苏-57剑指“天空之王”
2020-11-12李嘉骞沈海军
李嘉骞 沈海军
最近,俄罗斯苏-57战斗机吸引了不少人的目光。先是2018年俄罗斯在叙利亚战场部署苏-57引起广泛关注。紧接着,因坚持采购俄罗斯S-400防空导弹系统被北约盟友美国踢出F-35隐形战机项目的土耳其宣布,已经找到美制F-35战斗机的替代品,外界一直在关注土耳其可能用苏-57机型来替代先进的F-35战机。2019年5月15日,俄罗斯总统网站发布公告,声称俄总统普京在索契举行的国防工业发展问题会议上表示,俄军将在2027年前采购76架第五代战机苏-57,并在2028年前用这种飞机装备空军的3个航空团。
这不禁让人对苏-57的战斗力产生好奇,一时间,国内外对于苏-57战机能否撼动F-22“猛禽”天空霸主地位的讨论此起彼伏。各国专家都从各自立场出发,基于两者的性能数据进行判断,结果不尽相同。这些纸面数据是否能够真正转化为真实的战斗力、打赢空战,还是未知之数。但不可否认的是,苏-57已经开始向“天空之王”F-22发起了挑战。
命运多舛
苏-57是具有隐身能力的双引擎多用途第五代(相当于中美两国认定的第四代)制空及对地战机,是由俄罗斯联邦联合航空制造公司旗下的苏霍伊航空集团主导,在“未来战术空军战斗复合体(PAK-FA)”计划下进行研究、开发及生产的高性能多用途战机。
苏-57的构想早在2002年就有了,俄罗斯空军委托苏霍伊设计局主导“PAK-FA”计划的发展,代号为“I-21”,其中有一个较小版本用于俄罗斯海军航空部队,印度也加入其中并“负责”开发双座型。在“I-21”的研制中,苏霍伊设计局融合了苏-47和米格-1.44战斗机的技术,制造出了苏-57的前身—T-50战斗机,T是三角翼的意思(前掠翼或者后掠翼的内部代号则为S)。T-50即为苏霍伊设计局竞标俄罗斯国防部第五代战机项目的原型机。
2007年,第一台T-50原型机“诞生”,接下来本应该到试飞测试、不断升级的阶段,结果这次试飞因为引擎故障被搁置,技术问题也一直未被克服,就这样又过了3年。2010年1月29日,T-50首架样机T-50-1准备完毕,在阿穆尔河畔的共青城飞机跑道上起飞,完成了历时47分钟的首次试飞任务。
本以为试飞过后就能松口气了,没想到后续的试飞进程又经历了一波三折。先是2010年10月,俄罗斯联合航空制造公司表示在年底前可能与印度签订设计草案协议,当时的印度空军总参谋长表示采购T-50的费用为250亿美元左右,但由于印度计划大量采购西方新型战斗机,是否仍将订购T-50战斗机还不确定,项目资金前景因而堪忧。到了2014年6月,T-50第五架原型机在试飞时发生引擎燃烧致使飞机严重受损,只能拆了东墙补西墙,拿没有修好的第六架原型机的零件来修补。
苏-57的发动机布局和苏-27一样,采用机腹下双进气道
2017年8月11日,在庆祝俄罗斯空军成立105周年之际,俄空天军总司令邦达列夫上将在接受本国国防部红星电视台采访时首度证实,T-50终于获得制式代号苏-57。但仅过了一年,在2018年,印度突然暂停了共同研制的资金投入,俄政府也减少了在项目上的投资,苏-57的研究再次陷入困境。可是先期已经投入了那么多心血,如果项目当真半途而废,可能真就满盘皆输了。好在俄政府并没有完全撤单,从原先的数量改成第一批先采购12架,于是苏-57项目得以继续进行。
备受争议
从2010年苏-57刚一露面,大家就怀疑其血统不正,因为苏-57样机看上去就是“砸扁”的苏-27。虽然采用外倾式垂尾和可动边条,致使其外观与苏-27有点差异,但总体上,苏-57的机体结构是根据苏-27开发的,没有完全按照五代机所必备的“4S”性能指标进行彻底的全新设计。所谓“4S”,系指隐形(Stealth)、超声速巡航(Supersonic)、超视距感知(Superior-sensor)和超机动(Super-agility)。
五代机与之前战机的最大区别是隐形性能,各国的现役主力战机在此性能上无法通过改进现有技术加以实现,而苏-57恰恰在隐形方面的问题最大。这是因为苏-57的发动机布局和苏-27一样,均为机身下悬吊方案,采用机腹下双进气道,这种布局的优点是继承性强,利于简化设计难度,缩短开发周期,但同时导致了最大的隐患—进气道与发动机直通,发动机风扇叶片缺乏遮蔽,高速运转的叶片将形成强烈的雷达反射源,很难实现有效的前半球隐形。空战中,双方飞机开始接近时,都是机头对准对方,这个方向的隐形能力差,就难以在空战中实现先敌发现和进攻。
另辟蹊径
虽然国际上对于苏-57的隐身性能并不看好,认为其比不上F-22和F-35,但俄罗斯专家并不这么认为,他们认为苏-57是朝着多用途方向设计的。对于俄罗斯而言,广袤的西伯利亚人口稀少,防空薄弱,没有那么多雷达和预警机可用于日常探测,因此需要米格-31的雷达像预警机那样工作。苏-57是需要替换老旧的米格-31作为新的服役战机的,所以今后也将从事类似工作,此时,雷达常开的苏-57就不可能再隐形,增加隐形指标对苏-57来说在作战效能上并没有多大提升。如果反其道而行之,不过度强调隐身效果,而是尽可能增强其探测能力,可能实战效果会更好。
所以,我们看到苏-57上不仅有襟翼雷达,而且有机身侧面雷达,还集成并进化了光电探测系统。苏-57配备有N036“松鼠”型雷达,该雷达性能将超越美国的F-22和F-35战斗机,因为N036雷达将保障几乎全面的空中情况监察。俄罗斯专家阿列克谢·列昂科夫称:“在现代空战中,战机受到防空系统和敌机的双重威胁,全面的视野将成为巨大的优势。苏-57分别在机翼前缘,机身上方和下方以及尾翼装配雷达组件。全方位多角度的雷达天线,使F-22和F-35的所有隐形努力实际上都失去效用。”
苏-57机载有源相控阵雷达的飞行测试始于2012年,除了可探测到隐形飞机外,还可同时跟踪10多个目标。俄罗斯季霍米罗夫仪器制造科学研究所已宣布,N036雷达成功通过飞行测试,并达到了上报参数。俄罗斯空天军将很快获得苏-57战机的批量供应。除此之外,俄方称,苏-57还有出色的无线电电子战模块,可以压制敌方导弹的寻的系统。
这么多探测系统需要更大的电力供应和有效冷却,加上俄罗斯的国土面积较大,所以苏-57必然需要大航程。正因此,苏霍伊在研制苏-27的时候就在气动方面进行了很多研究,包括双发动机窄间距布局和双发动机宽间距升力体布局,二者比较的结果是双发动机宽间距升力体布局能够有更大的内部空间和更高的巡航效率。
俄专家表示,苏-57装备的是三维矢量推力发动机AL-41F1,而不是像F-22那种二维矢量推力发动机,这意味着俄罗斯飞机的机动性更好。此外,AL-41F1发动机允许苏-57战斗机在没有打开加力燃烧室的情况下,也能达到2马赫的速度。
关于机载武器,苏-57有两个大的内置武器舱,几乎占了飞机的整个使用长度。每个武器舱最多可搭载4枚K-77M空对空导弹,其射程已达到近200千米,大致与美国的AIM-120先进中程空对空导弹相当。
挑战“天空之王”
洛克希德·马丁公司的F-22战斗机自2005年12月宣布形成初始作战能力以来,至今已有10多年,它将隐身和令人震撼的机动性与传感器、强有力的武器完美结合在一起,号称“天空之王”,也是目前最标准的“五代机”。但美国《国家利益》杂志的大卫·马宗达日前撰文指出,俄罗斯的苏-57已经开始挑战F-22。
从动力角度而言,苏-57处于顶尖水平。苏-57的初始版本是由苏-35S发动机的改进版驱动,这种发动机被称为AL-41F1,单台加力推力可达14.5吨,远超最初推出的原始AL-31发动机。第二阶段的发动机(30型)已经处于结尾状态,试验工作接近结束。第二阶段发动机的燃油效率和发动机推力将远远超过AL-41F1,其设计技术性能和达到的参数指标完全符合世界第五代发动机的要求,这种发动机据称可以产生约17吨的推力,预计在2020年中期投入使用。苏-57在换装新引擎后,机动性可能会略超F-22。
俄制苏-57 战机上装备的N036B-1-01 X 波段雷达
从空气动力学角度来看,苏-57在气动性能设计上有两大优势:一是继承了苏-27的中央升力体气动布局,增加了升力系数;二是使用了较大的可动边条,它可以参与飞机配平,进一步增大升力系数。总的来看,苏-57的最大升力系数高于F-22,翼载荷也不高,这使得其常规机动性,特别是瞬时盘旋能力更具优势。另外,苏-57的推力矢量发动机具有一定的外倾安装角,通过发动机的差动有利于飞机的滚转机动控制。
虽然这些优点还不足以为苏-57隐形战机提供压倒性的军事优势,但这将令苏-57的潜在对手三思而后行。
2019年8月27日,在俄罗斯首都莫斯科郊外的茹科夫斯基市举办的第14届莫斯科航展上,苏-57战斗机编队进行飞行表演。苏-57由此成为继F-22、F-35之后全球第三款参与实战的五代机。
空中放伞
平时,战斗机着陆都是机轮接地后才放减速伞。2019年的俄罗斯莫斯科航展上却出现“惊险”一幕:苏-57战斗机在离地面还有七八米时减速伞突然完全打开,战机几乎是“砸”在了跑道上。
难道苏-57战斗机这次出意外了?其实并非如此,这只是苏-57战斗机飞行员在展示“空中放伞”高风险科目。展示中,战斗机落地后滑跑了300米左右就完全停下来,距离之短令人惊讶。
通常,战斗机降落的方式有三种,分别为减速伞降落、尾钩降落、阻拦网降落。在陆地上降落的战斗机,一般都采用减速伞降落方式。这种降落方式通常要求战斗机在着陆时才放伞。如果战斗机在空中放伞,一方面,飞机在着陆时所受到的冲击力堪比舰载机着舰时的冲击力,对机体结构的强度是个严峻考验;另一方面,空中放伞产生的强大空气阻力并不完全在轴线上,飞机可能因拉扯造成偏航,破坏其着陆姿态,飞行员稍有不慎,战机就会冲出跑道,这对战机的性能和飞行员的心理素质、操作技能要求很高。所以一般情况下,人们很少能看到“空中放伞”这一课目的展示。
虽属高风险,但对标实战需求,掌握“空中放伞”这种操作很有必要。战争中,战斗机跑道往往会因为各种突发情况出现长度不够、路面受损严重等情况,这时就要求飞机进行空中放伞,实现低空短距离着陆。
其实,并非只有苏-57的飞行员能进行这样的操作,印度、欧洲和我国的一些飞行员也曾经试验和使用过这种操作。