折翼金雕—俄罗斯苏47前掠翼战斗机研发始末

如今俄罗斯最新型第五代战机已正式命名为苏57,这个序列号总感觉有些突兀,因为很多人可能早就遗忘了它那昙花一现的前辈,下面让就我们来共同怀念一下苏霍伊破釜沉舟之作—苏47“金雕”战斗机。

折翼金雕—俄罗斯苏47前掠翼战斗机研发始末

事实上前掠翼技术并不新鲜,最早的一种是德国二战时期研发的Ju- 287四发轰炸机,这是世界上第一种用于实战的前掠翼飞机,于1945年2月完成了首飞,在后来的试飞中速度达到815公里/小时,当时仅有的两架原型机恰好被苏军俘获。

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上世纪八十年代美国也作过相关研究,并制成两架编号为X-29的技术验机试飞了数百小时。一般认为使用前掠翼的飞机转弯角速度可提高14%,飞机的活动半径可增大34%,起飞着陆距离可缩短35%~50%。

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但是,前掠翼存在一个致命的缺点—结构发散问题,这个问题普通人也很容易能够想象出来,就是这样反自然的结构在高速飞行中所承受的气流冲击和干扰可以轻易撕裂机体。所以美国人也不敢贸然采用这一诱人但又存在巨大风险的技术。

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但是苏霍伊却毅然选择了前掠翼作为俄罗斯四代机的技术方案,笔者觉得这是一种破釜沉舟的抉择,充满了悲壮的亮剑精神。因为当时美国标准四代机研发正如火如荼快速推进,不管是YF-22还是YF-23在技术上尤其是动力上已全面领先内忧外患的俄罗斯,时不我待,所以只能铤而走险用这种超常规布局弥补差距。正所谓“动力不足气动补”嘛!

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S-47使用的复合材料重量占空重的13%,后期这个比例又大幅增加。与传统全金属结构相比,S-47通过采用先进复合材料不仅使载重比提高了20-25%,机身寿命也增加到1.5-3倍,材料浪费减少到原先的15%,制造劳动强度降低了40-60%。S-37的机翼采用了先进复合材料制造的经过特别强度计算的自适应和预应力结构。为了加快研制进度,降低研制成本,该机大量采用来自苏-27M的机身和系统组件。

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制造工艺上也使用了很多超前的技术,如整张金属板制造的具有精确曲面外形的大尺寸机身蒙皮,这种最大长度达8米蒙皮能够形成及其光滑的表面,最大限度降低蒙皮紧固件的数量,在改善气动效率的同时降低结构重量。

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这种最大长度达8米蒙皮能够形成及其光滑的表面,最大限度降低蒙皮紧固件的数量

虽然苏霍伊设计局已经决定为S-37安装AL-41F推力矢量发动机,但原型机安装的是经过修改的D-30F-6M发动机。原因可能是当时Al-41F还无法交付,也可能是使用成熟的D-30F-6M来降低试飞风险。按照计划,“金雕”将在试飞后期换装AL-41F发动机,从而获得超音速巡航能力。

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蓝色01号在航展期间每天都飞,长长的翼尖涡流给观众留下了深刻印象

到1999年莫斯科航展开幕前,S-47原型机已经飞了50架次。蓝色01号在航展期间每天都飞,长长的翼尖涡流给观众留下了深刻印象。苏霍伊工程师发现亚光黑涂装根本无法掩盖住机身细节,航展摄影师拍摄的照片能清楚显示出机腹弹舱长长的舱门。另一件值得注意的现象是S-47的发动机喷流呈明显的橙色,表明一氧化二氮含量较高。

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全动鸭翼

悬臂式全动鸭翼位于边条两侧,前缘后掠50度,后缘前掠16度。前缘安装了电子战设备天线。两台修改过的索洛维约夫D-30F-6M加力涡扇发动机,全加力推力约20吨,发动机并列安装在后机身。计划试飞后期换装两台留里卡-土星AL-41F推力矢量加力涡扇发动机,全加力推力约17.7吨,但未实现。

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2002年4月,苏霍伊设计局被选中负责为俄罗斯空军研制一种全新的第五代战斗机——PAK-FA(目前为苏57),虽然该机没有采用苏-47激进的前掠翼布局,但其研制工作大大受益于苏霍伊在“金雕”项目上积累的宝贵经验,第一架原型机T-50-1在2010年1月首飞。PAK-FA项目启动后,外界普遍认为苏-47项目已经终止,第二架试飞原型机始终没能出现。不过俄罗斯空军司令邦达列夫上将在2014年8月11日表示,俄罗斯仍在继续研究苏-47或类似的前掠翼战斗机。也许在不久的将来,会有新一代俄罗斯前掠翼战斗机问世。

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