【探索時分】前蘇聯最強蘇27能否抗衡美戰機?

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【新唐人北京時間2022年02月17日訊】1989年巴黎航展,一架蘇聯飛機呼嘯而過,飛行員拉起機頭,做出了著名的普加喬夫眼鏡蛇機動。這架飛機竟然是從蘇聯飛到巴黎,全程2,000多公里,沒有加一次油。這架飛機以高機動性、高續航和高顏值,立刻引來了西方的關注。這就是蘇-27的世界首秀。

同年柏林牆倒塌,兩年之後,蘇聯解體,蘇-27成為蘇聯時代飛機設計的巔峰,也是最後的榮耀。我們今天就帶大家走近蘇-27,看看蘇-27背後的那些故事。

蘇-27研發周期長

美國的F-15從立項到首飛只花了三年半的時間,69年立項,72年首次試飛,74年量產機就交付美國空軍使用了。

就在F-15立項的同一年,蘇霍伊設計局的負責人蘇霍伊帶領一個團隊為蘇聯開發一款先進的新一代戰機。一年之後,1970年蘇霍伊提出了第一個版本的設計方案,1972年三個設計局,雅克、米高揚、蘇霍伊各自的設計方案,提交蘇聯空軍。

經過評定,由米高揚開發的米格29,作為輕型飛機。蘇霍伊開發蘇-27,作為重型飛機實現高低搭配。1977年首架原型機T10首飛,直到1985年蘇-27才正式交付部隊首次使用。

從1969年立項到1985年交付部隊,經過了16年時間。這個研發時間實在是太長了。為什麼呢?這和當時蘇聯落後的工業體系有著非常大的關係。

70年代的時候,波蘭間諜搞來了美國先進戰機F-15的性能資料,蘇聯人把F-15和自己的蘇-27一對比,發現我們開發了10年的戰機都比不上美國人已經服役的F-15。怎麼辦呢?推倒重來。設計人員對氣動布局做了大量的調整,修改後的原型機於1980年出場,1981年首飛。可是當時設計好的蘇-27不夠可靠,1981年9月3日,第一架原型機墜毀;同年12月,第二架原型機墜毀;1982年,又一家原型機在第一次試飛時竟然飛掉一個翅膀。

在蘇-27整個研發過程中,除了面對美國人的技術領先,蘇聯人也不得不面對自己航空工業體系上的落後,比如說,最早的蘇-27原型機上,因為發動機AL31沒有研發成功,使用的還是老式的AL21發動機。再比如說最終的原型機在1982年出場,但是因為電子設備和雷達系統研發緩慢,直到三年之後,蘇-27才正式交付部隊,到1986年才開始大規模量產。這個時候距離蘇聯解體只有五年了。

蘇-27導致機動性能弱

我們要從好幾個方面講,首先蘇-27確實外表看起來非常帥,氣動布局也算比較優秀。蘇-27是世界上第二款靜不穩定飛機,我們之前一集和大家介紹了靜不穩定,靜不穩定飛機的好處是操控更加靈活,使得飛機的機動性能大大提升。然而在蘇-27開發的早期,它並不是一款靜不穩定的飛機,是在看到了美國人F-15和F-16的先進成果後,蘇-27逐漸採取了靜不穩定的設計方案。

從氣動布局來說,蘇-27採用了中央升力體結構、電傳飛控、靜不穩定、翼身融合等技術,總的來說設計還是蠻不錯的。蘇-27要弱於F-16,稍微強於F-15。但是從最後的機動性來說,蘇-27不僅比不上F-16也比不過F-15。這是為什麼呢?

這就要涉及到蘇-27的一個特點,就是重,實在是太重了。蘇-27的空載竟然達到了17.5噸,不同型號的版本能達到18噸。美國的F-15空重只有13噸,F-16的空重竟然只有8.5噸,當然F-16是輕型戰鬥機,我們不和它比,就拿美國F-15來說,蘇-27空重比F-15多出40%重量,多出這些重量,你不得需要更多的動力來推動嗎?這就是為什麼蘇-27雖然氣動布局設計強於F-15,但是飛行能力弱於F-15的原因。

氣動布局上蘇-27系列戰機有2個致命缺陷:

第一是它本身的優點帶來的,採用扁平的升力體機身設計,發動機掛在下面,升力特性十分好,對爬升和盤旋性能極為有利,但同時也極大地削弱了機體的結構強度,對機身的結構和材料提出了極高的要求,偏偏蘇聯在鈦合金和高強度複合材料方面又是瘸腿,所以蘇-27系列出現過大過載機動導致空中解體的事故,機體壽命也短。

第二個缺陷也很致命,著名的「跨音速陷阱」在跨音速區間飛行包線驟降,只能做過載不大於6G的機動,相當於二代機的水平。中國的顧誦芬院士在其自傳中關於引進蘇-27的部分寫道:蘇-27的飛行員手冊明確規定在馬赫數為0.85~1.25時,飛機最大過載不是8而是6.5,實際上限制了跨音速的機動性。這也就是蘇-27的跨音速陷阱。

蘇-27雷達和航電設備落後

蘇-27為什麼這麼重,這就涉及到蘇-27的另外一個特點,就是雷達和航電設備落後,體積巨大。體積大,當然飛機就要設計得大了。

蘇聯的精密加工和電子工業非常落後,導致軍事工業受到限制,蘇-27戰鬥機採用的N001雷達不得不採用更大的發射功率,更大的發射天線,才有可能獲得接近美國雷達的性能。這就意味著你的部件體積要更大,你需要更強的冷卻系統,同時需要更多的電源供應系統來供電,但即使這樣,這款N001雷達的性能仍然大幅度落後於美國,但重量卻超過美國,竟然達到了550公斤,如果你算上後端的散熱和電源等全套系統,這款雷達接近980公斤,也就是一噸重。一噸重的雷達,你見過嗎?俄羅斯人做給你看。同時期美國人的A N/A PG 63雷達,重量只有221公斤。這是多麼大的差距。就算這樣,蘇-27的N001雷達性能也就只有美國雷達的70%。

目前,俄羅斯最先進的戰機蘇-35裝備的還是無源相控陣雷達,可是美國人早在20年前就已經使用上了有源相控陣雷達。可以看得出蘇聯和美國在電子工業上的巨大差距,這樣一個差距在超視距空戰中將更加明顯,美國人能更早地發現你,用射程更遠的導彈去打擊你。可以說蘇-27這款飛機無論是近距離纏鬥,還是超視距作戰,都不是美國戰機的對手。

蘇-27飛行控制系統落後

不僅雷達和航電落後於美國,蘇-27雖然號稱是世界上第二款電傳飛控飛機,但是限於當時蘇聯電子工業的落後,電傳飛控是所有電傳飛控戰鬥機中功能最簡單、結構卻最複雜、性能最落後的設計。這樣一個評價,並不是我給出來的。中共在引入蘇-27的過程中,通過研究蘇-27就獲得了大量的經驗和教訓,在中航集團出版的院士叢書中就透露了很多關於蘇-27飛控以及性能上的問題。

比如說,蘇-27早期的原型機採用的是機械飛行控制系統,1978年,2號原型機在1,000米的高度飛行,出現了嚴重的飛行事故,機械飛行控制系統完全無法在俯仰方向上控制戰鬥機,飛行員拉桿之後,飛機劇烈上揚,過載迅速增加,飛機最後失控墜毀地面。蘇聯不得已在之後的設計方案中加入了電傳飛控系統。

蘇-27飛機上真正由電傳全時間、全權限控制的僅有前緣機動襟翼與水平尾翼。其襟副翼是同時由電傳飛控系統和機械飛控系統綜合協調控制的,而垂尾則完全由機械飛控系統控制。蘇-27的設計不斷出現反覆,機體內保存大量複雜的機械控制結構,使得蘇-27的重量不斷地增加,可靠性卻下降。這就是我們為什麼後來看到蘇-27的重量竟然達到了18噸的一個重要原因。

大量的機械傳動導致了蘇-27機體飛行時間受到嚴重的限制。早期的蘇-27飛行時間竟然只有1,000小時,這是因為飛機會在飛行過程中受到壓力變化,發生不同程度的變形。就會導致機體結構和傳動結構形成摩擦和干涉,同時複雜的轉向結構,不僅占用大量的空間,裝配和維護也困難很多。在近代由飛行控制系統引起的事故中蘇-27貢獻了絕大部分。由此可見蘇-27的飛行控制系統有多麼的不靠譜。

蘇-27的設計和性能總結

蘇-27雖然定型比F-15和F-16晚了接近十年,但總共的研發周期竟然長達16年,其中的反覆多數是由於蘇聯航空工業體系落後所導致的,不得不反覆修改設計,反覆進行實驗和驗證。

蘇-27第一個特點,氣動布局來說是比較優秀的,是一個不錯的作戰平台,但是受限於當時蘇聯材料科學的落後,蘇-27的機體結構以及壽命是一個巨大的問題。同時,由於蘇-27的重量過大,所以雖然氣動布局設計和理念先進於美國的F-15,但是作戰性能卻比不過F-15,而面對設計理念更加先進的F-16,蘇-27在近距離纏鬥方面更是沒有任何優勢。

蘇-27的第二個特點是非常重。這樣大的重量,它其實是源自於蘇聯落後的電子工業體系。

蘇-27的第三個特點是雷達和航電落後。直到現在,俄羅斯最先進的還是無源相控陣雷達,早期蘇-27使用的N001雷達竟然重達一噸,這樣的雷達航電在遇到美國戰機的時候將毫無招架之力。

蘇-27的第四個特點是飛行控制系統落後。雖然蘇-27是世界上第二個使用電傳飛控和靜不穩定的飛機,但是因為電子工業落後,其中使用了大量的機械傳動結構和機械控制系統,也使得蘇-27成為因為飛控系統出問題而發生事故最多的戰鬥機之一。

蘇-27第五個特點續航能力強,這可以說是蘇-27的優勢。它的內部燃油最多可以攜帶到9.5噸。它的主油箱能夠攜帶5.2噸,另外兩側有加起來四噸多的副油箱,叫內置副油箱,非常神奇的一個概念。這導致蘇-27在遠程飛行過程中幾乎不太需要加油機,當然也會帶來一個副作用,就是它的副油箱在絕大多數情況下是不使用的,卻占據了巨大的空間,增加了飛機的阻力。

總的來說蘇-27,相對於蘇聯前一代飛機,性能獲得大大的提升,本身也是一個不錯的作戰平台,但是由於設計上以及電子工業上的種種落後,導致蘇-27在面對美國同一代戰機F-16、F-15將毫無還手之力。

在蘇-27的基礎上,蘇聯和俄羅斯開發出了蘇-30、艦載機版本蘇-33以及最新版本蘇-35,形成了龐大的側位家族,而在90年代,中共先後引進了四十多架蘇-27以及蘇-27的生產線,在此基礎上開發出了殲-11、殲-15和殲-16,很多中國軍迷稱之為東方側位。那麼殲11和殲16到底有怎樣的性能,蘇-27又是怎麼到的中國呢?請看下集。

我是子定,我們下期節目再會。

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探索時分】節目組製作

(責任編輯:李紅)

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