米格-29眼镜蛇

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导读:米格-29眼镜蛇机动好看不实用
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担任假想敌的F-16N型战机


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米格家族最新型号米格-35战机


作为第三代轻型战斗机的代表,F—16和米格一29先后装备了很多国家的空军。那么谁才是真正的“轻量级冠军”?有很多爱好者曾经拿一些常用的飞行数据来进行比较,进而判断飞机的近距离格斗能力,如爬升率、盘旋半径、翼载荷、推重比等。但在衡量现代战机的机动性好坏远比那几个简单的基本飞行数据复杂得多。在此,笔者作简单的分析供读者参考。


能量爬升率


所谓的能量爬升率是指飞机当时飞行速度乘以发动机剩余推力——即发动机可用推力与飞机阻力的差值,再除以当时飞机的重量(又称单位重力剩余功率),是衡量战斗机机动性的重要指标之一。在F—16与米格一29双方能量爬升率的对比中,由于来自不同国家媒体提供的相关参考数据不尽相同,出于不同国家不同的目的——当然大部分国家都是“老王卖瓜,自卖自夸”,公开的资料或多或少地都有些水分。初于保守起见,笔者参考相对权威的《简氏防务周刊》公布的双方早期机型的飞行数据:在海平面高度,早期的F一16A型在机内半油无外挂的情况下达到326米/秒,后来的C型因为任务需要增强增重,其最大爬升率下降为305米/秒左右。而早期的米格一29也在无外挂半油的条件下起飞,其最大爬升率也为320米/秒,后期改进型号也因为任务需要增强增重。因此在能量爬升率上,二者旗鼓相当、不分上下。但是以笔者的观点:由于决定能量爬升率高低的两个关键要素,一个是增加飞机的推重比,另一个是减小飞机的平飞阻力。实现前者在于提高发动机的推力和减轻飞机自身的重量;而后者主要是靠优化飞机的气动布局、使用先进材料以及结构布局来实现的(实际上是平飞阻力与飞机重量的比值)。在F一16与米格一29飞机推重比的对比中,参考《简氏防务周刊》公布的双方早期机型的飞行数据,F.16最大推重比接近1.1,而米格一29为1.06。在双方的平飞阻力上,由于没有公开的数据资料,我们无法对比。不过从双方的气动外形、结构布局以及飞机正面投影面积上看,F.16可能更小一些,因为F一16采用单垂尾,比米格.29少了个垂尾,此外F.16的翼形厚度也相对较薄,另外在结构重量上以及体积尺寸上更轻更小。因此在零升阻力上F一16也应该占据优势。话说到这里,大家可以很容易根据上面公式判断出F一16应该在能量爬升率上稍微占据优势。


盘旋能力


盘旋能力是战斗机常规机动性能中另一个重要指标,而现代战机的盘旋能力主要包括稳定盘旋性能和瞬时盘旋性能两个方面。在稳定盘旋上,决定其能力大小的主要因素有飞机可用升力、翼载荷、发动机推力和飞机阻力,当然还有飞机的配平能力,而瞬时盘旋能力却有所不同,它只与最大可用升力系数以及翼载荷有关(当然还受飞机结构和人员生理极限限制),与能量爬升率无关。因此前者属于能量机动范围,而后者属于角度机动范围。衡量飞机盘旋性能相关的参数有很多,主要有盘旋半径、盘旋角速度和过载等。 在翼载荷上,根据公开的资料计算,


F一16空重翼载荷约237千克/平方米。3000千克有效航载(2000千克油料和1000千克其他载荷)翼载荷约为340千克/平方米。而米格一29空重翼载荷约为300千克/平方米,3000千克有效航载(2000千克油料和1000千克其他载荷)翼载荷约为374千克/平方米。可见F一16翼载荷更小,对盘旋性能有益。Jtt,gb在飞机的推重比上,为公平起见,我们都把他们设定在3000千克有效航载(2000千克油料和1000千克其他载荷)。此时F一16的推重比为1.23,而米格一29为1.17,F一16略占优势。虽然,飞机的可用升力和飞机的配平能力大家不得而知,但是笔者认为,由于F一16与米格,29具有相近的展弦比和后掠角,只不过米格一29机翼翼形相对较厚,低速升阻比应该较大,应该具有更佳的低速盘旋性能表现。而在飞机飞行阻力上,由于F一16采用单垂尾,翼形薄,高速飞行时气动阻力要小些,不过低速时诱导阻力相对要比翼型较厚的米格-29要大,因此低速盘旋性能相对于米格一29要差些。据说F一16在低速时最小的盘旋半径为310多米;而米格一29在低空低速情况下最小盘旋半径仅有252米。但在空速较高的亚/跨声速阶段(M0.6-1.2),情况就截然相反了。由于采用双发双垂尾布局的米格一29气动阻力大、翼载大,此外由于机身材料结构强度上的限制,在亚跨声速阶段过载要求不大于7g,否则飞机将有颤振的危险。而在这一速度阶段正是战机作各种剧烈格斗机动的常用速度区。因此盘旋性能显著下降。而此时F一16气动阻力小、翼载小、推重比较高,且机身结构抗过载大,即使在亚跨声速阶段也可以达到9g,因此在高速阶段F一16应该能拉出更小的盘旋半径和更高的盘旋过载。据报道F-16A在飞行速度为M0.7时,其盘旋半径仅为650米。而米格一29在该空速下的最小盘旋半径达870多米。因此在亚/跨声速段的,F一16应该具有更好盘旋性能的优势。此外在盘旋角速度上,根据公开的资料,早期的F一16A型最大瞬时盘旋角速度可达到28度/秒,后来改进的型号因为任务需要而在结构增强增重,造成翼载荷增加而导致盘旋角速度下降,但其瞬时盘旋角速度也可达25度/秒。而早期的米格.29在低空的某一空速下其最大瞬时盘旋角速度也可达到28度/秒。在稳定盘旋性能上,F一1 6A稳定盘旋性能在现代的三代机中间是最好的,最大稳盘可达2l度/秒,而米格一29仅为18度/秒。


敏捷性


接下来我们来谈谈飞机敏捷性,所谓的敏捷性就是飞机从一种机动动作改变到另一种机动动作的能力,即飞机瞬态响应性好、反应敏捷迅速。衡量飞机敏捷性的判据很多,主要有滚转敏捷性、扭转敏捷性、轴向敏捷性等等。(参看链接)


由于F一16采用单发单垂尾气动布局,且发动机与飞机中轴线重合,整个飞机布局结构紧凑,质量比较集中,飞机转动惯量小,再加上单垂尾的布局设计,气动阻尼小,在一定舵面的偏转力矩下,应该具有更优异的滚转敏捷性。这一点相信看过F-16飞行视频的人都应该为其惊人的滚转能力感到惊叹。据报道,在低空F—16的最大初始滚转角速度达到340度/秒,接近一周。而像米格.29这类采用双发双垂尾的结构布局的战机发动机间距大、机体宽,飞机转动惯量大,再加上采用双垂尾布局产生的气动阻尼较大,因此在舵面产生相同的滚转力距下,飞机滚转角速度和角加速度相对于窄机身布局小,飞机滚转敏捷性差。据俄方资料报道为250度/秒,但笔者通过大量视频观测判断这也是在连续进行多周滚转条件下产生的数据,初始滚转速度远没达到这些。此外,据说米格一29在滚转过程中,对飞机的迎角也有严格限制,不得超过26度,否则副翼失效甚至反效。而F一16即使在迎角达30度的情况下也能出色顺利完成滚转机动。因此在滚转敏捷性上,米格一29要比F—16逊色的多。


此外,F一16装备的F100系列发动机采用的数字式燃料自动控制系统(FADEC),能比传统发动机燃料控制装置更快地对飞行员指令做出反应。相比传统的气动发动机燃料控制装置,在采用FADEC技术后,将油门推力由最小升至最大状态的时间比过去减小了2秒钟。这大大改善了发动机的响应性,再加上F一16阻力小、重量轻,当然其轴向敏捷性也就更高。而米格。29上装备的RD.33系列发动机采用传统的气动发动机燃料控制系统,因此发动机的响应性相对较慢,再加上飞机阻力较大、重量大,其轴向加速的敏捷性也就差些。


在俯仰敏捷性方面,根据公开的资料,米格一29的俯仰角速度为30度/秒,F一16为31.5度/秒,二者差距不大。(注:这里指在可控迎角范围内的俯仰敏捷性,不包括“眼镜蛇机动”那样的非可控的大迎角机动。)


除了上述常规机动敏捷性能外(绝大部分位于飞行包线中段),军迷们最感兴趣的可能就是米格一29具备一定的过失速机动能力,能做出普通F-16不能做出的过失速机动动作。然而实际上,除量产型F一16不具备过失速机动能力外,F一16的许多试验改进型(F一16/CCT、F—16/XL、F-16/MATV)都能做出比“眼镜蛇机动”更加令人瞠目结舌的过失速机动动作。不过,笔者认为在近距格斗中,“眼镜蛇机动”之类的花哨动作只不过是吸引老百姓眼球的,好看但不实用,其战术意义远没有俄媒体宣称的那么大。


此外,飞机的可操纵性也是一个重要的参考因素。所谓的可操纵性就是战机飞行品质好、各种开关方便操作、杆力柔和,驾驶员负担小、飞行无顾虑。只有这样,才能为近距格斗提供有利保障。在座舱总体布局上和各类仪表及开关等设置以及驾驶员的操作上,F-16也比米格一29舒适方便得多,更符合人体工程学,使驾驶员能迅速、方便、快捷地执行空战运动。此外,具有一个开阔的座舱视界也直接关系到飞行员的目标方位感知能力。由于F一16采用特有的无边框气泡式全景座舱,在座舱的视界上相对于米格一29来说占有明显的优势。


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