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【苏霍伊冲击波】苏霍伊

发布时间:2019-02-12 04:09:41 影响了:

  2010年1月29日,俄罗斯“未来前线战斗机系统”(PAK-FA)项目的首架T-50原型机成功首飞,标志着俄罗斯第五代战斗机计划取得了重大进展,俄罗斯也因此成为了继美国之后第二个进入“五代机俱乐部”的国家。%50成功首飞的消息迅速传遍了世界,虽然现在苏霍伊公司几乎没有公开任何关于T-50的具体消息,但关于其性能如何的激烈争辩已经出现在了世界范围内的各种媒体上。长期以来一直关注亚太地区空中军事力量发展的“澳大利亚空中力量”(APA)网站在T-50首飞不到三周后就对此进行了报道,刊发了著名防务分析人士卡罗・库珀(Carlo Kopp)博士和飞行技术专家彼得・古恩(Peter Goon)先生的长篇分析文章。文章以当时所能接触到的材料对T-50进行了详细的解读,并从西方学者的角度谈到了他们对未来T-50可能对西方产生的影响的看法,文章刊发后引起了广泛关注。本刊通过与作者取得联系,征得了两位作者的转载许可,现将全文编译如下。希望读者从专家的详尽分析中获得有用信息,并借此了解部分西方学者对俄罗斯第五代战斗机的看法。
  
  发展简介
  
  关于俄罗斯第五代战斗机的具体发展与演变过程,我们很难从公开渠道得到相应的信息,因为这个工程自其启动之日起便处于高度的保密状态。我们所能知道的大部分都是俄罗斯方面有意或“附带”透露的一些信息。还有,如今我们从印度方面也可以获得一些相关信息,因为印度参与了该项目,并承担了这项工程发展25%的份额。
  要对俄罗斯的第五代战斗机有一个透彻的了解,我们首先要对苏/俄的战斗机设计特点和早期的苏霍伊验证机进行梳理。从中我们发现许多设计在投入使用之前都是经过审慎思考的,这是一个渐进的过程,前后持续了20多年的时间。当苏联在80年代初开始部署苏-27S“侧卫”B战斗机的肘候,研发新战机替代它的计划也随之启动。其直接产物就是日后我们所熟知的米格1.44多用途战斗机,它出现于上世纪90年代,采用类似于欧洲三种鸭翼战斗机的气动设计,但要来得大些,以适应未来将使用的AL-41F超音速巡航发动机。米格1.44的设计思路主要倾向于超音速巡航和具备高度的敏捷性,但并未在降低雷达信号特征上下太大功夫,这使得其在本质上无法与上世纪90年代初美国空军的“先进战术飞机”(YF-22和YF-23验证机)相匹敌。米格1.44在隐身性能上的缺失注定了它前途惨淡。相比于同期苏霍伊公司在出口市场的巨大成功,米格公司事实上已经处于倒闭的边缘,最终米格1.44也沦为一个验证机项目。AL-41F超音速巡航发动机是米格1.44项目重要的配套产物,它类似于美国普・惠公司已经应用在F-22A上的F119系列发动机。AL-41F的高温核心部件以117S系列发动机为基础,117S也是一型具备超音速巡航能力的发动机,目前已经配备在了苏-35S战斗机和T-50验证机上。
  迅速崛起的苏霍伊公司在同期发展了独特的S-32/S-37前掠翼验证机,设计人员试图在它身上实现超音速巡航和超级机动能力。值得注意的是,大型前缘边条翼出现在了S-32/S-37验证机的四分之一圆进气道上方。和米格1.44一样,S-32/S-37的隐身能力依然有限,它的主要目的是验证基本技术和设计规则。
  苏霍伊公司的苏-37“超级侧卫”是与前两者同期且较为成功的一款验证机。它衍生自苏-27M/苏-35“侧卫”E战斗机。苏-37试图将T-10“侧卫”的设计发挥到极至,尤其是在航电系统和操纵性能上。苏-37首次引入了轴对称的三维推力矢量喷嘴。早期它只能使用人工操纵,不过随着后期俄罗斯将首款四余度数字飞控系统引入到苏-37,矢量喷嘴也与数字飞控系统进行了整合。苏-37还采用了先进的数字核心航电处理技术、玻璃化座舱、力敏操纵杆、复合材料、N-011M“雪豹”混合电子扫描阵列火控雷达、电子扫描的尾部告警雷达等一系列“新技术”。通过逐步的发展改进,飞机的动力设计不断优化,数字飞控系统和三维推力矢量发动机的引入,结合出色的机体设计,使得“侧卫”战机的设计已经可以被纳入到具备“极度敏捷性”(可以将其定义为出色的机动性能与良好的操纵性间最佳的平衡点)的范畴内。苏一37验证机将T-10验证机基础设计的可行性扩展了近20年的时间,并将一些新的技术应用到了后续的苏-30MKI/MKM“侧卫”H,以及2008年下半年出现的苏-35S等战机上,苏-35S现在已经被贴上了“4++战斗机”的标签。同时,不可忽略的是苏-37的出现也为日后研发替代“侧卫”系列战机的第五代战斗机累积了经验。
  俄罗斯的第五代战斗机作为一项面向21世纪的工程,俄罗斯国防部于2000~2001年间将其作为招标项目正式提出。根据俄罗斯的消息,苏霍伊、米格以及雅科夫列夫等三个单位都被邀请参加投标。根据最初的设想,俄罗斯是想发展一款比米格-29大,但比苏-27小,具备隐身能力、极度敏捷性、超音速巡航、较出色的短距起降能力以及比苏-27系列更出色的航程/续航能力的战斗机。最终,苏霍伊公司凭借它的T-50/I-21设计方案于2002年斩获该项目,米格和雅科夫列夫两家单位则成为了项目发展的子承包商。俄国内认为,苏霍伊公司通过出口市场积累的雄厚财力是最终影响投标的一个重要因素。T-50的最初设计完成于2004年,由于来自外界对战机未达到预定的最高速度以及空重要求的质疑,俄国防部的资金直到2005~2006年才完全到位。
  T-50首架原型机在几度“跳票”之后,终于在2010年1月29日进行首飞,主要目的是为了验证气动设计、机体结构,以及两者与隐身外形的兼容性。这次“公开”的首飞持续了47分钟,检验了飞机操作、发动机状态、起落架工作以及基本系统的运行。值得注意的是,T-50目前使用的发动机已经可以确定是A1-31F的改进型号117S。与之配套的新型发动机尚未完成研发工作和投产,新的发动机很可能是AL-41F的改进或衍生型号。同时,目前的原型机可能还没有使用最终全套的航电系统,最终采用的版本很可能是在苏-35S的全数字航电设备基础上的改进型,这在苏-27系列战机的发展过程中是有例可循的。
  根据设计要求,T-50必须能够在较短以及简易的跑道上起降以适应远征行动。除了缺少尾钩之外,我们可以发现T-50的设计包含了战机在俄海军滑跃式航母上操作的各个主要设计特征。目前还不清楚现有的结构设计是否考虑到了加装尾钩的负载要求。据推测,在配备三维矢量喷嘴和大型边条翼操纵面之后,T-50的进场速率约为185.2公里/时,下降率略小于6.1米/秒,飞机的许多进场着陆姿态也可望通过这些设计来实现, 同时也能相应减小尾钩所需强度及着舰负载。这些设计再加上飞机座舱提供的良好视野、实用的尾钩系统(如与飞机腹部的内置武器舱整合),可以说T-50将会是一款非常适合海上作战的飞机。
  在T-50的发展过程中,印度是不可忽视的一方。印度很早便想介入T-50的发展,不过印度航空有限公司和苏霍伊公司在两者的工作份额问题上的谈判持续了相当长的一段时间。目前的公开信息显示,作为合作开发伙伴,印度负责T-50开发工作25%的份额,主要工作集中在软件和系统的集成上,在这些领域印度已经在最近的苏-30MKI项目上积累了一定的经验。此外,印度还将在复合材料上提供支持,据称在T-50的整机重量(不仅仅是机身)中,钛合金和复合材料的重量分别达到了25%和20%。印度的消息来源称,印度将同时拥有单座和双座两种型号的第五代战斗机。
  
  设计思路
  
  T-50原型机公开亮相后,迅速被西方观察家贴上了“猛禽斯基”或“F-22斯基”的标签。就它的定位而言(占据或挑战F-22的地位),这个标签是没问题的:而如果从飞机的构造和细节的设计来看的话,这个标签就很不恰当了。总的来说,T-50的构思和设计融合了“侧卫”系列后期的改进型号和验证机的一些特征,但在具体的隐身设计上借鉴了美国YF-23验证机和量产的F-22“猛禽”战斗机。可以肯定地说,T-50是一款独一无二的俄罗斯设计,并不是F-22或YF-23的仿制品。目前的T-50原型机以西方的标准来看并不是一款十分具有威胁性的设计,以俄罗斯的风格这应该是一款“渐进式”的设计,它们试图将大多数或每个关键部分的设计“从零开始”,而非一开始就给西方以“大爆发”的感觉。
  有必要特别指出的是,俄罗斯走的装备发展道路往往不同于西方国家,尤其是美国的工业界,俄罗斯往往会将目光更多地投向风险控制,尽力使风险最小化。这条途径已经在“侧卫”家族的发展中展现无遗,从中我们也可以发现两个特点:其一,它有一个长期的规划。其二,将飞机进行系列发展,把研制的风险分摊到平行发展的新型号或改进型号的研发中。这种做法的优点十分明显,现在我们看到的T-50应该就是这种发展道路更具效率的例证,T-50的100亿美元预算从2002年开始由官方正式拨付。同期,F-35“联合攻击机”项目也已经在进行之中,但按原定时间表后者的进度已经一再滞后,基础技术问题得不到解决,设计上累积的风险非常严重,同时研制成本也在无度增长。相反,强调要求在预算内、按时不出意外地进行武器系统设计的俄罗斯,成功的例子不在少数。
  俄罗斯的消息来源显示,T-50将使用苏-35S上现有航电设备的衍生型号,从而达到降低风险和成本的目的。而这种使用现有硬件以降低风险的策略可能还会应用到其他主要内部构件中,像T-50使用苏-35S上的117S系列发动机就是一个最好的例子。
  T-50机身的基本布局和结构也体现降低设计风险的思路,很明显这些设计有诸多脱身于T-10“侧卫”系列的迹象,例如宽大的硬壳式中段机身、在大前缘边条翼下方布置一对进气道、发动机布局以及凸起的前段机身。T-50的前段和中段机身的设计与“侧卫”和YF-23的相似度要大于F-22A,不过主翼面则和F-22比较类似,这说明T-50的设计旨在实现外形隐身和超音速巡航。
  应该说T-50的设计很大程度上是立足于旱期“侧卫”系列的,而F-22和YF-23的影响主要体现在后机身的设计上。相比于F-22,T-50上拥有前者所不具备的“极度敏捷性”。T-50的“极度敏捷性”与其他第五代战斗机特征结合之后,意味着它开辟了一大批新的战术选项,而这些在西方国家现有或研制中的战斗机中是不具备的。其实,这种F-22不具备的属性在“侧卫”的后期改进型号、验证机,原型机上就已经在逐步发展了。为了使T-50具备这种属性,苏霍伊的设计人员引入了可动前缘边条翼、全动的平尾和外倾(铰接)垂尾以及三维轴对称矢量喷嘴,由于铰接垂尾和发动机喷嘴两边的间距较大,铰接垂尾和发动机喷嘴也为飞机气动舵面和矢量喷嘴进行滚转、偏航等动作提供了更长的力臂,这比现有的战斗机更具优势。值得注意的是,T-50的外倾垂尾设计对隐身并不会产生不良影响,而轴对称三维喷嘴的采用则不利于隐身,这点与F-35的固定轴对称喷嘴设计是类似的。
  谈到隐身就涉及到了一个有趣问题,那就是飞机在设计中一些主要性能的取舍,苏霍伊至今并未对这个问题进行阐述。不过从T-50现有的设计来看,T-50对超级出色机动性能的重视显然要甚于飞机全向隐身,T-50目前在机身后四分之一区域的隐身能力十分有限,或许这可能也意味着俄五代机未来将不会像F-22和YF-23主要执行纵深作战任务。此外,由于西方国家并未将防空系统的建设列入优先发展范畴,这种缺陷可能使得俄罗斯并未将机身后四分之一区域的隐身作为“高危”选项进行考虑。当然,我们不能忽视现有的设计可能是应急的权宜之计,随着最后正式匹配的发动机的出现,机身后四分之一区域的隐身将会有所改进。T-50在前向四分之一区域的隐身设计中体现出的水准,显示苏霍伊有能力设计出达到不逊色于F-22A/YF-23级水准的(后机身四分之一区域)隐身飞机。T-50目前的机体结构与最后批量生产的型号可能会有较大的不同。目前的隐身性能主要是用于在对付空中目标时获得超视距空战的导弹“先发”优势,或以此进入空中格斗区域,并凭借它出色的节能能力、“极度敏捷性”以及较大的内部导弹载荷取得空中格斗的控制权。
  设想在未来与一款由%50衍生出的空优战机进行一场尾追条件下的常规超视距空战。一款具备与“IX"系列战机(注:对美国F-14、F-15、F-16以及F/A-18等20世纪后期的一系列战机的流行说法)同级别气动性能的“常规战机”,比如正在发展的F-35A“联合攻击战斗机”,在“T-50衍生型号”后方90公里的位置利用它的x波段“多模雷达”对其进行锁定/跟踪(假设此时T-50的后机身和喷嘴设计仍然保留着较高的雷达信号特征)。由于具备“极度敏捷性”的特征,“T-50衍生型号”将比常规战机更快地实现反转机动,借此“T-50衍生型号”可以迅速进行反转机动,将具备高低可探性特性的机体前部对准尾追目标,从而摆脱敌机的雷达锁定:而在极短的时间内“T-50衍生型号”也许将能够反过来用武器锁定尾追目标,因为在此前的尾追阶段它很可能已经识别出并判明尾追目标的位置。此时,原来尾追飞机的飞行员将不得不在“头对头”高速飞行中面对“T-50衍生型号”发射出的各种类型导引头的超视距空空导弹。“极度敏捷性”的全部 战术潜力,尤其是在超视距空战条件下的潜力至今依然处在探索之中,只是迄今大多数的研究仍是将这种飞行状态所产生的优势集中在近距格斗空战中。
  出色的机动设计使得T-50具备了“极度敏捷性”。大推力超音速巡航发动机使它具备以超音速巡航滞空,而较大的内部燃油/武器载荷则使它拥有强大战斗滞空能力。这些特点说明T-50似乎也非常符合早前伯伊德提出且仍在发展的“能量机动”原理。
  从公开的信息可以看出,T-50拥有非同一般的起落架设计,起落架十分牢固,这种设计通常出现在舰载机上,而陆基战机则相对较少。T-50采用这种设计可能主要是贯彻它需要具备在像主要作战基地、前线作战基地的短跑道或遭破坏的跑道上进行短距起降的设计思路,同时也符合未来准备发展舰载型号的需要。后者在“未来前线战斗机系统”项目立项时便已经是公众讨论的焦点,只是最近谈论的要少。
  综合上面分析以及俄五代机项目的发展历史可以看出,俄五代机应该是作为高速/高敏捷性拦截机、空优战机、空中打击平台以及情报/监视/侦察(ISR)平台来研制的。此外,它必须具备在前线作战基地的简陋跑道进行起降的能力,同时为未来改装成航母舰载机做准备。从T-50的基本设计也可以得出肯定的结论,它是世界上独一无二的设计,可以相信它在未来将可以在空战中和F-22A相匹敌。同时,相比之下它也比F-35更具有成为多用途战斗机的潜质。
  
  气动设计
  
  气动性能是评价一款战斗机性能的重要方面,从展示的T-50样机可以看出,其气动设计很大程度上是在“侧卫”系列战斗机基础上深度演变而来的。从最新发展的苏-35S来看。可以推测研制工作已经在这一改进升级过程中完成,最终导致了这种设计方案。显然,苏霍伊设计局在此基础上又向前迈出了一步,在T-50上采用了放宽方向静稳定性技术。
  从高分辨率图片和视频连续画面可以看出,PAK-FA在气动设计方面与“侧卫”系列战斗机存在一些明显不同之处,包括:
  T-50通过上表面的修形和低置的发动机舱,实现了巨大的翼身融合体,更确切地讲是一个升力体机身。
  为了降低翼载,PAK-FA原型机采用了很大的机翼面积,估计达到78平方米。机翼前缘后掠角46.5度,出于隐身考虑,前缘边条和水平尾翼的前缘都与机翼前缘平行。为了增强机动性能,该机采用了较大尺寸的控制翼面。前缘襟翼占据机翼前缘大约90%的翼展,副翼占据了机翼外段部分大约30%的翼展,后缘襟副翼占据机翼后缘大约60%翼展。值得注意的一个细节是,襟副翼的内侧切尖,使水平尾翼的尖部几乎嵌入在襟副翼内,有利于超音速巡航和降低雷达反射信号。
  正如在苏-35S战斗机上所看到的,T-50也没有专门采用独立的减速板控制面,这种功能已经由不同位置的控制面所承担。
  在大型进气口的前上方设计有铰接的边条翼/控制面。苏翟伊设计局将“三翼面”设计理念大胆应用于T-50上,显示出其雄厚的技术储备和丰富的工程经验。
  推进系统的进气道都相当大,显然是为了满足推力增加的需要,有可能采用了引射喷口技术,以增大推力增益,这类似于SR-71飞机上的J58发动机。同时为燃气尾焰遮蔽提供额外的空气,用于红外信号控制。
  两台发动机的推力轴线分别向外倾斜2度到3度。与目前苏-35原型机的发动机所采用的窄间距不同,T-50原型机采用了宽间距的发动机布局,在充分利用推力矢量增强滚转速率的基础上,有利于减小垂尾面积。这种布局减少了在一台发动机出现空中停车时,因推力损失较大,而导致产生较大偏航速率的风险。
  借助于T-10“侧卫”系列原型机的设计,特别通过苏-35S战斗机的验证,T-50对各轴控制面的物理尺寸进行了优化,并通过协同工作来保持三轴之间的协调一致和相互补充。
  随着起落架全部放下,前起落架主舱门都关闭,避免产生强烈的涡流,以免对机身下表面流场产生不良影响。同时,小型辅助舱门相应打开,保证前起落架减震支柱、转向机构和双轮正常工作。这样,PAK-FA原型机消除了在动力进场时主舱门可能引起的方向不稳定性。
  随着主起落架放下,主起落架舱门打开,并与飞机的纵向气动翼面相平行,可以为飞机提供方向静稳定性,弥补全动垂尾控制能力的不足,这与美国诺・格公司在B-2轰炸机的设计中所采取的措施一脉相承。
  从首次“公开”飞行的视频片段中可以观察到几个特点:
  T-50以相当高的滑行速度,实现很短滑跑距离,显示出由减震支柱和轮箍弹簧组成的起落架减震系统只有很小的垂直位移,这暗示T-50有可能采用了一个相当轻的中央体布局。
  在起飞过程中,T-50离开跑道时,没有让外界感觉到俯仰操纵输入,这可以由水平尾翼的前缘没有位移、推力矢量喷管也没有转向的事实加以证实。这类似于F-22战斗机,在起飞配平和离地速度等方面,都要求飞机瞬肘拉起升空。起飞时,可以看到前缘襟翼略微运动,最有可能采用了最小的起飞配平设置,同时需要后缘襟翼并不显著的运动。由此估计,飞行员从释放刹车到抬前轮速度仅用了12秒,T-50的起飞滑跑低于460米。
  抬前轮和开始爬升的过程是平稳的。可以非常清楚地看到,PAK―FA原型机在起飞后2秒钟内稳定爬升,飞行员非常好地控制着爬升速率的逐步增加。
  有关空中飞行的具体过程报道不多。有些报道称,飞行员在空中飞行时收起了起落架,随着机翼从水平状态转移到横向控制偏离大约45度,曾经进入了轻微的侧滑和水平转弯机动。
  T-50在着陆时没有显示出特别之处,前缘襟翼和后缘襟翼都基本处于中立位置,有可能采用了推力矢量或边条翼来控制。在主起落架接触跑道后,飞行员首先控制前轮与地面之间保持一定距离,大约4秒钟后,前轮才接触到跑道上。同时,T-50的尾部放出了两具减速伞,大约10秒后完全展开,再经过14秒后,结束了在跑道上的滑行。总体而言,着陆阶段的这部分滑行距离估计不超过400米。
  仔细观察分析公开范围内所能获得的材料,再结合苏霍伊设计局过去20多年来在空气动力技术领域不断取得的进展,表明苏霍伊设计局已经完全掌握了战斗机超机动方面的技术。苏一35S现在已经被贴上了“极度敏捷性”的标签,而T-50所具备的气动性能和运动的能力似乎得用“‘极度+’敏捷性”来形容更恰当一些,T-50所具备的敏捷性至今还没有哪款西方战机能够达到。
  T-50在设计中引入了放宽方向静稳定度技术,这将确保T-50具备出色的机动性和可控’性。目前,只有一款西方战斗机设计布局在经过升级改进之后能够与PAK―FA的机动性和可控性相当,那就是美国的F-22。其他的美式战机,包括F-35的气动设计就是再修改也无法达 到它们的高度。
  
  结构,系统及动力设计
  
  从目前展示的T-50样机可以清楚地看出,T-50在飞机结构、机身系统以及动力装置方面走的是一条相对保守、易于管理和低风险的发展道路,而这条路的立足点就是T-10/苏・27“侧卫”家族的飞机设计。在过去近30年间,以此为基础的技术就在不断地进步、扩展并逐步加强以往型号所不擅长的对地攻击性能,许多验证机及其衍生的战斗/攻击/拦截机纷纷进入俄罗斯空军或出口到世界各地。
  飞机结构方面,T-50的主要提高和进步体现在更多地使用像钛合金、铝合金和铍铝合金那样的重量轻、强度大的金属合金,以及大量使用复合材料技术。两种技术的运用将使T-50比苏-35S在相对减少结构重量的情况下获得更高硬度和强度的机身。从T-50机身的基本外形看,它的内部结构细节已被证明是衍生自苏・35S及其前身苏-35BM大幅现代化改进项目。类似的机身意味着T-50可以采用与苏-35S等类似的机载系统和设备。包括液压及电气等动力系统、燃料分配及发动机进给系统、环境控制系统(ECS)、机载制氧系统(OBOGS)、辅助动力装置以及所有热管理系统。
  从公开的材料可以看出T-50拥有巨大的内部容积,这将允许它拥有巨大的燃油载荷,估计不会少于11吨,同时也可以布置更多的设备。相比于美国的F-35和其他一些机型,这将使T-50获得进一步的优势。举个例子,比如飞机的制冷能力,先进的航电系统和其他电子系统固然是F-35的优势,但由此产生的大量热量却成为一个大问题。F-35主要采用将热量传导到燃油系统的形式散热,而这在燃油耗尽后就是一个问题了,加之其他一些原因这将限制F-35性能的发挥。而T-50不仅拥有更大燃油载荷,还能够利用巨大机体空间布置制冷设备。
  T-50原型机表明了其致力于减小在气动、机身和系统方面的研制风险,俄罗斯的公开消息显示,目前的原型机使用现有的117S发动机,由于市场原因,117S经常被贴上AL-41FIA的标签,推力约14.5吨,目前已用在苏-35S上。尽管它的性能数据无法与早期发展的AL-41F相比,并且像是其衍生产品,但它具备超音速巡航的能力,足以用于进行重要的飞行试验和飞控系统的研发,从而达到在同时使用发展中的动力装置和机身的情况下规避高风险。据悉,拥有推力矢量喷嘴的117S发动机可以在垂直面进行+15度的偏转、在水平面进行±8度的偏转,偏转速率可达每秒60度。作为AL一3IF系列的改进型,相比于AL-31FP推力矢量发动机,117S的直径从905毫米提高到了932毫米。发动机关键热端部件的核心也重新进行了设计,冷却系统采用了上世纪90年代发展的AL-41F发动机上的技术,这就使117S具备了更高的涡轮进气温度(TIT)等级,同时发动机推力受高度的影响也将减小,从而实现发动机达到超音速巡航的目的。
  不过117S毕竟只是一款过渡型的发动机,目前为俄罗斯第五代战斗机大批量生产设计的新发动机能否满足批量生产的需求仍存在不确定性。新型发动机由“土星”设计局从2006年开始研制,它被称作“第五代战斗机发动机”。可以肯定它将采用现有AL-41F上的技术,AL-41F的推力可以达到17.6吨,最初是为米格1.44多用途战斗机开发的。俄罗斯议会科学顾问康斯坦丁・麦金克最近在接受采访时表示,从上世纪70年代初期发展的T-10验证机的历史经验来看,俄罗斯希望自己的第五代战斗机的服役周期可以达到40~50年。在这样长的时间跨度内,可以确信将会有2~3代的动力装置被运用到俄罗斯的第五代战斗机上,这也可以进一步解释T-50为什么要使用那么一个看起来“特大”的进气口设计。显然,苏霍伊将对“侧卫”系列战斗机进气道设计的“喜好”延续到了第五代战斗机的设计上。应该说未来批量生产的俄罗斯第五代战斗机,在某些阶段将需要一款拥有变循环技术的大涵道比超音速巡航发动机,这主要是由执行远程/长滞空任务所决定的。上世纪90年代初,美国的“先进战术飞机”项目也曾有类似的变循环发动机计划――YF-120,不过由于担心研制风险影响战机的服役时间表,后来的生产型F-22战斗机使用的是较为“基础”的F119-PW-100发动机设计。
  
  隐身设计
  
  隐身是第五代战斗机的标志性特征。T-50原型机上的隐身机体设计显示,俄罗斯已经出色地掌握了美国设计人员在F-22和YF-23上采用的设计规则。这也验证了几年前一位美国高级工程师对作者表述的观点,他说“美国人总是在努力解决那些最艰难的问题,以便于俄罗斯人在他们的设计中跟进”。
  正如前面强调的那样,俄罗斯总是遵循“循序渐进”的设计思路,尽可能地降低发展阶段的风险。这种思路在隐身设计中同样得到体现,T-50的隐身设计显然是为了验证飞机整体隐身外形与气动和结构设计之间的兼容性。一些我们通常能在美国飞机上看到的具体的隐身处理方式在T-50上则看不到。与之不同的是,西方的设计师则更加专注于细节。因为在西方的军品采购流程中,对于承包商来说,最重要的就是要避免在装备研制的前期被淘汰。这就需要他们尽最大可能地取悦客户,并从客户手中尽快拿到发展资金,然后再尽量拖延试验的时间。这不仅可以逐步解决一些问题,而且时间拖得越长、花得钱就越多,即使后面出现重大的设计问题,客户也“不忍心”放弃这个项目了。
  需要强调的是,隐身外形设计是当前最具决定性的内容。这是因为一旦飞机的外形设计确定,改变的代价就是对接下来的工作造成影响,如结构设计、气动特征以及内部系统的封装等。在飞机研制前期,如果隐身外形设计不到位的话,那么即使在一些下游技术(如吸波材料和吸波结构)下再大的功夫也无法弥补业已形成的缺憾,反而可能产生其他一些问题,像预算、飞机重量以及机身蒙皮强度等,F-35的下部机身和后段机身的设计败笔便是这其中的典型例子。从T-50原型机可以看出,苏霍伊的设计人员已经谙熟这种隐身设计方式。T-50一开始便尽可能优化它的隐身外形,如此也就开辟了隐身设计逐步完善成熟的途径,未来更好的隐身材料技术也将得以应用。
  接下来我们将对T-50隐身设计的意义作出详尽的评述:
  从公开的图片可以看出,T-50大量采用了传统的建造和铆接技术,如果要达到最佳隐身效果的话,那么其就必须进行大量的机体表层涂料处理或贴片(层压材料)处理。这两项技术都需要在建造中使用高传导性能的层基片,以解决因建造问题产生的表面阻抗传导不连续的问题。就我们观察,俄罗斯在涂层及表面处理技术方面也是声名在外,具备世界级的水准。
  T-50前段机身的大致结构比较接近 YF-23,尤其是在背脊、座舱设置以及座舱盖后部隆起的布局上,只是前段机身上部到上部硬壳的过渡要平缓得多,这也是和YF-23最重要的区别。T-50的背脊曲度十分突出,这和F-22A比较类似。T-50的机头宽度比F-22A和YF-23A要来得大,主要是为了容纳直径更大的有源相控阵雷达。如果座舱部分的雷达信号可以通过应用特种材料、对座舱盖周边进行锯齿形边缘处理、选用可选频率透波雷达罩等措施得到有效控制,那么在使用S/X/Ku波段进行探测的情况下,%50前段机身的外形隐身水平将能够和F-22A、YF-23以及F-35相近。
  在T-50原型机上我们依然可以看到类似苏-35S的红外瞄准系统(OLS),这是一个球形反射面,并不符合隐身设计要求。不过我们可以设想,这个问题在未来批量生产的型号中可以通过应用符合隐身特征的整流罩得以解决,就像F-22A原计划配备的先进红外搜索与跟踪(AIRST)装置那样。此外,T-50目前在机首和机身前段使用的传统空速管也将面临和红外瞄准系统一样的隐身问题,但相信这些都能够解决。
  对于大前缘边条翼部分,T-50可动前缘边条翼的边缘与前缘减震器经过简单的处理之后,将不会产生大的雷达反射信号。如何处理前缘边条翼可动部分连接才是这个设计的主要挑战。此外,前缘边条翼与前段机身所形成钝角角度也是良好设计的体现,角度与F-22所采用的大致相似。
  对于进气道部分,T-50采用的梯形边缘对齐进口的设计在构造上和F-22有几分相似,不过也有明显的不同,像入口在长宽比上就有差异,同时各个角上都做了类似YF-23上的“削顶处理”。如果能对进气口前缘进行优化和使用进气道吸波材料的话,那么进气道设计可望达到与美国同类产品类似的雷达反射面积。
  T-50发动机的轴线明显在进气口的质心上方,这与YF-23的样式类似,可能形成垂直方向的S形进气道。苏霍伊公司至今并未透露是否会在进气道中使用雷达屏蔽器。根据公开的信息,相比没有进行进气道隐身处理的苏-27SK,苏-35S进行处理之后在x波段雷达照射下的雷达反射面积降低了约15分贝。如果T-50能够使用S形进气道的话,那么它将能够通过减弱雷达信号来达到隐身目的。面对S/X/Ku波段雷达的前向照射,通过基本的隐身外形设计结合吸波材料和吸波结构的应用,飞机的前段机身将能够获得不错的隐身效果。面对雷达前向探测时,中段和后段机身并不会产生严重的雷达反射。
  从俯视的角度看,T-50的机翼设计比较接近F-22A,而上部机身则有点像YF-23,这使得它可以在各自方面达到接近美国相应飞机的隐身效果。相比F-22A和YF-23,T-50的缺憾表现在下部机身和侧部机身的外形设计上。从总体结构上看,机身/进气道与机翼的连接(钝角)角度,以及进气道/发动机短舱与下部平坦机身的连接角度(近乎90。,这样就形成了我们看到的机身腹部呈现“内凹”状)都存在角度不足(如果形成钝角就会使整个表面更加“平滑”,这样有利于隐身),这将会产生难以解决的雷达信号反射问题,在F-35上我们也能看到类似问题。由于这是固有的隐身外形设计,因此即使通过大量采用隐身材料也难以解决。与F-35一样,在面对一些有威胁的探测装置时,不管T-50做什么机动动作,下部机身都将产生大量的雷达反射信号,随着探测波段从Ku波段到L波段以上问题将愈加突出。如果要解决侧面信号反射问题,就必须从加大两面间的连接角度入手,这就意味着需要将机身/机翼的连接处从主起落架舱向尾部靠近,并缩短发动机短舱内之间的可用距离,只是后者是很难实现的。此外,通过较厚的隐身涂层处理或许也能在一定程度上解决问题,但这必然增加飞机的重量。不过这相对于飞机的总体重量并不会有太大的影响,毕竟处理部分相对于整体只占比较小的面积。
  在T-50腹部内侧的翼根上可以看到一个独特的整流罩,根据俄罗斯的消息,这是一个用于挂载格斗导弹(如RVV-MD/R-74系列)的可开启式“吊舱”。这无疑是一个非常有趣的设计,但对隐身来说却不是一个福音。在面对前向和后向探测时,它或许不会产生影响,但是对于侧向探测就是一个问题了,特别是在面对在下方飞行的威胁目标时。要解决这个问题,也只有采取类似上述的加大整流罩与表面连接角的方式。后段机身方面,T-50的尾梁设计与F-22和F-35非常相似,无论是面对前向还是后向探测都不会对隐身产生大的影响。只是在后段机身下部,机身与机翼及平尾连接角在(钝角)角度上的不足会不利于隐身。T-50采用了独特的全动式垂尾,垂尾通过与位于后段机身上部的作动器铰接实现转动,考虑到隐身需要,作动器通过使用整流罩进行了很好的处理,与表面形成的连接所选的角度也不错。
  T-50采用了轴对称三维矢量喷嘴,和F-35一样会面临雷达信号反射的问题。不过,F-35采用了锯齿形喷管设计,同时还对喷管做了控制尾焰温度的处理(传统的轴对称喷嘴都会产生红外信号问题,俄罗斯的设计人员宣称T-50上采用了降低红外信号的措施,但并没有公开细节),以期能够提高飞机的隐身能力,但是这些无法从根本上解决这种设计的固有缺陷。T-50的后半球方向面对L波段到Ku波段雷达的照射时将产生类似F一35级别的雷达反射信号,隐身效果十分不理想。T-50的两部发动机之间有一个十分突出的巨大尾椎,其在外形上的处理和前段机身的背脊非常类似,不会产生太多的雷达反射信号。
  值得一提的是,拥有大角度变化率的三维矢量喷嘴如果能够和数字化飞控系统完全融合的话,那么将能够在一定程度上减少因转动气动控制舵面而对隐身造成的影响。即在有隐身需要时,将推力矢量控制作为进行俯仰、滚转以及偏航动作的首要选择。鉴于这种飞行状况通常处于巡航状态,一般都只会进行小坡度转弯机动以减小飞机的倾斜角,需要大角度控制的情况非常小。因此,在处于隐身突防的飞行状况下,俯仰、滚转以及偏航等基本上可以通过推力矢量装置实现。
  如果将来量产型的PAK-FA采用了类似T-50的下部机身和后段机身设计,那么它在面对雷达(L波段一Ku波段)在后半球和侧向的压低角探测时隐身性能将十分有限,这和F-35并没有什么不同。值得注意的是,T-50飞行控制能力将使其具备诸多的“可能性”。T-50可以在没有大能量损耗的情况下,作出一些超出平常角度的平转机动。这样的话,T-50就可以迅速由侧机身对准探测装置转变成以下部机身对准探测装置,后者的隐身效果比前者要好一些,F-35则不可能做出类似动作。如果未来的PAK-FA/T-50能够达到类似F-22的超音速巡航能力,那么它要规避尾部威胁目标也将更容易, 同时,出色的敏捷性能也将使它有能力逃脱导弹的攻击。
  T-50目前使用的发动机是苏-35S上的“现成可用”产品,未来将使用的正式型号还不得而知。从总体结构上看,T-50的后段机身和采用了低可探测性二维矢量喷嘴设计的F-22A并无太大差异。F・22A采用的是FI19-PW・100发动机,其原理与YF-23后机身设计采用出色的非矢量喷嘴类似,而YF-23至今仍被视作后段机身隐身设计的典范。F-22A上二维矢量喷嘴的低可探测性水平,要在T-50的三维矢量喷嘴上实现并不是一项简单的工作,目前还没解决该问题的捷径。如果俄罗斯人能够解决这个问题,那么他们将在低可探测性喷嘴的设计中取得重大进展。除非苏霍伊公开他们在这个问题上的看法(比如在超音速巡航中为喷嘴加装一个低可探测性的信号屏蔽装置),或者公开量产型PAK-FA后段机身的图片,否则这仍将一直是一个谜团。
  从隐身工程技术的角度来看,对于首次尝试隐身飞机设计的俄罗斯人来说,T-50可以说是一款“高质量”的隐身飞机。前段机身和发动机进气道方面的外形设计很大程度上可以和美国同类产品相媲美,如果能够结合出色的吸波材料和吸波结构的话,那么它还将有一定的发展潜力。此外,T-50在上部机身、机翼、尾部平面以及飞机棱边(平行)的设计上都采用类似美国产品的设计。正如前面所说,T-50在隐身上的问题主要集中在后段机身和下部机身,如果未来的PAK-FA依然保留这种设计的话,那么这将影响该机具备F-22A和YF-23所拥有的纵深攻击能力。
  迄今为止,关于T-50隐身水平的数据只是来自苏霍伊最近的宣传,即雷达反射面积相当于苏-35S的1/40。遗憾的是并没有说明这是在何种条件下的结果,比如探测装置的波段、方向以及苏-35S是否外挂有武器装备。关于苏-35S雷达反射面积,其在前向面对x波段雷达探测时的具体数值并未公开。有消息说它在经过大量的吸波涂料处理并且没有外挂武器的情况下,雷达反射面积可以低至0.5~2平方米。如果这个数据属实,那么T-50前向面对x波段照射的雷达反射面积约为-13~-19分贝平方米。这些性能主要是以隐身外形为前提,成熟吸波结构和吸波涂料的应用会有所不同。
  
  座舱及航电设计
  
  从俄罗斯的公开说明中,至今我们仍难以获得关于T-50的核心航电设备的“特别信息”,不过可以推测它的设计在许多方面应该是在苏-35S的航电设备基础上发展而来的。鉴于苏-35S的航电设备均为全新设计且完全数字化,从基础技术的层面上看,它与美国当前的技术相比差距是很小的。西方一些人认为,T-50采用在此基础上发展而来的航电设备将使它的性能受到影响,这种看法显然太过乐观,也不合逻辑,因为苏-35S的航电设备从许多方面考量都还是不错的。如果T-50采用苏-35S航电设备的话,一种比较小的改进方式是,保留大部分核心航电设备,但要替换所有采用常规设计的孔径/天线,代之以符合隐身特性设计的产品,并改变波形以适应低可截获概率(LPI)的工作模式。可以预见苏霍伊公司在T-50航电设备的研发过程中会遇到许多设计上“有趣”的挑战,这其中的许多领域与发展隐身飞机过程中困扰美国设计人员的问题是一样的,尤其是在一些关键点上,如为飞机提供大容量航电设备的制冷能力(避免飞机产生被探测的“红外热点”),为飞机的数据链/网络终端、主被动探测装置提供低雷达反射信号的射频孔径设计等。
  俄罗斯议会科学顾问康斯坦丁・麦金克最近在接受采访时也表示,T-50未来使用的航电设备是以苏-35S的为基础进行技术升级而来的。他指出“不仅仅是有源雷达,还有为第五代战斗机研制的、完整的多功能综合无线电子系统,它将包含5个综合阵列”。后半句话提到的“5个综合阵列”是非常值得玩味的,可以肯定的是,俄罗斯未来的五代机肯定包含有一部位于机头的x波段有源相控阵火控雷达(相关内容详见本刊2009年11期)。有消息说,为了对主火控雷达进行补充,将在五代机机头两侧各布置一部用于侧扫的X波段有源相控阵雷达。正如美国现在准备为F-22A做的那样。在“侧卫”后期的一些改进型号中已经出现了后向扫描雷达,俄五代机未来也可能装备一部用于后向探测的有源相控阵雷达。不过这样加起来也只有四个有源相控阵雷达阵列,最近俄罗斯披露了一款机载L波段前缘襟翼有源相控阵雷达,俄五代机可能在边条翼或襟翼的前缘布置一对L波段有源相控阵雷达(相关内容详见本刊2010年02期),再为它们加装一个可选频率的透波雷达罩。只是加装了一对这种雷达之后,阵列数量就不只5个了,不过也有可能这一对天线阵本就是被作为一个相控阵扫描的整体。
  在光电设备方面,从公开的信息可以看出T-50原型机的座舱前部装备了一部类似苏-35S上的前置红外瞄准系统(OLS)。俄罗斯已经在出口到马来西亚的苏-30MKM上采用了多孔径导弹逼近告警系统(MAWS),不知道T-50是否装备了类似系统,在隐身机体上布置类似告警装置将面临类似射频孔径隐身的难题,F-35的光电分布式孔径系统(DAS)采取了把系统“窗口”嵌平在机体上的方式。
  在配备了全部航电的全状态样机出现之前,我们在评估T-50主/被动探测装置、威胁告警装置、主动干扰装置的性能时仍存在诸多不确定性。同时,考虑到俄五代机较长的服役周期加上未来数十年可能出现的电子技术飞速进步,同动力装置一样,俄五代机在服役周期内可能也将更新2~3代航电设备。
  目前关于T-50座舱设计的直接信息还没被公开,它采用的很可能是苏-35S所采用玻璃化座舱的衍生型号。苏-35S的座舱具有出色的人机工程学设计,采用了两块大型有源液晶显示面板,这与F-35的座舱布置两块投影显示器有点类似,两者同样操作简单,只不过前者拥有更好的容错性,设计也要来得简单。有消息说T-50使用了“Aviaavtomatika”设计局“手不离杆”新型操纵杆,但至今制造商并未证实这个消息。
  在飞机的导航定位方面,和苏-35S一样,T-50也将使用“格洛纳斯”/GPS双模定位接收机、利用卡曼滤波器的惯性导航装置以及环形激光陀螺导航系统。数据传输方面,T-50应该会搭载用于双向数据传输的数据链,只是现在没有公开数据链终端或波形设计。在一体化网络终端的设计中,俄罗斯工业界面临与美国空军一样的难题,必须解决界定和发展低可截获概率数据链调制与隐身要求的;中突。俄罗斯的设计人员对这个问题应该有深切的体会,他们曾试图利用数据链终端发射出的信号进行无源定位,并将这种技术运用到防空系统当中。
  现在有很多俄罗斯的消息来源称, T-50的航电系统将采用“信息融合”技术,这意味着俄罗斯航电系统达到了一定的水平。目前这种技术只有F-22A和F-35使用。总的来说,苏霍伊及它的研制伙伴必须克服航电系统研制中的一系列难题,许多问题是显而易见的,与美国在进行B-2和F-22项目时所必须掌握的并没有多大不同。苏霍伊的设计人员深知这点,这在T-50的设计过程中他们对风险控制的深思熟虑可以明显地看出。没有相关的航电设备公开并不意味着没有先进的航电子系统,俄罗斯工业拥有所有相关领域的基础技术。亦或这是有意不公开相关信息,而是在等待他们能够在国际军火市场中取得竞争优势。
  
  武器装备
  
  关于T-50武器携带能力的具体信息仍然十分有限,和F-22/35一样,T-50的武器携带方式也分为外挂式和内置式:T-50的内置武器舱位于机身腹部中央,有一种说法称T-50的内置武器舱将能够容纳8枚空空导弹。从内置武器舱位于机身腹部中央那有限的宽度来看,两个内置武器舱似乎分别只能交错的排放3枚RVV-SD中程空空导弹。RVV―SD在2009年的莫斯科航展首次亮相,是R-77/AA―12的最新改进型号,它在射程上有所增加,并且用激光近炸引信替代了无线电引信,可与美国AIM-120“先进中程空空导弹”系列相媲美,目前只有采用主动雷达导引头的RVV-SD被展示,而计划中采用红外导引头和反辐射导引头的型号至今尚未见到导弹实体或出现在出口的宣传材料中。关于格斗空空导弹,T-50早期型号很可能将使用RVV-MD/R-74的衍生型号。用于超近距离空战的一门30毫米航炮也被安装在了飞机机身前部的右侧,目前还不知道它的具体型号,不过很可能是目前苏-35S上GSh-30系列的改进型。
  外挂武器方面,T-50可使用的外挂点有8个,可以挂载目前在苏-30MK/苏-35S系列战机上使用的各种精确制导炸弹、空面导弹和巡航导弹等多样的精确制导武器,在外挂武器的选择方面还是比较充足的。反过来,倒是在选择内置武器进行对地攻击时是更值得考虑的问题,毕竟内置武器舱的空间还是很有限的,在目前已知的俄罗斯武器装备中可进行翼面折叠以适应内置要求的只有战术导弹公司的Kh-38和Kh-58UshKE。未经证实的消息称,战术导弹公司已经在开发类似GBU-39A/B的小直径炸弹。
  对于T-50武器装备的配置使用,我们还应该考虑到一点,T-50和“侧卫”系列采用了类似的机身,而苏霍伊对“侧卫”系列气动布局下的武器装备配置使用已经谙熟于心,这对掌握T-50武器系统在各种条件下的使用是有好处的,虽然T-50采用了内置弹舱,但应该也不会产生有太大的影响。而一旦出现问题,那就必须通过一些的复杂技术甚至改变外形来解决了。
  
  对西方的影响
  
  超音速巡航、综合探测系统、“体面”的隐身性能、“极度敏捷性”以及持续的改进,俄罗斯未来成熟量产型五代机将具备的特点将会在2015年后对西方国家"在战术、战役以及战略等各个层面上造成重大冲击,进而在政治层面上产生影响。从上面的分析可以看出,T-50的气动性能以及敏捷性已经超出了美国目前的所有战斗机,或许只有未来的“第六代”除外了,而它们要具备初始作战能力却是15~20年以后的事了。在隐身性能方面,通过上面的叙述可以看出,T-50具备了类似F-35级别的隐身水准。如果能对下部机身和后端机身的隐身性能进行提高的话,那么它的隐身性能将有与F-22A媲美的潜力。
  从战术层面上看,T-50造成的重大影响主要体现在超视距空战和近距格斗空战上。我们首先得注意到两点:其一,根据美国最近对空战所进行的研究,它们设想未来发生超视距空战的可能性要远大于近距离格斗。做出这种设想主要是基于敌对空中力量很容易被自己的情报/预警/监视(ISR)系统探测和跟踪,这使得美国的战机可以有时间选择利于自己的战斗类型和地点。但如果敌方战机拥有出色隐身性能的话,这种优势就值得怀疑了,待到PAK-FA成熟之后,其结果就是要攻击PAK-FA的话就要靠近到比原来更近的距离,而像空中预警平台、空中加油机和地面防御设施一类高价值目标,在进入到这个距离时可能已经处在PAK-FA的攻击范围内了。还有重要的一点是,PAK-FA具备的“极度敏捷性”将使得一些中程空空导弹的命中率大打折扣,尤其是像AIM-120,如果没有击败PAK-FA的足够机动能力的话,它将受到极大挑战。和F-22A一样,PAF-FA将可以非常出色地规避齐射导弹。
  对于成熟之后的PAK―FA将对美国战机产生的影响,“澳大利亚空中力量”在2008~2009年间提供的一些参数及战术分析中已经有所提及,而随着T-50原型机的出现,这些分析大部分也得到了验证,下面我们就通过此前的分析进行比对:
  “PAK-FA拥有怎么样的隐身水平才能够对付美国的‘老式战机’呢?-20分贝平方米,只要达到这个水平就可以应付美国现有及计划中的所有战机在‘先射’条件下发射的AIM―120C/D级别超视距空空导弹。结果就是,即使美国战机拥有出色的隐身性能、超音速巡航能力以及格斗敏捷性,导弹攻击的射程和时间都将被缩短。有一大部分的空战将在视距内进行,就是超视距空战也绝大部分都将在55公里范围内进行……”
  在超视距空战中,结合了超音速巡航和“相当”隐身性能的PAK―FA将有条件具备那些为F-22A发展而来的战术。F-22A在2004年的军事演习中与“1x”系列“老式战机”对抗时曾创造出惊人的战损比,PAK-FA有望达到比F-22A更高的水平。而即使只达到F-22A水平的一半,PAK―FA对付那些“老式战机”的战损比也将达到50:1。PAF-FA所具备的水平将使得“1x”系列战机的作战效用受到压制,而此前出现的苏一35S便已经在空中优势、防空以及战术打击方面对后者产生了压力。
  同样有趣的是PAK-FA与F-22A的对抗将会产生的影响。
  “未来PAK―FA与F-22A进行的战斗可能将具备近、高、快以及致命的特点。F-22A凭借着APG-77雷达可能实现‘先发现’(出于经费的考虑,原计划的先进红外搜索与跟踪(AIRST)探测装置已经被放弃);同样的PAK―FA也有可能通过它的先进红外探测装置实现‘先发现’。随后可能出现像大不列颠空战和朝鲜空战那样的情况,其结果将很难预料,很大程度上取决于飞行员的作战技能和导弹的‘绝杀’能力。这种情况下很难保证F-22A始终占据着优势。”
  成熟的PAK-FA量产后在战术层面上可能产生的影响是,使F-22A失去至今仍保持着的压倒性优势,要在与PAK― FA的战斗中取得绝对优势就必须在数量上具备优势。然而,从2008年后期美国国防部长办公室开始推动以F-35替代F-22A的计划,并以此为依据要求国会终止F-22的生产线。这种情况下,未来F-35在与成熟PAK-FA对抗中所具备的生存能力和杀伤力,也就成了一个决定美国战术空中力量实力的战役性和战略性问题。
  “F-35在与。常规的’苏-35BM对抗时,只能凭借其-30分贝平方米级别的前向隐身水平保证它在超视距空战中‘存活’。而在与具备一20分贝平方米级别的PAK,FA对抗时,F-35很可能将陷入‘生存黑洞’,当然像F-16C/E、F-15C/E、F/A-18(A―F)这些‘老式战机’则早已‘沦陷’……当面对PAK-FA的挑战时,F-35面临的情况会更加糟糕。当PAK-FA以1.5马赫、以红外探测器作为首要探测装置并实行无线电静默时,F-35的APG-81雷达首次探测到它可能是在40公里外的距离,或者小于PAK-FA用红外探测器发射导弹的射程(这个距离可能达到1lO~130公里)。PAK-FA可以很轻易地跳出F-35所用AIM-120导弹的作战区域……根据F-35A最新披露的持续转弯性能。F-35以0.8马赫飞行时、在4600米空中的过载为4.96g。而1969年出现的F-4E“鬼怪”||在剩余40%燃料的情况下,以0.8马赫飞行时、在6000米空中的过载却可以达到5.5g。同样的数据F-35还落后于上世纪60年代的F-4E和F-104D,因此F-35A的气动性能相比于上世纪60年代的老式战机还有所‘倒退’。这些较差的性能直接后果就是,即使F-35上的‘分布式孔径系统’能够探测到来袭的导弹却没有足够的转弯速率逃脱打击。F-35也没有足够的性能作战和摆脱,PAF-FA反复的“免费”射击将使F-35面临重大损失,与PAK-FA交战的战损比可能达到4:1,甚至更高。”
  同样,PAK・FA的出现将使得F-35的作战效用受到极大的压制,F-35被赋予的还是传统空优、防空以及战术打击的角色,作战环境是上世纪90年代技术条件下的威胁。和那些“1x”系列老式战机没什么不同,F-35只能在一些“宽松”的作战环境下发挥作用,很难面对苏-35S或PAK―FA。正如前面说的,一旦F-35无法满足需要,那么这就将对美国在战役层次产生重大影响,进而成为战略甚至政治层次上的重大问题。
  如果PAK-FA被部署在有较强反隐身情报/预警/监视系统平台支持的作战区域,那么美国将很难在短时间内迅速取得空中优势,甚至有可能得不到。这不仅可能妨碍美国突破敌国领空,还可能对美军的作战基地和补给线造成冲击。一旦这种情况发生的话,那么作战基地和地面设施就将面临敌方战机携带的致命性精确制导武器的打击,其结果是造成战区内难以承受的人员伤亡和装备损失。
  从上世纪40年代的“闪电战”以及1991年以来美国主导的空中战役的经验来看,从空中打击敌方的机场一直是一个重要手段,这直接使对手无法升空作战。要达到这种效果,攻击方就必须具备反复突入敌防空区,对敌机场进行不问断破坏的能力,从而牢牢的将敌机钉在地面上。不过,美国及其盟友的这种征战策略正在受到挑战,因为一些影响此类行动的装备正在不断的被部署和扩散,比如反隐身情报/预警/监视系统平台、先进的高机动型防空系统(如S-300PMU2/SA-20B、S-400/SA-21以及发展中的s-500等系列),这些都将严重限制美国的行动,目前只有B-2A“幽灵”和F-22A可以以较小的代价突破这些障碍。成熟型PAK―FA出现之后将使这种情况变得更加复杂,毕竟这种战机是有能力在空战中对F-22A造成冲击的。美国在最新的《四年防务评估报告》中明确提出了需要生存能力强的攻击及情报/预警/监视飞机平台,从而突破敌先进的“反介入”力量。而要攻击敌方的机场,不可避免的要与PAK―FA展开战斗,在机场部署时,F-22A也需准备执行针对PAK-FA的防突袭任务。
  从技术策略的角度来看,PAK―FA事实上将对美国战术空军力量的结构规划形成冲击,美国国防部长办公室已经在声明中说明了终止F-22生产线,转而采购更多的F-35,这个政策在最新的《四年防务评估报告》中也被反复提及。但是如果美国继续坚持国防部长办公室过去三年的政策,而不对战术空力量的结构进行根本性转变的话,那么当PAK―FA以及像苏-35S这些战斗机大量部署时,美国在面临一场常规战争时将会失去向战区部署非核军事力量的战略选择权。现在一个切实可行而且风险的较低的方法就是在这个十年内采购更多先进战机,这些战机无论是在超视距空战还是近距格斗中都必须能与PAK-FA抗衡。计划中的“第六代战斗机”不是这个时间段应该考虑的问题,而F-35由于在气动性能和隐身性能上的“先天缺陷”很难达到对抗PAK―FA,甚至是苏-35S的要求,它更适合执行的或许是“反叛乱”的一些任务。如果美国想继续在全球保持优势地位的话,那么在可见的时间里,F-22是唯一的选择。
  总而言之,在一定程度上我们可以将PAK-FA看作是自从上世纪80年代T-10/苏-27S“侧卫”B以来,一个非常突出的“游戏规则改变者”。它的出现将对美国现行的战术空中力量结构产生重大;中击,如果美国不寻求改变的话,过去几十年积累的起来空中优势将有可能丧失。

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