【探索时分】前苏联最强苏27能否抗衡美战机?

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【新唐人北京时间2022年02月17日讯】1989年巴黎航展,一架苏联飞机呼啸而过,飞行员拉起机头,做出了著名的普加乔夫眼镜蛇机动。这架飞机竟然是从苏联飞到巴黎,全程2,000多公里,没有加一次油。这架飞机以高机动性、高续航和高颜值,立刻引来了西方的关注。这就是苏-27的世界首秀。

同年柏林墙倒塌,两年之后,苏联解体,苏-27成为苏联时代飞机设计的巅峰,也是最后的荣耀。我们今天就带大家走近苏-27,看看苏-27背后的那些故事。

苏-27研发周期长

美国的F-15从立项到首飞只花了三年半的时间,69年立项,72年首次试飞,74年量产机就交付美国空军使用了。

就在F-15立项的同一年,苏霍伊设计局的负责人苏霍伊带领一个团队为苏联开发一款先进的新一代战机。一年之后,1970年苏霍伊提出了第一个版本的设计方案,1972年三个设计局,雅克、米高扬、苏霍伊各自的设计方案,提交苏联空军。

经过评定,由米高扬开发的米格29,作为轻型飞机。苏霍伊开发苏-27,作为重型飞机实现高低搭配。1977年首架原型机T10首飞,直到1985年苏-27才正式交付部队首次使用。

从1969年立项到1985年交付部队,经过了16年时间。这个研发时间实在是太长了。为什么呢?这和当时苏联落后的工业体系有着非常大的关系。

70年代的时候,波兰间谍搞来了美国先进战机F-15的性能资料,苏联人把F-15和自己的苏-27一对比,发现我们开发了10年的战机都比不上美国人已经服役的F-15。怎么办呢?推倒重来。设计人员对气动布局做了大量的调整,修改后的原型机于1980年出场,1981年首飞。可是当时设计好的苏-27不够可靠,1981年9月3日,第一架原型机坠毁;同年12月,第二架原型机坠毁;1982年,又一家原型机在第一次试飞时竟然飞掉一个翅膀。

在苏-27整个研发过程中,除了面对美国人的技术领先,苏联人也不得不面对自己航空工业体系上的落后,比如说,最早的苏-27原型机上,因为发动机AL31没有研发成功,使用的还是老式的AL21发动机。再比如说最终的原型机在1982年出场,但是因为电子设备和雷达系统研发缓慢,直到三年之后,苏-27才正式交付部队,到1986年才开始大规模量产。这个时候距离苏联解体只有五年了。

苏-27导致机动性能弱

我们要从好几个方面讲,首先苏-27确实外表看起来非常帅,气动布局也算比较优秀。苏-27是世界上第二款静不稳定飞机,我们之前一集和大家介绍了静不稳定,静不稳定飞机的好处是操控更加灵活,使得飞机的机动性能大大提升。然而在苏-27开发的早期,它并不是一款静不稳定的飞机,是在看到了美国人F-15和F-16的先进成果后,苏-27逐渐采取了静不稳定的设计方案。

从气动布局来说,苏-27采用了中央升力体结构、电传飞控、静不稳定、翼身融合等技术,总的来说设计还是蛮不错的。苏-27要弱于F-16,稍微强于F-15。但是从最后的机动性来说,苏-27不仅比不上F-16也比不过F-15。这是为什么呢?

这就要涉及到苏-27的一个特点,就是重,实在是太重了。苏-27的空载竟然达到了17.5吨,不同型号的版本能达到18吨。美国的F-15空重只有13吨,F-16的空重竟然只有8.5吨,当然F-16是轻型战斗机,我们不和它比,就拿美国F-15来说,苏-27空重比F-15多出40%重量,多出这些重量,你不得需要更多的动力来推动吗?这就是为什么苏-27虽然气动布局设计强于F-15,但是飞行能力弱于F-15的原因。

气动布局上苏-27系列战机有2个致命缺陷:

第一是它本身的优点带来的,采用扁平的升力体机身设计,发动机挂在下面,升力特性十分好,对爬升和盘旋性能极为有利,但同时也极大地削弱了机体的结构强度,对机身的结构和材料提出了极高的要求,偏偏苏联在钛合金和高强度复合材料方面又是瘸腿,所以苏-27系列出现过大过载机动导致空中解体的事故,机体寿命也短。

第二个缺陷也很致命,著名的“跨音速陷阱”在跨音速区间飞行包线骤降,只能做过载不大于6G的机动,相当于二代机的水平。中国的顾诵芬院士在其自传中关于引进苏-27的部分写道:苏-27的飞行员手册明确规定在马赫数为0.85~1.25时,飞机最大过载不是8而是6.5,实际上限制了跨音速的机动性。这也就是苏-27的跨音速陷阱。

苏-27雷达和航电设备落后

苏-27为什么这么重,这就涉及到苏-27的另外一个特点,就是雷达和航电设备落后,体积巨大。体积大,当然飞机就要设计得大了。

苏联的精密加工和电子工业非常落后,导致军事工业受到限制,苏-27战斗机采用的N001雷达不得不采用更大的发射功率,更大的发射天线,才有可能获得接近美国雷达的性能。这就意味着你的部件体积要更大,你需要更强的冷却系统,同时需要更多的电源供应系统来供电,但即使这样,这款N001雷达的性能仍然大幅度落后于美国,但重量却超过美国,竟然达到了550公斤,如果你算上后端的散热和电源等全套系统,这款雷达接近980公斤,也就是一吨重。一吨重的雷达,你见过吗?俄罗斯人做给你看。同时期美国人的A N/A PG 63雷达,重量只有221公斤。这是多么大的差距。就算这样,苏-27的N001雷达性能也就只有美国雷达的70%。

目前,俄罗斯最先进的战机苏-35装备的还是无源相控阵雷达,可是美国人早在20年前就已经使用上了有源相控阵雷达。可以看得出苏联和美国在电子工业上的巨大差距,这样一个差距在超视距空战中将更加明显,美国人能更早地发现你,用射程更远的导弹去打击你。可以说苏-27这款飞机无论是近距离缠斗,还是超视距作战,都不是美国战机的对手。

苏-27飞行控制系统落后

不仅雷达和航电落后于美国,苏-27虽然号称是世界上第二款电传飞控飞机,但是限于当时苏联电子工业的落后,电传飞控是所有电传飞控战斗机中功能最简单、结构却最复杂、性能最落后的设计。这样一个评价,并不是我给出来的。中共在引入苏-27的过程中,通过研究苏-27就获得了大量的经验和教训,在中航集团出版的院士丛书中就透露了很多关于苏-27飞控以及性能上的问题。

比如说,苏-27早期的原型机采用的是机械飞行控制系统,1978年,2号原型机在1,000米的高度飞行,出现了严重的飞行事故,机械飞行控制系统完全无法在俯仰方向上控制战斗机,飞行员拉杆之后,飞机剧烈上扬,过载迅速增加,飞机最后失控坠毁地面。苏联不得已在之后的设计方案中加入了电传飞控系统。

苏-27飞机上真正由电传全时间、全权限控制的仅有前缘机动襟翼与水平尾翼。其襟副翼是同时由电传飞控系统和机械飞控系统综合协调控制的,而垂尾则完全由机械飞控系统控制。苏-27的设计不断出现反复,机体内保存大量复杂的机械控制结构,使得苏-27的重量不断地增加,可靠性却下降。这就是我们为什么后来看到苏-27的重量竟然达到了18吨的一个重要原因。

大量的机械传动导致了苏-27机体飞行时间受到严重的限制。早期的苏-27飞行时间竟然只有1,000小时,这是因为飞机会在飞行过程中受到压力变化,发生不同程度的变形。就会导致机体结构和传动结构形成摩擦和干涉,同时复杂的转向结构,不仅占用大量的空间,装配和维护也困难很多。在近代由飞行控制系统引起的事故中苏-27贡献了绝大部分。由此可见苏-27的飞行控制系统有多么的不靠谱。

苏-27的设计和性能总结

苏-27虽然定型比F-15和F-16晚了接近十年,但总共的研发周期竟然长达16年,其中的反复多数是由于苏联航空工业体系落后所导致的,不得不反复修改设计,反复进行实验和验证。

苏-27第一个特点,气动布局来说是比较优秀的,是一个不错的作战平台,但是受限于当时苏联材料科学的落后,苏-27的机体结构以及寿命是一个巨大的问题。同时,由于苏-27的重量过大,所以虽然气动布局设计和理念先进于美国的F-15,但是作战性能却比不过F-15,而面对设计理念更加先进的F-16,苏-27在近距离缠斗方面更是没有任何优势。

苏-27的第二个特点是非常重。这样大的重量,它其实是源自于苏联落后的电子工业体系。

苏-27的第三个特点是雷达和航电落后。直到现在,俄罗斯最先进的还是无源相控阵雷达,早期苏-27使用的N001雷达竟然重达一吨,这样的雷达航电在遇到美国战机的时候将毫无招架之力。

苏-27的第四个特点是飞行控制系统落后。虽然苏-27是世界上第二个使用电传飞控和静不稳定的飞机,但是因为电子工业落后,其中使用了大量的机械传动结构和机械控制系统,也使得苏-27成为因为飞控系统出问题而发生事故最多的战斗机之一。

苏-27第五个特点续航能力强,这可以说是苏-27的优势。它的内部燃油最多可以携带到9.5吨。它的主油箱能够携带5.2吨,另外两侧有加起来四吨多的副油箱,叫内置副油箱,非常神奇的一个概念。这导致苏-27在远程飞行过程中几乎不太需要加油机,当然也会带来一个副作用,就是它的副油箱在绝大多数情况下是不使用的,却占据了巨大的空间,增加了飞机的阻力。

总的来说苏-27,相对于苏联前一代飞机,性能获得大大的提升,本身也是一个不错的作战平台,但是由于设计上以及电子工业上的种种落后,导致苏-27在面对美国同一代战机F-16、F-15将毫无还手之力。

在苏-27的基础上,苏联和俄罗斯开发出了苏-30、舰载机版本苏-33以及最新版本苏-35,形成了庞大的侧位家族,而在90年代,中共先后引进了四十多架苏-27以及苏-27的生产线,在此基础上开发出了歼-11、歼-15和歼-16,很多中国军迷称之为东方侧位。那么歼11和歼16到底有怎样的性能,苏-27又是怎么到的中国呢?请看下集。

我是子定,我们下期节目再会。

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(责任编辑:李红)

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