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本帖最后由 晨枫 于 2025-7-23 11:38 编辑
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. |) T1 W8 W7 R' p M K苏-75名为“将军”(Checkmate),但这不是名词“将军”,而是动词“将军”,就像下棋时出棋绝杀时说的。苏-57在2021年推出全尺寸模型的时候,轰动一时。几年下来,没消息了。估计俄罗斯没钱推动,外国金主又没有出现,苏霍伊只好搁置。要不是近来有“库兹涅佐夫”号的风波,可能没人想得起来世界上还有过苏-75这回事。
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“库兹涅佐夫”号到底是继续砸钱修复,还是就此凉凉,现在什么说法都有。俄罗斯海军养不起这样的大型航母,大型航母与俄罗斯海军在可预见将来的需求和海军战略也不符合,所以凉凉的可能性很大。俄罗斯海军未来要是重走航母之路,也可能是更小的中型航母,比如印度“维克兰特”号的级别。更加可负担,也更加适配俄罗斯的需要。
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在舰载战斗机方面,苏-33肯定凉凉了。太大、太重,也早就停产,重启的代价太大,也不值得。米格-29K的问题小些,但也落后太多。苏-75实际上成为唯一选择。
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9 G$ ~. H9 _, {/ k* f: v现在谈苏-75复生还太遥远,但这不妨碍苏-75实际上是个挺有意思的设计。
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" X- F, _9 h! z+ G苏-75比苏-57小一号,但载弹量并不少,可在机内携带3枚中距弹和2枚近距弹,另有6个外挂挂点,内外可携带7400公斤。最大速度达到M1.8,航程2900公里。最大过载为9g,作战升限16500米。
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苏-57采用大面积的带点后缘前掠的截梢三角翼,机翼平面形状和苏-57差不多。尾翼不再是传统的四翼面形式,而是V型。与苏-57一样,尾翼是全动的。单台涡扇发动机与苏-57的“项目30”一样,正是型号为土星AL-51,加力推力达到161.9kN。9 t( g8 z2 W7 k
- n4 B) K% K: \苏-57设计中,最特别的是进气口。这张大嘴很容易使人联想起波音X-32。$ b+ I2 M3 @2 r7 }0 R3 ], Y
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" R0 z2 m4 ^8 C在某种程度上,苏-57、波音X-32、成飞歼-10C都有点远亲关系,但三者因为完全不同的理由走成了亲戚。7 x& e. G! D/ X+ l, g; |$ e0 }
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波音X-32的设计围绕STOVL要求。STOVL的难点之一是垂直升力,难点二是姿态控制。波音X-32大体延续了BAe“鹞”式的思路,但把“四立柱”原理改称“双立柱”外加“拐棍”。“四立柱”本身就同时提供垂直升力和姿态控制,问题是这使得发动机设计高度别扭。为了“四立柱”,罗尔斯-罗伊斯“飞马”发动机像个趴着的乌龟,从压气机引出左右“前支柱”的喷气,尾喷口也分叉,形成左右“后支柱”。这使得“鹞”式不仅注定是单发战斗机,而且没法采用加力推力等常用技术。“四立柱”也要求“飞马”的压气机出力很大,在“前支柱”在巡航状态下关闭是,成为涵道比1.2的“高涵道比”战斗机发动机,有利于省油,不利于减阻。特异的喷口设计也阻力较大,不利于“鹞”式提高速度。这是60年代以后世界唯一的亚音速战斗机。
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3 `7 x w! [& z$ E波音X-32不仅把“四立柱”改为“双立柱”,还对发动机-STOVL专用系统全面重新设计。发动机本身改为简单的单一尾喷口,用导流板控制喷流转向,形成左右双推力,导流板控制向下和向后的推力分配,尾喷管再次分为左右,而且都可上下偏转,用作俯仰和横滚控制。部分喷气导向翼尖,提供额外的横滚控制。还有部分气流导向前方,一部分通过前控制喷口提供额外的俯仰控制,另一方面通过专用的气帘喷口形成向下的气帘,阻隔发动机喷流回流到进气口。
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% m% V5 H# k8 b8 c发动机喷流回流到进气口是“鹞”式的老问题,在一定程度上也阻扰了发动机推力的进一步提高。一旦喷气和进气形成环路,不仅推力损失,还容易因为进气温度过高而损坏发动机。波音X-32用前气帘解决,洛克希德X-35用前升力风扇解决,升力风扇的“喷气”接近常温(有压缩产生的升温,但没有燃烧产生的高温)。
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' j$ e+ t: U% _) t" l3 [5 V这些设计考虑迫使波音X-32的发动机尽量前置,只能采用现在看到的血盆大口进气道,机头锥起一点预压缩和DSI的作用,隐身则用雷达屏障解决。这是进气口后方、发动机正面之前的叶轮状格栅,涂覆吸波涂层,自身结构避免入射雷达的直视,也对进气起到整流作用。F-18E首先采用雷达屏障技术。# B7 W5 _" S+ N9 ]3 s% I
, |% g+ Y9 r# B5 I% ], |) T$ `歼-10C则是完全不同的路径爬上类似的山头的。除了鸭式三角翼vs正常布局,歼-10A的设计接近F-16的思路:机腹进气口相对短直,座舱和机头锥“骑坐”在进气口上方,向前延伸,不仅飞行员视野较好,雷达天线也有较大的空间。机头锥提供了预压缩作用,提高超音速进气效率。& o8 X4 L2 S& Z9 Q" c) F
' T/ g8 d, I0 O# t5 y1 F. Y" d$ O. h歼-10A强调超音速飞行,采用可调斜板的进气口。歼-10B和C采用DSI进气口,结构重量大大减轻,前向隐身大大改善,代价是最高速度有所降低,从M2.2降低到M1.8。作为空地兼优的多用途战斗机,M1.8够用了。7 `9 }- O% X6 X, d. c
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苏-57既没有波音X-32的STOVL要求,也没有歼-10C的历史负担,自然走不同的路径爬上同一座是山头。与歼-10C相比,苏-57可以看成进气口“嘴角”大大上翘的DSI,同时DSI鼓包与很大的机头锥完美融合。机头锥的预压缩作用更强,有利于提高速度,苏-57的最大速度也确实提高到M1.9,而且机头锥和座舱完美遮挡了发动机正面,没有“漏光”的可能。进气口“嘴角”向后延伸,自然形成边条,与F-22的加莱特进气口相似。
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/ q3 f. d/ J* F$ S k+ q; b$ B* V机体下半在后部形成“船尾”,有利于减阻。( m3 c6 F. Y8 `: p1 Y8 ^9 i
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问题是这样的U形(或者说“平底V形”)进气口的进气流动高度复杂,很难保证各种机动状态下的进气均匀、流畅。歼-10C和波音X-32进气口都可以极端粗略地看成均匀流动,只有DSI鼓包部分为了附面层控制而有意引入三维流动。换句话说,进气道设计相对简单,在传统设计工具上辅以DSI修正就能搞定。
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但是苏-57的U形(或者说“平底V形”)进气是本质三维流动的,设计工具极大复杂,技术上的不定性也极大增加。为了控制气流,苏霍伊实际上在进气口里加了一道垂直的隔板。现在还不清楚隔板的更多细节,但很有可能苏-57的进气道在进气口后分叉,绕过座舱后再汇合,通向发动机正面。
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也就是说,与米格-15异曲同工。
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5 c5 Q( p# S* ?& F! z. Z/ H米格-15的进气道从座舱两侧绕过去,进气口的中隔起到整流作用,在侧滑飞行时,尽量确保两侧绕流均衡,以保证汇合时形成均匀的气流。相比之下,F-86貌似同样的机头进气,进气实际上是从座舱下绕过去的,依靠很长但直通通的进气道达到“自然整流”。; t/ F2 v: U g4 n$ L) J% f: w
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米格-15的座舱比F-86低矮,阻力更小,速度更快。F-86的座舱位置更高,在战斗中便于观察四周,也不是没有优点的。苏-75似乎走的是米格-15路线,不过在两侧绕过座舱后,再向上绕过机体底部的主弹舱。好处也一样:降低座舱高度,降低阻力。这一次倒未必以增加速度为主要动力,更可能是减少“吃推力”,有利于提高起飞重量和机动性。这也有利于利用两侧的“边角空间”安排近距弹舱,主弹舱则在机体底部居中的位置,靠近重心。在结构受力和飞行平衡方面都有利。
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进气道中隔的前缘向后倾倒,这是为了与进气口外唇边缘对齐。
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# D5 J- n, Z' ^ i0 X% j总的看来,苏-75构思巧妙,挑战不少。但可能最终只能成为航空史上有意思的what if。不过在战斗机已经进入第六代的现在,要求已经上升到全向隐身、深度穿透、体系作战,苏-75做不到,顶多能做到“小巧的五代机”,估计也只有what if的命了。 |
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