,属于升力体的设计

同样受限于俄罗斯目前的经济技术实力,未来PAF FA与现有的飞机将不会有大的变化,尽管俄罗斯媒体说这只是第五代战斗机的原型机,但实用型估计与该机应该大同小异,顶多一些细节处理可能要更合理一些,如机头的IRST,但全面改动的可能性不大,甚至象T-10到T-10S那样的大改可能性都不大,

结语

从MFI到PAK FA可以看出不论前苏联还是俄罗斯都未实现隐身、机动等方面的兼顾,这实际上反映两者与美国在经济技术实力的差距,也再次证明强大的综合国力是一个国家军事实力全面、持续发展的根本保证。

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PAK FA是俄罗斯航空工业乃至俄罗斯在新世纪的希望

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