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揭秘俄罗斯PAK FA计划猛禽斯基战机真面目(图)

来源: 航空世界  时间:2008-08-19 12:52:43

 

  在未来的战斗机上,雷达隐身性能可以显著提高战斗机的空战效能和降低突防损失。模拟计算表明,当战斗机前向RCS(雷达反射截面)值由10平方米降到0.3平方米~O.1平方米时,超视距空战效能分别提高2.5倍和3.5倍左右,使突防机队的损失分别减少17%和28%左右。而美国使用战斗机攻击有先进地一空导弹保护目标的模拟结果表明,由于F一15无隐身能力,需进入导弹的不可逃脱区投放JDAM。实际上不可能使用JDAM攻击目标,而隐身的F一22却可以使用JDAM攻击目标,投弹后安全飞离。当然。如果过分强调战斗机的雷达隐身要求,就会严重降低战斗机的气动特性和飞行性能,所以俄罗斯工程人员认为,不能因隐身而影响飞机性能。尤其不能像F-117那样。所以,未来的PAK FA可以通过电子干扰手段弥补隐身的不足,俄罗斯空军要求PAK FA的前向RCS值达到0.15~0.3平方米。

机动性高于F-22

 

  机动性是保证战斗机夺取制空权的重要因素.相对于以前的战斗机,第五代战斗机具有显著高亚声速、超声速稳定盘旋能力,这不仅对实施导弹攻击具有重要意义。另外还可以保证飞机在无速度损失情况下减小转弯半径,在机动摆脱敌导弹攻击时具有很大优势。高爬升率可以保证飞机快速升空和占位,良好的加速性能使飞机快速追击敌机,大的瞬时盘旋角速度可使飞机快速机头指向目标,或有效规避敌导弹攻击。

 

  据俄罗斯航空专家对F-22机动性的估算。该机在海平面/马赫数0.9和5千米高度/马赫数0.9时,爬升率分别达到350米/秒和245米/秒左右;在5千米高度/马赫数o.9和lO千米高度/--5赫数1.5时,稳定盘旋过载分别达到7和4.3左右;在11千米高度.由马赫数o.8加速到马赫数1.6的时间约64秒。由于俄罗斯历来都非常重视战斗机的机动性。因此未来PAK FA的机动性可能相当或高于F-22战斗机。

 

  过失速机动可显著减小飞机盘旋半径,使飞机机头快速指向目标,为先敌发射全向格斗导弹创造条件,提离近距空战效能。在过失速机动飞行时,因飞机气流分离和速压小。需引入推力矢量控制,由于偏转发动机矢量喷管产生喷气升力和超环量诱导升力。增加飞机总升力。可进一步减小飞机盘旋半径和提高空战效能。模拟计算表明。采用推力矢量控制进行过失速机动时,可使战斗机的近距空战效能提高50%~70%。俄罗斯第五代战斗机使用推力矢量后,飞行迎角达到60度~70度时仍能保持稳定飞行,并可以在超过失速迎角范围进行空战。敏捷性是在考虑战斗机飞行员生理条件受限制条件下.提高飞机空战效能的有效措施。研究表明,当飞机的俯仰率由20度/秒增加到40度/秒.发动机推力变化率由18千牛/秒增加到36千牛/秒,滚转到90度的时间由2.2秒减少到1.8秒时,战斗机的近距空战效能可以提高50%左右。目前,美国空军已经对其装备的新型战斗机给出了敏捷性指标。并进行了设计研究,但是目前还难以推测俄空率对PAK FA敏捷性指标的要求。

 

  战斗机具有短距起落能力,可使其弹伤伤跑道的残余部分起落.或因滑跑距离短,当所需跑道被破坏时易于恢复。短距超落可保证飞机有高作战出勤率。从而提高作战效能。

 

  气动布局返璞归真

 

  在2007年的俄罗斯航展前夕,苏霍伊设计局对外公布了PAK FA计划T-50飞机方案三面图同时还给出TF一22三面图进行比较。从中可以看出。与F-22外形类似,T-50采用带尾翼的边条翼正常布局。并具有以下突出特点:

 

  1,翼身融合。从机身到机翼的平滑过渡,可增大飞机内部容积。因而能容纳更多的燃油和为内置武器创造条件。这种布局能减小机翼与机身的气动干扰而降低超声速阻力,其形成的升力面积增加飞机升力。

 

  2,机身的最大相对横截面积(机身最大横截面积与机翼面积的比值)与F-22相当,为6.5%左右。低于第三代战斗机的8%左右。由于飞机的超声速波阻随机身最大横截面积的增大而增加,这个比值显然可降低超声速阻力。

 

  3。采用小展弦比、前缘较大后掠角、后缘前掠的机翼形状,据估算其展弦比接近2.3,与F一22的2.36相当,前缘后掠角约53度,而F-22的为42度。因此可推测T-50有较小的机翼超声速阻力。

 

  4,大迎角时利用边条的脱体涡在机翼上表面一定范围产生的吸力,提高飞机的最大升力系数,并因边条能降低机翼相对厚度和减小机翼有效展弦比,可减小超声速阻力。

 

  5.武器内置。减小飞机阻力和提高隐身能力。此前的苏一47验证机的机身下表面就发现有4:75米×1.0米的大舱门设计,作为T-50的前期技术验证机,足以证明T-50也采用内置武器技术。

 

  6,采用轴对称矢量喷管在过失速时进行推力矢量控制,比F一22的二元矢量喷管结构简单重量轻,并具有更好的操纵性能。

 

  7,第三代和第四代战斗机在飞行中采用前缘和/或后缘襟翼(机动襟翼)随迎角和马赫数数自动调节偏度。形成不同的机翼弯度,以减小飞机亚声速机动飞行时的诱导阻力和增大升力。对于正常布局飞机,后缘襟翼作为机动襟翼的效果远低于前缘襟翼,而且苏霍伊设计局在设计苏-27时,有过因不采用前缘襟翼达不到机动性指标要求的严重教训,但在T-50的三面图上只看到后缘襟副翼,而无前缘襟翼。可能是采用了智能结构,用连续光滑弯曲的无铰接前缘代替前缘襟翼,这不但起到了襟翼的增升减阻作用,而且由于无襟翼和机翼间的缝隙,可提高隐身能力。

 

  8,为满足隐身要求。在外形上采用前机身侧面倾斜、机翼遮挡双斜切进气口和简单进气道、各翼面前后缘相互平行、倾斜配置双垂尾等措施。据报道,俄罗斯正在加紧研究用飞机上装的电子枪射出正负离子,在飞机周围形成等离子体,用于吸收雷达波能量来提高隐身能力,这种已经流传了多年的隐身技术有可能在PAK FA上变为现实。

 

  正如F-22所证明的那样,T-50采用正常气动布局,可以保证在超声速状态达到高升阻比,在亚声速状态获得高升力特性,能够稳定的飞行到过失速迎角60度,并在整个迎角和速度范围内保证飞行安全。因气动布局设计兼顾了隐身需求,可以取得良好的外形隐身效果。

 

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