曾震撼全球的星战武器号称F22克星,致命缺陷却如二战零式战机

原标题:曾震撼全球的星战武器号称F22克星,致命缺陷却如二战零式战机

当今世界,任何一个具备相当实力的军事强国都会在适当场合展现自己的王牌武器。说起今天的五代机,世人都会将目光倾注在中美两国的几种典型战机身上,常年来心高气傲的俄罗斯自然不甘寂寞,2019年莫斯科航展开幕之际,一架黑色涂装外观十分科幻的战机,这架战机正是本世纪初曾震撼世界的苏47金雕试验机。

历经近20年的沧桑曲折,苏47试验机最终只能以地面展品形式出现

说起苏47战机,就要追溯到1996年一次偶然事件。这一年三月俄军事期刊《空军舰队通报》公布了一张特殊的照片,照片上展示了一架结构特殊的前掠翼神秘飞机。有人猜测,这是俄罗斯以不经意泄密方式,变相震慑美国和北约。几年后,人们才知道这是苏联在冷战后期专门针对美军F22战机而设计的苏47金雕战斗机。非但如此,苏联空军还曾打算和本国海军联手在该机基础上改进一款舰载版苏47,专门用于苏联首艘航母乌里扬诺夫斯克号。然而天不遂人愿,随着苏联解体后的动荡时代到来,乌里扬诺夫斯克号航母胎死腹中,苏47舰载化之路也永远终结了,但这款战机的开发却并未终结。特别值得一提的是,当时的中国大量军事爱好者看到苏47这种外观犹如星战科幻影片中的战机时立刻展开遐想,认为该机可以利用特殊布局带来的高性能成为F22的克星,甚至一些人开始论证中国引进该机的可能性。

纳粹德军的JU287是世界第一种前掠翼结构军用机

苏47最大的特点就在于前掠翼结构,纵观世界军用机发展史,采用该布局的类型可谓凤毛麟角。1934年苏联设计师维克多设计了PB2滑翔机,并以此为基础研发了DBLC前掠翼轰炸机,1947年,苏联设计师塞宾甚至还开发了前掠翼火箭验证机,但苏联的试验机从未获得过严格测试。真正将前掠翼设计用于军用机的还要是纳粹德国二战后期研发的JU287喷气轰炸机,然而在1944年秋的一次俯冲试飞中,其原型机因机翼强度接近临界点而宣告试飞失败,最终战后该机被苏军缴获,使苏联进一步积累了前掠翼布局的技术经验。此外,美国在此领域也有相当的积累,上世纪80年代初,美国研发了X29型前掠翼验证机,并在此后进行了为期8年的测试飞行,但最终被证明无实用价值且无法用于战斗飞行。

美国曾耗时8年最终验证X29这样的前掠翼试验机实用价值有限

苏47设计之初,其母公司苏霍伊一度被米格设计局的米格1.44压制,最终苏霍伊只得另辟蹊径,采用中央空气流体力学研究院提出的前掠翼设计。理论上,这种设计具有在大仰角时可以让机翼尖的气流流向翼根,在翼根失速时机翼尖的副翼依旧能保持控制,而前掠翼气动发散问题则可以利用复合材料结构机翼解决。根据计算,苏47的转弯角速度可以提高14%,作战半径可以提高35%,起飞着陆距离可以缩短50%!不难看出,如果该机实现其纸面性能,那么至少作为一种高性能舰载战斗机,其前掠翼布局会彻底吻合要求。此外,该机和米格1.44一样,采用等离子隐身技术,而非美国五代机和中国歼20那样通过气动外形角度优化和隐形涂料实现雷达隐身。

当年日本零式战机为机动性剑走偏锋,和苏47的设计十分类似

衡量一个国家军用航空技术水平,绝不能只看其某种战机纸面或某些方面的实际性能。二战中日本零式战斗机虽凭借性能优势逞凶一时,但当时日本和欧美发达航空国家的差距不容忽视,所以配备大功率发动机的美军新型战机服役后,零式的技术缺陷开始暴露无遗,最终被彻底击败。苏47同样存在严重的技术隐患,其根源就在于其前掠翼设计,这种设计最大问题就是结构发散,在气动载荷作用下,高速大机动时翼尖相对翼根产生的扭转变形,使翼尖的局部迎角增大,迎角增大又引起气动载荷的进一步增加。这种恶性循环的发展将使机翼产生结构破坏,最后解体。用加强结构、增加刚度的办法来解决气动弹性问题,在重量上付出的代价是难以接受的。虽然苏霍伊要求其具备高强度且轻质的复合材料,但苏联的材料开发技术远比美国逊色,这就导致苏霍伊的设计要求出现严重矛盾之处。

F22绝非只是超视距战力强悍,超音速机动性也无入可比

非但如此,前掠翼设计还导致隐形能力严重降低,其前掠翼结构就带来了一个角度反射器,必然会产生十分强烈的雷达回波。同时,前掠翼结构带来的问题就是十分不利于战机的最大速度和超音速巡航,在测试中该机的最大速度仅为1.6马赫,距离要求的2马赫相差甚远,而且即使是试飞速度也只是短期瞬间冲刺速度,和F22那样至少以1.7马赫速度巡航半小时以上的水平相差巨大。更主要的是,该机一旦超过音速,其持续机动就开始严重受制于前掠翼带来的负作用,当年日军为弥补发动机性能差距不惜强令零式战机进行彻底减重,导致零式不但没有防弹能力且一旦进入俯冲时很容易解体。所以从高速机动时容易诱发解体这一点来看,苏47倒是和零式殊途同归。而等离子隐身则早已经研究被证明是一把弊大于利的双刃剑,因为这同样会对己方机载雷达带来巨大干扰,而考虑美军机电火控的全方位技术优势,结合F22在叙利亚经常故意在雷达关机状态下突破俄军战区防空系统的情况看,俄式等离子隐身只怕会陷入杀敌80,自损100的尴尬境地。

5G过载时,F22和F15C的飞行包线对比

不难相见,苏47和F22的机电智能设备以及隐形能力差距使双方的超视距战力差距到了十分悬殊的地步。那么如果双方真的爆发近距离格斗对决呢?德军台风战机飞行员和F22进行模拟空战后表示如果超音速格斗中自己几乎毫无机会。F22的机动性是在传统布局基础上实现的,其机翼三角和矩形结合设计可以让整体设计得到均衡的发展。多边形结构具有更好的空气直线性导流特质,矩形主翼和尾翼能更好的控制空气的直线流动,从而使飞机达到更好的超机动性能。这种三角翼为主题,以矩形为设计主题的黄金切割法,让主翼无论从结构强度隐形设计和大平行多边矩形尾翼的契合程度达到更完美的境界。F22的矩形后掠主三角结构兼顾了气流垂直导流的特性,在高机动性时有更稳定的气流导流控制性能外,还有更好的超音速稳定性。加上三角翼的大后掠特性,有更低的超音速阻力,矩形三角翼几乎最大的翼体连接,提供最高强度的机体抗疲劳能力,能更好的完成超机动。此外,F22顶级机动性还来源于翼体融合化还带来若干好处,例如形成稳定气流有助其超音速机动,矩形后掠主三角结构也加速了这一点。

由于担心高强度机动时解体,所以苏47的机动性受到很大制约

由于高强度轻质复合材料的开发失败,最终苏47的重量出现了严重超标,其标准空重超过了24吨,不少部件几乎还是以类似不锈钢的材料制成。其使用的发动机是两台D30F6,这也是被米格31改型使用的型号,推重比6左右,自重达到2吨。反观大量使用钛合金结构的F22,其空重仅为19.7吨,如果优化处理并以俄式标准计算则可能还要轻得多,该机配备的两台F119-PW-100发动机具备11.7的强悍推重比和156KN的推力,而且自重仅1.3吨,再加上TVC矢量喷管的作用,所以同样回旋180度时苏47需要半分钟时F22仅需15秒左右!所以即使双方进入近距离格斗,那么苏47也将完全陷入彻底的被动挨打局面。二战后期零式战斗机在美军F6F,P51等新锐战斗机面前几乎沦为被猎杀的火鸡,以至于日军开发新型战斗机时也不得不摒弃了零式那种投机取巧的设计,转而注重发动机功率。而苏47之后,俄罗斯在开发苏57时在设计上也再度回到正轨,放弃了苏47那种不实用的布局。返回搜狐,查看更多

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