猛禽斯基---俄罗斯T-50

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猛禽斯基---俄罗斯T-50


在等待多年后,迷雾中的俄罗斯第四代战斗机(俄国内称第五代)T-50终于首飞成功。这款凝聚了俄罗斯新时期航空技术精华的战机,采用了不同于俄国内战机的新颖外形和布局,未来发展目标也直指早在20年前就已开始试飞的F-22。


猛禽斯基---俄罗斯T-50



猛禽斯基---俄罗斯T-50


T-50试飞并未配备专用发动机和雷达航电系统。


1月29日,俄罗斯第五代战斗机PAF-FA/T-50,在经过多次延迟后,首次成功试飞。这是俄罗斯航空工业在新世纪取得最重大的突破,也让俄罗斯成为美国之后第二个能够研制第四代战斗机的国家。


从俄罗斯的报道来看,试飞应该是T-50的原型机,配备的应该是117S涡扇发动机(也就是所谓的4++代发动机),也没有雷达和航电系统。这也是国际通用的做法,即先用成熟发动机来验证飞机的气动和操纵性能,待飞机成熟后再装备新的发动机及航电、武器系统,用于飞机全状态试飞。


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米格I.42MFI可以视为隐身向机动妥协的产物。


MFI(多用途前线战斗机)计划


实际上,前苏联第四代战斗机(前苏联称之为第五代战斗机,为了避免混乱,下文统一采用第四代战斗机)研发项目启动时间很早,早在1979年前苏联就启动了I-90计划(90年代战斗机)。


前苏联空军对于第五代战斗机的性能要求重点排序分别是:1、超音速巡航;2、机动性能;3、隐身。为此俄罗斯中央航空动力流体研究院(TSAGI)提出鸭式布局的概念性方案,即利用鸭式布局的大升力加上自适应机翼来确保未来战斗机拥有较好的超/亚音性能和大迎角机动性能,特别是要求能够在90度或者更大的迎角保持飞行的稳定和可操纵性。


1985年,米高扬设计局战胜苏霍伊设计局,获得第五代战斗机的研制任务。1988年-1988年,米高杨设计局根据TSAGI的方案进行了细化设计,这就是MFI(多用途前线战斗机)项目,飞机编号为I.42。同年,前苏联空军批准新型歼击机的技术、战术指标,1989年,米高扬设计局发出I.42的全套生产图纸。


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MFI 需要在完善的空情信息支援下才能对抗F-22。


I.42的夭折


但是,前苏联在1991年解体,以及俄罗斯经济的严重滑坡,影响了计划的实施,以至于到1994年才完成2架I.42原型机的制造,并在当年的12月完成了地面滑跑试验。到了1995年,由于俄罗斯经济形势进一步恶化,I.42多用途前线战斗机的研制陷入停滞不前的境地。


同样受到延迟的还有配套的AL-41涡扇发动机,根据原计划,AL-41的单台加力推力高达196千牛。到90年代,该发动机的原型机已经在图-16改装的空中飞行实验室进行了基本科目的飞行测试,同时还在米格-25PD改装的飞行平台上进行超音速条件下的测试。但由于经费不足等原因,AL-41在20年后的今天仍未能投入使用。


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米格I.42生不逢时,只有进博物馆的命。


尽管米高扬设计局设法争取到部分经费,并在1998年向国家高层进行展示以争取经费,MFI还在2000年进行两次试飞成功,但方案最终还是遭到俄罗斯空军放弃。期间,米高扬设计局曾经要把MFI在97年莫斯科航展上展出,以吸引国外资金联合研制,但被军方阻止。


另外海外媒体曾经报道过,时任中央军委副主席的刘华清上将在访问俄罗斯的时候,俄方曾经向其展示过I.42。但从中国空军和航空工业对I.42试飞的评价来看,似乎对该机有一种见面不如闻名的感觉,实际上在较长时期内中国依然把美国F-22视为“唯一”的第四代战斗机。


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S-37前掠翼惊世骇俗,但依然没有成为第四代战斗机。


苏霍伊顶替米高扬


MFI项目的放弃,让俄罗斯空军及航空工业与美国甚至欧洲的差距被迅速拉大。是进入新世纪,美国的F-22、F-35和欧洲的EF-2000、阵风等战斗机陆续成熟,投入实用。特别是F-35将很快的装备北约盟国,让俄罗斯直接面临隐身战斗机的挑战。


俄罗斯空军的主力装备仍旧是第三代战斗机苏27,以该机的飞行性能及航电、武器系统,应付EF-2000等战斗机尚且勉强,更别说隐身能力好的F-22和F-35战斗机了。为此俄罗斯在本世纪初重新启动新型战斗机的研制,即PAF-FA(未来前线歼击机)项目,飞机编号为T-50。这次获胜的是苏霍伊设计局,加上苏-27系列在出口市场收获的丰厚利润,从而确定新世纪苏霍伊设计局在俄罗斯航空工业中的龙头地位。


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早前的T-50组装照。2006年时T-50研制工作已大部分完成。


俄罗斯的合作伙伴—中国?印度?


尽管,俄罗斯经济在本世纪初有所起色,但是研制第四代战斗机需要的经费在百亿美元左右,这已经超出俄罗斯自身的经济承受能力。实际上,连美国都感觉新型战斗机研制费用过高,从而为JSF项目引入了研制伙伴,JSF投入的研制费用超过了40亿美元。


2006左右传出俄罗斯希望与中国联合研制第四代战斗机的消息,但是中国并没有加入PAF-FA项目。其个中原因,从2002年苏霍伊获胜来推测,到2006年苏局应该已经完成大部分研制工作,邀请中国参加无非想分担研制费用而已,这种纯粹出钱的角色显然中国不愿意担任的。


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印度自身航空工业至今连LCA的问题都还没有完全解决。


到2007年,俄罗斯最终与印度达成联合研制第五代战斗机协议。这个时候,估计PAF-FA项目已经处于冻结技术状态,开始加工零件了。实际上印度本身也没有多少技术实力参与这个项目的研制当中,从目前获得来看,印度仅担负了一些机载设备的研制工作。至于分享技术,笔者非常坦率的说一句;即使俄罗斯愿意转让技术,印度能不能消化都是问题。


2008年俄罗斯空军宣布将在2009年进行T-50的首次试飞,2015年投放生产。2009年俄罗斯完成了T-50战斗机的制造,并在年底进行了地面滑距试验。2010年1月29日,T-50进行了首次试飞。


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T-50受F-22的影响是显然的,和苏-27的渊源更是清晰可见。


从飞机的仰、俯视图来看,T-50非常象F-22“猛禽”战斗机,因此叫“猛禽斯基”颇为适合。但从机头和机尾来看还可以隐约看到苏-27的影子,因此似乎可以把该机视为创新与继承并存的一种战斗机,这也符合俄罗斯目前经济技术实力的选择。


从布局上看,T-50放弃了I.42的鸭式布局,而改为常规边条翼布局。这样的改变,似乎可以看出俄罗斯空军在新的战斗机计划中将隐身放在了更为重要的位置,否则不会把原来的设计全面推翻。T-50采用了与F-22同样的菱形翼,这是因为就目前的技术水平而言,菱形翼是平衡隐身、机动、航程等方面要求的较好方案,所以F-23、F-35采用的都是菱形翼。


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T-50的机尾仍旧保留了大尾锥,主要是为了减阻。


这次PAF FA也采用同样的机翼,表明菱形翼在隐身和机动方面的优势得到了东西方的认可。


另外,T-50的机翼和尾翼前、后缘平行,使雷达反射信号只向几乎垂直与侧面的方向反射,避开了正前方和正后方。两个垂直尾翼向外倾斜,避免侧向发生镜面反射。T-50也采用了S形进气道和机身弹舱,这些都降低了整机的雷达反射面积。


但是从飞机的尾部来看,T-50几乎和苏27一样,几乎没有经过什么隐身处理。特别是其保留了苏27系列的尾锥设计,让该机从后部看起来几乎和苏-27一模一样。这样做可能是因为战斗机要在机身设弹舱,导致飞机的横截面增大,从而增加了飞机的阻力,采用尾锥可以按面积律来平滑机身,降低飞机的阻力。


所以,T-50的隐身能力估计仍不及F-22,但两者应该在同一水平。


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因为采用了轴对称推力矢量喷口,所以隧道较厚。


从飞机整体布局来看,T-50的机身扁平,显然延续了苏-27的升力体设计。加上机翼面积较大,翼荷较低,因此T-50具备较大的升力系数。另外,其机翼前缘后掠角似乎大于F-22,这显示T-50更重视高速飞行,更注重超音速拦截能力。从这一点来说,T-50似乎更象当年F-22的竞争者YF-23


另外,T-50进气道的位置与苏-27相近,这有助于改善战机的大迎角性能。还有就是,T-50采用了苏-37/-30MKI系列的轴对称推力矢量喷口(TVC),但是取消了这两者的鸭翼,也就是放弃了90年代俄罗斯战斗机典型的三翼面布局。从技术上讲,TVC为战斗机提供气动控制面外的一种控制方式,可以提高飞机低速、高攻角范围的机动性能,与气动控制面相配合可以增加飞机的迎角和机头指向能力。


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T-50的可动边条是一个设计创新,起到可控涡升力的作用。


因此从整体上说,T-50放弃鸭翼除了隐身方面的考虑外,另外一个原因可能就是俄罗斯在气动、飞控等方面的进步,能够在常规布局整合进TVC,进行飞控系统控制律的优化,即可得到较好的机动性能。T-50避免了采用过多的控制面而造成飞机重量和复杂程度的上升,从而降低飞机的成本,另外也降低了飞控系统编写的难度,特别是各操纵面的偏转控制与协调的问题。


综上所述,T-50应该具备了与F-22同一等级的超音速巡航和机动性能,但T-50受到发动机推力不足所困扰,这个在下面会谈到。


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T-50目前仍旧采用117S发动机,性能低于F-22配备的F119。


与外形布局的进步相比,T-50的发动机则更接近传统。根据俄罗斯媒体的报道,其早期可能还会采用目前苏-35BM配备的117S涡扇发动机来做为动力。117S可以看做用原来AL-41技术改进的AL-31F。从目前的指标来看,AL-41的中间推力是88千牛,最大加力推力在145千牛级,两个指标都低于美国的F119涡扇发动机,后者的指标分别是98千牛和155千牛。考虑到117S的重量可能也高于F119,所以T-50在推重比方面可能比F-22要差,因此在机动性方面比F-22要略差。


总体上看T-50似乎延续了苏27的设计思想,即通过加大升力来弥补发动机方面的不足,这反映了俄罗斯在航空动力技术方面比美国的不足。按照俄罗斯方面的说法,真正配备T-50应该是编号为129的涡扇发动机,其性能与F119相近,但该发动机还在研制之中。


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大量铆钉使得机体平滑度很成问题,对隐身影响不可忽视。


T-50将隐身能力放在首位


从MFI到PAF-FA,俄罗斯第四代战斗机项目的设计思想有了全面的变化。前面说过,MFI的性能要求重点是:1、超音速巡航;2、机动;3、隐身。从设计上看,实际上隐身向前两者做了妥协。尽管I.42战斗机采用了S形进气道、机身弹舱、隐身涂料、加大复合材料比例等一系列技术,但是其隐身能力估计比F-22还是有较大的差距,实际上该机似乎只是一种准隐身的战斗机。而从现在的T-50来看,其性能要求可能把隐身放在第一突出的重点来考虑,否则的话也不会把MFI项目全面推倒重来。



俄罗斯空军战略环境的改变


笔者认为这实际上反映了前苏联/俄罗斯国家战略发生重大变化的结果。在前苏联时代前苏联空军主要负责争夺中欧战场的制空权,以支持地面部队迅速攻击西欧。由于前苏联在此地建立了完善的防空雷达网及指挥控制体系,可以较为全面的实现对空中目标的全面探测,这样通过多基地雷达的联网就可以在F-22雷达反射面较大的区域探测到该机,从而引导I.42战斗机从这个区域发动攻击。


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借助LINK-16,北约及美国空军已形成体系战力。


I.42战斗机良好的机动性能保持双方在进入格斗后能够保证较高的胜算,从本质上来讲,其仍旧体现了前苏联传统的截击-空战战术。就例如苏27,由于航空电子系统无法处理那么多的目标信息,就把目标信息交给外部指挥控制系统处理,然后由其对苏27进行目标分配和指示,保证空中编队拥有较高的作战效率。


随着前苏联的解体,由于俄罗斯经济不振,前苏联原有的防空雷达网已经支离破碎,即使是国土防空作战,恐怕也难以组织起较为有效的空情信息保障。反观美国及北约,空中预警与指挥体系日益强大,在这种情况下,别说面对F-22、F-35,甚至面对EF-2000,恐怕I.42战斗机都没有多大胜算,这也许是俄罗斯要把MFI项目推倒重来的主要原因。


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后期IRST可能有改动(图中红圈),但整体变动应不大。


俄罗斯国防战略已转向防御


T-50战斗机对隐身性能的重视,首先可以确保战机在北约严密的空中战区指挥与控制体系的生存问题;就其机动性能来说,可以与F-35、EF-2000和阵风这些飞机相抗衡。但就总体来说,T-50并没有象F-22那样实现隐身、机动性能的兼顾。从T-50对隐身性能的重视,也可以看出俄罗斯的国防战略已经立足于与邻国打一场局部战争,而不是象以前那样的美苏全面对抗,毕竟俄罗斯现在的经济技术实力不但比不上美国,比前苏联也有很大的差距。


同样受限于俄罗斯目前的经济技术实力,未来的T-50与现有的飞机将不会有大的变化。尽管俄罗斯媒体说这只是第四代战斗机的原型机,但实用型估计与该机应该大同小异,顶多一些细节处理可能要更合理一些,如机头的前视红外搜索/跟踪系统(IRST)。T-50全面改动的可能性不大,甚至象苏27原型机T-10到T-10S那样的大改可能性都不大。


猛禽斯基---俄罗斯T-50


从MFI到PAK-FA,不论前苏联还是俄罗斯都未实现隐身、机动两个方面性能对美国技术的超越。YF-22在1990年就试飞了,近20年后T-50不仅姗姗来迟,还后来而不能居上。这实际上反映俄罗斯与美国在经济技术实力的差距,也再次证明强大的综合国力是一个国家军事实力全面、持续发展的根本保证。


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