落寞的苏-47战斗机,名气曾经媲美F-22,却只生产了一架原型机

原标题:落寞的苏-47战斗机,名气曾经媲美F-22,却只生产了一架原型机

在最近举行的莫斯科航展上,久未露面的苏-47战斗机也进行了展出。相比苏-57等热门装备,苏-47对于年轻人来说无疑是比较陌生的一款战机。然而在十多年前,苏-47也是一款很受关注的战机,吸引了很多人的注意力,甚至有人将它和美国的F-22战斗机作比较。苏-47独特的前掠翼设计,让不少飞行爱好者对它充满期待。然而在T-50诞生之后,苏-47项目就逐渐没了试飞的消息,可能早已停止了研发。这次重新亮相的苏-47战斗机,再次引起了军迷们对于前掠翼飞机的思考。今天就为大家浅析一下苏-47战斗机的研制历程和性能特点

一、苏-47的研制背景

苏-47是一款典型的前掠翼战斗机,它的研制和前掠翼技术有密切关系。前掠翼飞机的最早尝试始于二战时期,但在之后的数十年里,并没有取得较大成果。时间来到1970年代,美国准备研制新型战斗机,提出了ATF计划。在该计划实施的同时,美国开展了多个试验型飞机项目,产生了多种设计方案,其中就包括X-31A、X-29A等。X-31A是常见的鸭式布局,而X-29A采用的是前掠翼设计。

美国格鲁门公司在1980年代初期组装了2架X-29A验证机,第一架于1984年12月首飞。在之后的大约4年时间里,X-29A验证机进行了200多次飞行,在1988年进行了军用性能测试。试飞员对这款飞机的机动性能表示满意,认为它可以和F-16相媲美。但是美国专家始终没有办法解决的前掠翼所产生的高度不稳定空气动力学问题,因此最终只能停止X-29A验证机的研发。

在美国研制X-29A验证机的同时,苏联航空专家也将目光转向了前掠翼飞机。1980年前后,苏联启动了I-90计划,准备研制“90年代的战斗机”。该计划又分为MFI和LFI,苏霍伊、米高扬等设计局都提出了各自的方案。针对MFI计划,苏霍伊设计局没有沿用苏-27的传统设计,而是选择了苏联中央空气流体力学研究院提出的前掠翼这一罕见的结构布局,给出了代号S-22的方案。

在设计过程中,苏联专家也遇到了前掠翼的不稳定性问题。新型复合材料的出现为该问题的解决提供了转机,而此时苏军对飞机的设计需求也进行了调整,于是苏霍伊设计局结束了S-22项目,开始了一个名为S-32的新项目。S-32项目最初的计划是设计成一种舰载战斗机,而苏联前线航空兵在1980年代中期又提出了另一个需求,准备用3年的时间,在S-32方案上研制出一款试验型前线战斗机。

到了1980年代末,苏霍伊全盘接手了S-32项目的设计工作,准备先制造几架静态展示机。然而苏联的解体打破了这一计划,苏霍伊设计局决定以S-32为基础,新设计一款前掠翼飞机,代号为S-37,绰号“金雕”。无论是美国还是苏联,都对前掠翼飞机很感兴趣,原因就在于前掠翼飞机在机动过程中,特别是在低速飞行时,其空气动力学性能有显著提高,平衡阻力更小,有更可靠的操控性和更远的亚音速航程。

值得一提的是,米高扬设计局为MFI计划提出了米格-1.42方案,后来更名为米格-1.44,具备一定隐形能力。米格-1.44前后研制了十多年,仅制造出一架原型机,直到2000年2月才完成第一次试飞。彼时俄罗斯专家认为,米格-1.44只是技术验证机,投入量产的可能性很小。他们都比较看好S-37,认为其性能足以比肩美国的F-22。因此米格-1.44在首飞之后就逐渐停止了研发,人们将注意力都集中在了S-37验证机上。2002年5月,S-37更名为苏-47(Su-47)。

二、苏-47的建造方案

苏-47采用了一种不同寻常的空气动力学设计方案,采用前掠翼结构和高度不稳定的三翼(有三个主要升力面)气动布局,使用了新型材料、涂层和飞行控制系统。在外观设计上,苏-47应用了最新的具有高度静态不稳定性的空气动力学知识、用于大型面板结构的先进制造技术、用于复合翼板的制造技术,搭载了具有推力矢量控制技术的发动机。它的机身主要由铝和钛合金制成,另外还使用了一种全新的智能复合材料,使用比例达13%。

苏-47在制造时采用了一种全新技术,以平面形式制造蒙皮部件,然后在具有复杂构造的双曲率表面上将它们成形,然后进行高精度对接。机身使用长达8米的大尺寸面板,表面具有极高的平滑度,最大限度地减少紧固件,不仅提高了空气动力学性能,还减轻了机身的重量,降低了雷达的视野。苏-47采用弯曲形进气道,机翼上装有两个襟翼,可以在起飞和着陆时为发动机提供额外的进气。

苏-47的机翼90%由复合材料制成,机身横截面接近椭圆形,机鼻前部是扁平状的整流罩,机身后部有两个整流罩,可容纳各种电子设备。苏-47的前掠翼具有高纵横比,前缘根部延伸部分与翼板融合,翼板在前缘装有可偏转的板条,后缘上安装了襟翼和副翼,梯形全平式平尾连接到前缘根部的延伸部分。垂尾顶部和右垂尾前缘设置了电介质面板,内部可安装导航和通信天线。

苏-47的座舱内配备了综合生命支持系统,K-36DM弹射座椅以30°的角度安装,可以减少高过载对飞行员的影响。苏-47仅搭载一名飞行员,通过座椅旁的具有压力感应的控制杆驾驶飞机。苏-47的主起落架只有一个轮子,起飞时可以缩回到发动机进气道侧面的壁龛中,双轮式前起落架可向前收入驾驶舱内。为了减少雷达反射截面积,保持一定的隐形效果,苏-47设置了内置弹舱,在必要时为了增加载弹量,可安装武器外挂架。

三、苏-47的基本性能

苏-47战斗机的长度为22.6米,宽16.7米,高6.4米,机翼面积56平方米,空重16375千克,正常起飞重量25670千克,最大起飞重量35000千克。苏-47的低空最大速度1.12马赫,高空最大速度2.1马赫,实用升限18000米,实用航程3300千米。

在动力方面,苏-47的原型机并没有沿用苏-27的发动机,也没有选用计划中的AL-41F发动机,而是采用了米格-31的发动机。苏-47第一架原型机搭载两台D-30F6型发动机,单台推力15.5吨,全加力推力大约20吨,涵道比为0.57。该发动机由7部分组成,包括五级低压压缩机、十级高压压缩机、环形燃烧室、两级高压涡轮、两级低压涡轮、加力燃烧室、轴对称喷管。按原计划,苏-47在量产时将换装AL-41F推力矢量涡扇发动机。

在航电系统方面,苏-47并没有确定方案,不过据推测它可能会装备和苏-35类似的电子系统,包括四余度电传操纵系统、自动化集成控制系统、导航系统、电子战系统、火控系统等,装有激光陀螺仪、卫星导航仪和数字地图等设备。苏-47的主雷达位于机头整流罩内,可能和苏-35的相控阵雷达一样,拥有电子扫描和机械扫描模式,能够同时跟踪24个目标,并攻击其中的8个目标。苏-47的火控系统可能是一部脉冲多普勒火控雷达,其他设备还有红外激光测距仪、雷达告警接收机等。苏-47在机翼和发动机尾喷口之间还安装了两个后视雷达,座舱内配备了多个彩色显示屏。

在武器系统方面,苏-47装有内置弹舱保形武器挂架,共拥有14个外挂点,其中翼尖2个,翼下6~8个,保形武器挂架6~4个。苏-47可搭载的武器包括R-77主动雷达制导中程空对空导弹、R-73近距格斗空空导弹等,它们均可以填装在内置弹舱中。苏-47的翼下武器外挂点可以挂载多种型号的对地弹药,包括KAB系列激光制导炸弹、对地攻击导弹等。苏-47还可搭载一门GSh-301型30毫米机炮,采用了隐形设计,机炮位于机身内,有一个舱门,射击时才会打开。

四、苏-47的试飞过程

1996年,S-37的首架原型机完成了机身建造,并进行了强度试验。1997年5月,S-37原型机的所有装配工作都已完成。当年7月,S-37的原型机被运到机场,进行了第一次地面滑行。1997年9月25日,S-37的原型机进行了首飞,编号是“S-37-1”,整个试飞进行了大约30分钟。同年10月,S-37原型机又先后进行了多次试飞。

到1998年初,S-37完成了第一阶段的飞行测试。到1999年1月时,S-37的原型机已经进行了19架次的飞行。1999年8月,S-37进行了公开亮相,此时它已经完成了50次飞行。2000年2月,S-37完成了第二阶段的试飞,实现了超音速飞行。2002年5月,S-37改编号为苏-47。

到2002年10月初,苏-47验证机已完成150多次飞行。2002年12月下旬,苏-47验证机又进行了多次试飞,主要是为了研究和验证新技术,包括将用于五代机的一些技术。2003年1月底,苏-47验证机再次进行试飞。在此之后,苏-47还参加了几次航展,上次出现是在2007年。

五、苏-47项目的中断

在苏-47原型机不断测试期间,全球战斗机的发展方向已然发生了变化。1997年9月7日,美国F-22战斗机进行了首飞,时间比苏-47原型机早了半个多月。到了2000年10月24日,美国另一款第五代隐形战机的试验机X-35也完成了首次飞行。此时俄罗斯空军认为,不管是米格-1.44还是苏-47,都已经无法满足俄空军的未来需求,因此提出了PAK FA战斗机计划,代号I-21,意思是“21世纪的战斗机”。俄罗斯空军希望以该计划为基础,研制出全新的先进战斗机。

2002年5月,苏霍伊设计局被选中作为PAK FA战斗机计划的主要承包商之一,而此时苏-47仍在继续试飞中。于是苏-47与I-21项目同时进行,苏霍伊设计局一边改进苏-47,一边研发新型战机。苏霍伊借鉴了苏-47和米格-1.44的设计,提交了T-50战斗机方案。T-50可以看成是苏-47的延续,因为它借鉴了不少苏-47的设计,但是两者之间又存在很大区别。最明显的不同就是苏-47采用前掠翼设计,而T-50使用了常规的翼身融合的升力体设计,在机身布局方面甚至和苏-27有很多相似之处。

与此同时,米格设计局基于米格-1.44提出了米格-1.27方案,和T-50一样采用了翼身融合体结构,同时安装了2个大尺寸内置武器舱,因为俄罗斯空军要求PAK FA战斗机能够携带体型更大的远程空空导弹和对地巡航导弹。2004年苏霍伊的T-50方案击败了米格-1.27方案,成功入选PAK FA战斗机计划。此时苏-47战机仍没有停止研发,从某种意义上来讲,苏-47似乎成了T-50的技术验证机,用于测试新的武器系统和火控系统等。

根据美国F-22等先进战斗机的发展趋势,T-50在设计时更重视隐形能力和超音速巡航能力。苏-47的前掠翼设计虽然在亚音速飞行时具有良好的气动性能,在仰角状态下拥有很强的机动性,但是它的前掠翼设计不利于战机隐身,复合材料做成的机翼在超音速飞行时也很容易出现裂纹甚至断裂。加上俄罗斯空军已经选中T-50作为下一代战斗机,因此苏霍伊设计局也将精力放在了T-50战机上,而苏-47除了参加航展外,逐渐没了试飞的消息,可能早已经中断了研发。

六、苏-47和F-22

尽管俄罗斯航空专家一再表示苏-47和F-22并不是同一类型的飞机,两者并没有比较的可能性,但当时很多网友仍将苏-47看成是可以和F-22相媲美的战斗机。这主要是因为苏-47在很长时间里,都是俄罗斯最先进或者说是最神秘的战斗机。苏-47独特的机身设计和结构布局,让人们很自然的认为它的性能也要遥遥领先于其它俄罗斯战机。特别是在苏-47的性能未披露之前,大家对它的具体情况并不太了解,只知道它是一款和F-22一样的单座双发重型战斗机。

另外从时间上来看,苏-47和F-22的研制过程存在高度重合之处。F-22的原型机YF-22从上世纪八十年代开始设计,而苏-47的前身S-37、S-32等,也是同一时期开始研发的。F-22的首飞时间是1997年9月7日,苏-47原型机的首飞时间是1997年9月25日,这虽然只是巧合而并非有意安排,但会给人造成一定错觉,认为苏-47的性能应该和F-22相当。当苏-47揭开它的神秘面纱,F-22的性能也公之于众的时候,人们才发现,两种战机果然属于不同类型,苏-47的综合性能也无法和F-22相比。

造成这种局面的原因之一是,苏俄对未来战斗机发展趋势的判断出现了偏差。当美国开始研发第一款隐形战机F-117的时候,苏联仍执着于重型及战略型武器的研制,在战机方面,更看重其机动性、空中格斗和远程截击等能力。当美国着手研制F-22时,苏联和俄罗斯仍在对苏-27的后续改进型——苏-35战机进行修修补补,具有一定隐形能力的米格-1.44几乎被完全放弃,采用前掠翼和内置弹舱的苏-47也没有得到重视。当F-22快要完成试飞即将服役之时,俄罗斯才提出PAK FA计划,这才有了T-50隐形战机,然而直到现在,T-50的正式型号苏-57仍没有量产服役。

七、苏-47的未来

纵观苏-47的发展历程可以看出,在苏联尚未解体时,苏-47的前型——S-37的研发还是很受重视的。然而在苏联解体后,很多武器装备项目都放缓了研制进度,有一些甚至被直接取消了。S-37的研发工作同样受到很大影响,原型机迟迟没有制造出来。为了生存下去,苏霍伊设计局先后将苏-27、苏-30等战斗机用于出口,换取了一定的研发资金,这才保证了S-37、苏-35等项目的继续进行。

到上世纪九十年代,俄罗斯空军将重心放在了苏-35战斗机上,S-37只能作为苏霍伊设计局的技术验证项目存在。幸亏苏霍伊设计局始终没有放弃前掠翼飞机的发展,于1997年组装了S-37的第一架原型机,并在同年9月份完成了首飞。在之后的数年时间里,S-37原型机又进行了多次飞行测试,验证了前掠翼技术的可行性,让人对这款飞机充满了期待。

然而随着美国F-22战斗机的公开,人们意识到,高性能的隐形战斗机才是未来战机的发展方向。进入新世纪之后,俄罗斯空军很快提出了新一代战斗机的建造计划,苏霍伊设计局提交的T-50方案顺利入选。在T-50刚刚开始研制时,苏-47仍在继续试飞和改进,但随着T-50项目的不断发展,苏-47已经不可能获得俄罗斯空军的青睐,也没有继续存在的必要,于是在2003年试飞之后,可能已经中断了研发。

之前有报道称,苏-47战斗机项目并没有被完全放弃,而是仍在秘密研制中,但是并没有十分确切的消息传出。在2007年的莫斯科航展上,苏-47很意外的进行了展出。在今年的莫斯科航展上,苏-47的原型机再次出现在人们面前,不禁让人猜测起它的未来,不知道它是否还会继续研制下去。不管未来如何,在前掠翼飞机的发展史上,苏-47都将留下浓重的一笔。返回搜狐,查看更多

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