楊淵濱
蘇47金雕並不科幻,只不過把後掠翼改成了前掠翼,主要為了戰鬥機的機動性。要說科幻也可以,把氣流吹過,飛機機翼往後掠人為改成了往後前掠,那樣就出現兩個問題。第一氣流分裂很難控制,第二是飛機機翼的本身也容易折斷,材料也是個大問題。
第一個問題,蘇霍伊可能已經解決了,第二個問題估計沒有解決。因為在整個飛行過程中,沒看到蘇47機動性有什麼特別,人們只是注意到了兩個前掠翼奇特之處。當人們想看看他的再多特別之處時,蘇47停飛了,現在看起來更像一個噱頭和驗證機,只不過把實驗放在了公共平臺上。
至於為什麼蘇47不發展了,除了材料問題還有就是不隱身。在這個隱身為第一的年代,不隱身的戰鬥機都不好意思叫新型戰鬥機了。所以蘇47永遠是驗證機,不過蘇47有一個特別明確的編號,也是夠另類的。因為在俄羅斯驗證機是沒有編號的,都是以T開頭,比如蘇27的T10,蘇57的T50。只能說蘇47是特別機型中的特別罷了。
大志遠思想空間
蘇-47,是蘇霍伊航空集團研製的多用途超音速戰機,但只是俄羅斯下一代戰鬥機的技術驗證型號,由於俄羅斯軍方並未相中,導致項目的最終下馬,蘇霍伊航空集團讓蘇-47成為俄空軍新一代主力戰機的夢想破產。
綽號金雕的蘇-47,其最大特點在於前掠翼的設計,與一般戰機的後掠翼佈置方向剛好相反掉了個頭,美國格魯門公司的 X-29試驗機和蘇-47很相似,因此貌似非常科幻的模樣。
1997年9月25日,此驗證型戰機實現了首飛,恰巧也是F-22實現首飛的年分;2002年中取得了編號蘇-47,由於其技戰術性能始終無法滿足俄羅斯空軍的需求,蘇-47被迫停止研發,最終沒有實現量產,只是作為蘇霍伊航空集團的技術儲備而已。
軍迷們都知道,戰機的機翼一般都是後掠翼,極少有前掠翼戰機裝備空軍,看習慣了後掠翼,氣流從機翼上掠過,是非常順暢的。
突然,來了架前掠機翼,感覺就是怪怪的,看得就是不順眼,有悖常規戰機的氣動佈局;當然,這僅是個人作為軍迷的感想,或許航空專家不是這麼認為。
儘管在航空專家眼中,前掠翼的氣動佈置,可增大戰機的轉彎角速度,不會出現翼尖氣流分離現象,可增大戰機升力等,但前掠翼佈置的方式,卻存在一個致命的缺陷,那就是結構發散問題。
美軍工在研發F-16戰機時,也曾經研製了一架帶前掠翼的原型機SFW/F-16,發現戰機的轉彎角速度可提高大約14%,尤其是活動半徑可增大34%,滑行距離也能大幅降低。
但就是存在結構發散問題,始終是SFW/F-16無法解決的問題,因此為了安全起見,F-16戰機就未採納前掠翼的機體結構,讓常規後掠翼佈局的F-16終成一代名機。
空重14.4噸,最大起飛重量34噸,最大飛行速度每小時2500公里,實用升限1.8萬米,航程3300公里,作戰半徑1400公里,即便從當下的眼光來看,蘇-47的技術參數並不落後,作戰能力幾乎超越了F-15/16、蘇-27等著名戰機。
之所以蘇-47從輝煌走向沒落,其中一個很重要的原因就是前掠翼的技術問題,所謂成也前掠翼敗也前掠翼,蘇霍伊航空集團始終無法克服前掠翼氣動佈局,帶來的嚴重問題結構發散缺陷。
倘若想解決機翼發生扭曲變形,得加強機體的結構剛度,但其重量卻是戰機所無法承受的,蘇-47的設計似乎超前了,以當時蘇霍伊航空集團的技術無法掌握前掠翼設計帶來的風險,因此,蘇-47戰機僅生產了一架試飛驗證型。
此外,蘇-47戰機的許多技術尚不夠成熟,要解決戰機存在的結構發散缺陷,需要投入大量的資金, 包括新材料、新工藝等,是缺錢的蘇霍伊航空集團包括俄羅斯空軍所不能承受的,因此,俄羅斯空軍對蘇-47只能忍痛割愛了。
隨著T-50也即當下編號蘇-57隱形戰機研發項目的啟動,特別是2010年1月T-50戰機首次試飛成功,標誌著蘇-47項目的徹底終結,蘇-47戰機就此銷聲匿跡。
國平軍史
蘇-47“金雕”戰鬥機最大的特點在於前掠翼設計,由俄羅斯蘇霍伊航空集團研製,在設計與試飛階段曾經給予S-32和S-37的編號,1997年9月25日首飛,2002年編號改為蘇-47,與美國格魯曼公司的X-29試驗機很相似,是俄羅斯新一代戰鬥機的技術驗證型號。它具有良好的低空低速機動能力和超機動能力,由於機上將裝自動化程度很高的操縱系統和火控系統,故飛機可完成0速的機動動作,也可在保持航跡不變的情況下,完成0半徑的轉彎(定點轉彎)和完成0半徑的筋斗(定點筋斗),因此在空戰中飛機頭部可以隨時指向敵機,並實施攻擊。由於飛機的升阻比大,故飛機的作戰半徑和留空時間都較大。該型飛機具備超音速巡航功能,可迅速到達作戰空域。但是由於蘇-47“金雕”戰鬥機不具備隱身功能,無法滿足俄羅斯軍方的未來空戰需求,最終停止研發,並未被俄羅斯軍方採用,也沒有實現量產,簡單來說就是蘇-47“金雕”戰鬥機已經下馬,所以“銷聲匿跡”也是很正常的。然而俄羅斯似乎並不甘心讓這一款花費巨資研發出來的先進戰鬥機就這樣泯滅於歷史長河裡,這不,在今年俄羅斯航展上“金雕”又開始出來亮相了。
▼下圖為在莫斯科航展中與蘇-30、蘇-35一同進行飛行表演的蘇-47“金雕”戰鬥機
時隔16年,蘇霍伊公司的蘇-47“金雕”戰鬥機項目大有死灰復燃之勢
在剛剛過去的2019年莫斯科航展期間,除去明星機型蘇-57之外,吸引最多軍事愛好者注意力的可以說就是蘇-47了。與被團團圍住、只有正面可以看的蘇-57不同,蘇-47展出的尺度非常大:雖然還是被圍在及腰高的鐵柵欄裡,但由於它是在靜態展區最外圍的展品,參展者甚至可以隨意繞到它的背後拍攝發動機噴口,或趴在地上拍攝它的彈艙。10月16日以“普京復活蘇-47戰機將成為土耳其F-35的替代品”為題的報道在俄羅斯的媒體上指出:美國《國家利益》的專家稱,俄羅斯蘇-47“金雕”戰鬥機不僅是美國F-35的絕佳替代品,而且由於土耳其的需求,也是最令人垂涎的出口戰機。在土耳其喪失購買F-35的機會之後,有軍事專家稱,普京“復活”的蘇-47戰機將成為土耳其F-35的替代品。
▼下圖為土耳其垂涎已久的F-35隱身戰鬥機,只可惜美國人明確表態不會向土耳其出售該型飛機
作為F35項目的聯合研發初始參與國,以及西方體系空軍裝備的傳統使用國家,土耳其按理來說是不太會引進列裝一款完全有別於西方體系的俄製戰機的,這個可能對於土耳其來說其實也面臨很多現實困難。但是,在美國以俄土S400防空導彈系統交易為藉口,將土耳其踢出F35項目之後,土耳其引進俄製戰機的選項就成為一種可能。而且,在美國將土耳其踢出F35供應鏈條之後,土耳其也確實多次威脅稱,俄製戰機是可能的選項之一。受此影響,俄羅斯現役最先進的四代半戰鬥機蘇35、正在大力研發中、即將服役的重型五代隱身戰機蘇57就成為土耳其最有可能的引進選項。但是,在最近,在土耳其可能引進俄羅斯產的戰鬥機型號中,又多了一款機型,那就是蘇47。
▼下圖為正在進行低空高速飛行試驗的蘇-47“金雕”戰鬥機,必須承認該型飛機的外形是世界上設計得最炫酷的,同時也是最無用的
蘇-47“金雕”戰鬥機作為噱頭經過炒作後可能依舊回到寂靜中,最後被人們所遺忘
有錢和沒錢的國家都希望裝備具備隱身功能的四代機,而蘇-47“金雕”戰鬥機是又貴又不隱身,因此前景並不被看好。然而俄羅斯一支引以為傲的軍火出口生意近幾年來開始走下坡路,而蘇霍伊公司自中央升力體飛機(即蘇-27系列)以後再也沒能出品過經典戰機,如今在蘇-27的基礎上研發的蘇-35已經將中央升力體戰機的潛力挖掘殆盡,而所謂的四代機蘇-57則像是一架被拍扁了的蘇-27,隱身性能極差。鑑於土耳其與美國的緊張關係,採購F-35已經無望了,因此俄羅斯需要重新炒一炒蘇-47“精雕”這盤冷飯,萬一忽悠成功了贏得一批訂單,那麼維持生產線和研發新戰機項目的資金也就有著落了。
▼下圖為蘇霍伊公司的西伯利亞飛機廠蘇-35戰鬥機生產線,老毛子簡單粗暴的製造工藝風格一直傳承到現在
然而土耳其並非像印度那樣人傻錢多,一款不隱身的戰機並不適合該國的國防需求,只是恰逢其時地配合俄羅斯做戲,一來可以表現出一場土俄友好關係的戲碼噁心噁心美國政府,二來可以刺激一下洛克希德.馬丁公司,用這種方式向美國軍火商表達一種“我手頭的錢可要送給老毛子了”的信息,藉此寄望軍火商們向政府施壓,待兩國關係改善後可以繼續購買先進的F-35。而俄羅斯的蘇-47“金雕”戰鬥機價值就在於雙方不同目行進的相同戲碼,待風頭一過,骨骼精奇的蘇-47“金雕”戰鬥機可能就真正的會從此“銷聲匿跡”了。
▼下圖為蘇-47“金雕”戰鬥機的三視圖,該型飛機至今只生產過一架原型機
綜上所述,如果俄羅斯在技術不斷地改進中,重新復產蘇-47戰鬥機,很可能讓蘇-47成為一款介於蘇-35和蘇-57之間的高性能多用途戰鬥機,從此不再“銷聲匿跡”。Su-47機身的橫截面為橢圓形,全機主要由鈦鋁合金建造,13%為複合材料。機鼻雷達罩在前部稍微變平,底邊為水平,為的是將它的反尾旋性能最優化。機翼面板的90%由複合材料製成。前掠翼的縱橫比很高,這使它在長距離任務中有很高的性能。翼前緣延伸面與機翼平滑地接合,機翼前緣有可彎曲的板條,機翼後緣為襟翼和副翼。 蘇-47戰鬥機有明顯的機翼翼根邊條和長長的機身邊條,能降低阻力和減少雷達反射信號,改善飛機的起飛著陸性能,在亞音速和大迎角時有很好的氣動性能,可增加飛機的航程和高空機動性,並能充分利用複合材料的結構特性。然而不隱身是蘇-47“金雕”戰鬥機與生俱來的硬傷,俄羅斯目前已經有一款半隱身的蘇-57,即使手裡有錢也只會去研發新一款具備真正意義上隱身功能的戰鬥機,而不是去炒一盤永遠炒不香的蘇-47,所以最終“銷聲匿跡”是既是蘇-47“金雕”戰鬥機已經註定的命運,也是所有三代機不可逃避的命運。
▼下圖為打開內置彈倉的蘇-47“金雕”戰鬥機
兵器知識譜
在探索先進戰機的道路上,前掠翼佈局曾引起了很大關注,一些國家還進行了實踐,但是最終推出原型機並且進行深入研究的恐怕只有蘇-47“金雕”戰鬥機一款。然而,由於生不逢時,蘇-47剛問世就顯得已經落後了,因此蘇-47在參加過航展之後就再次銷聲匿跡了。那麼,本來被寄予厚望的蘇-47,為何會落得如此下場呢?究根結底,蘇-47沒有成功的根本原因,還是其性能無法滿足空軍的實際需求,總體表現無法和其他先進戰鬥機相比。
蘇-47獨特的前掠翼三翼面氣動佈局
蘇-47“金雕”戰鬥機採用了獨特的前掠翼三翼面佈局,這種設計不僅明顯區別於後掠翼佈局戰機,也不同於美國的X-29A前掠翼二翼面佈局。蘇霍伊設計局對這種設計十分看好,認為蘇-47能夠達到五代機的水準,在不加力的情況下,也能進行超音速巡航,同時還具備良好的隱身能力。雖然這種想法在現在看來有些不切實際,但是在剛剛提出設計方案時的上世紀八九十年代,世界上還沒有五代機問世,蘇-47戰機的前身CY-37方案還是具有可行性的。
蘇-47的三翼面是由前翼、主翼和尾翼組成,其鴨翼較短,呈梯形結構。蘇-47的三翼面佈局能為飛機提供更大的升力,使飛機的載荷更為均衡,機翼的尺寸和重量變小,可以降低油耗,還具有良好的低速飛行能力。三翼面佈局還能改善飛機的起降性能,起飛時的升力大,飛行過程比較穩定,降落時前翼可以化身為減速板,能夠縮短滑行距離。所以蘇-47的前身曾經提出過艦載機的設計方案。
蘇-47的前掠翼設計的臨界迎角大,不容易失速,升力增加使主翼的升力潛能得到最大程度的發揮,具有更高的超機動能力。前掠翼的氣動阻力小,升阻比高,前掠翼三翼面形成翼身融合體的氣動佈局,使飛機的截面積沿機身軸向分佈曲線比後掠翼要平滑很多,可以使飛機不加力也能進行超音速巡航。蘇-47的前掠翼佈局擁有更好的超音速和亞音速飛行性能,後掠翼戰機普遍存在低速性不好的缺點。前掠翼具有抗尾旋的特點,而且採用碳纖維複合材料,可以消除機翼的振動問題。複合材料還可以吸收雷達波,減少雷達散射截面積,提高了蘇-47的隱身能力。
蘇-47沒有量產服役的主要原因
蘇-47及其前身的研製最早開始於上世紀八十年代,但是期間幾經變更設計,又因為蘇聯解體等原因,研製過程十分曲折。蘇-47的研發十分緩慢,錯過了很多時機。由於蘇-47的結構比較特別,在前掠翼佈局方面,經驗和技術積累較少,只能摸索著前行,還需要進行大量的風洞試驗,這些都是蘇-47進展緩慢的原因。一直到1997年,蘇-47的前身S-37才完成首飛,到了2002年才改名為蘇-47,此時美國的第五代隱形戰鬥機F-22已經問世,蘇-47與之相比並沒有太大優勢。
從理論上看,蘇-47戰機的結構佈局和設計確實有很多優點,但這是在所有設計指標都能實現的情況下而言的。然而對於俄羅斯來說,用於研發新戰機的資金十分緊張,所以對蘇-47的投入非常少。作為一種全新機型,蘇-47恰好又需要比普通戰機更多的測試和技術攻關。對於俄羅斯而言,用最少的投入研製出最先進的戰機,才是切實可行的。蘇-47的前掠翼三翼面氣動佈局在世界上尚沒有成功的先例,所以有很大的失敗風險,與其支持蘇-47,不如支持在蘇-27基礎之上改進而來的蘇-30及蘇-35。
蘇-47項目停滯不前還有一個關鍵原因是,它沒有吸引到任何國外客戶。無論是早期的蘇-27,還是後來的蘇-30以及蘇-35,均獲得了來自國外的訂單,這是該系列戰機能夠順利更新換代的重要原因。新世紀之後俄羅斯提出了代號T-50的五代機項目,印度對其非常感興趣,給予了一定資金支持,還表示在研製成功後將第一時間購買,因此T-50戰機的起步也很順利。如今T-50已經變身為蘇-57,成為俄羅斯未來五代機的唯一選擇,而蘇-47則慢慢銷聲匿跡了。
老豆說軍武
蘇-47的優點很明顯,那就是出色的亞音速機動能力,缺點也很明顯,那就是正向RCS和超巡,也正是這兩個缺點將蘇-47打入了冷宮。
蘇-47的研製的目的是下一代五代機,通過F-22來看的話,美國空軍當時對於五代機的理解就是:低可探測性。(隨後美國空軍的理念發生了改變,不過新的五代機概念低可探測性依然存在)
隨著時代的變化,美國空軍對五代機有了更新的理解
以低可探測性為主,其他具體設計來應對具體的情況的理念糅合出的五代機就是F-22。比如:F-22為了應對蘇聯的可能存在的對地打擊力量,必須具備短距起降的能力;F-22還要有足夠飛越戰區的航程,因為F-22的任務是協防甚至完成整個西歐的制空,所以航程必須足夠;F-22還要擁有出色的超音速和亞音速機動能力,這是為了對抗蘇聯的四代機等等。
這些共同的特徵構成了F-22,但是當時五代機最主要的部分就是低可探測性。
就算俄羅斯的五代機理念與美國有很大不同,但必須承認的是低可探測性對於飛機的生存和幫助,所以對於五代機來說RCS是必須的。
當然不同的五代機也有不同的側重方向,F-35,J-20就和F-22有很大區別,不過RCS是均有的指標
超巡的能力,超巡的意義在於什麼呢?超巡的意義在於快速進入戰場的同時還能儘量的省油。(這個省油是相對的,因為亞音速巡航才是最省油的,只能說超巡比開加力超巡要省油很多)
對於大多數的不能超巡的戰機來說,同樣可以通過加力來提升自己的速度從而達到快速到達戰場的目的,但是那樣做的話,飛機的油量會遭到極大的損耗,要是考慮留下部分燃油用於返航,那麼飛機可以持續作戰的時間就會被極大的限制。
但是蘇-47的前掠翼在跨音速區間的波阻和超音速後的配平阻力都會較大,這就導致蘇-47很不擅長超巡,對於俄羅斯這樣國土面積龐大的國家,超巡的能力可以說是很重要的。
超巡的難點在於超音速配平阻力,激波阻力和發動機,其實說到底也就是超音速升阻比和推力
所以蘇-47的優點固然存在,但是根據時代的選擇,正向RCS和超巡足以將蘇-47打入冷宮中了。如果是注重機動能力的四代機,蘇-47會比較適合,但是那個年代也無法解決前掠翼氣動彈性發散的問題。
況且蘇-47也只是驗證機,是為了下一代戰機做技術驗證的,這樣的飛機其他國家有很多,有了缺點最後棄用是很正常的,也是很合理的。
英雄光
▲“金雕”
也許蘇-27太過優秀了,在俄羅斯試驗了多種改型飛機,包括蘇-57,被人稱作“拍扁的蘇-27”。當美國打造出F-22,全面壓制蘇-27,俄羅斯自不甘落後,繼續在蘇-27的道路上更進一步,便有了蘇-47,原型機於1997年首飛,2002年正式編號蘇-47,可以說被寄予了很高的期望。
飛行性能高,多任務能力強,還有一定隱身能力,然而經過軍方反覆思考,還是難以滿足與F-22相抗衡,最終決定下馬,也就變得毫不奇怪。
裝備首在使用型,不能克敵制勝,即使堆砌太多的技術,看似眼花繚亂的性能,也無濟於事。不過,通過相關實驗,完成幾百次飛行,為俄積累前掠翼技術,立下不少功勞,這也是蘇-47被廣泛傳唱的原因。
當年按下一代戰鬥機而打造,設計不謂不用心,投入重金,反覆試驗,試驗的結果證明,它是優秀的,然在技術上面臨突破的困難。比如前掠翼,到底沒有解決機翼結構發散的障礙。
當然,如若俄羅斯現在不差錢,持續推動這一項目,上演“金雕”歸來,並非不可能,這飛機總比蘇-35要好些。
所謂一分錢難倒英雄漢,無數類似“金雕”的項目,大約也只能嗄然而止,令俄不僅為之扼腕嘆息,就是今天航空界,仍津津於其設計的回味無窮。
不過有一點也請注意,美國停止了類似項目X-29的研發,並不覺得心疼,因為它的完成程度要比蘇-47低得多。今天俄羅斯將自己的五代機命名為蘇-57,也算是命名上的一種寄託吧,從蘇-27到蘇-57,走過中間一段艱辛,未來研發之路也許能走得更穩。
魂舞大漠
(本文由桌面戰爭兵棋原創撰寫,圖片來源於網絡。“桌面戰爭兵棋”專注于軍事領域的耕耘,堅持原創,堅守初心。歡迎您的指點。)
蘇-47出世之初之所以能引起轟動,除了對這種新型戰機先進性能的企盼,更重要的還是其拉風的外形。前掠翼設計讓蘇-47外形充滿了未來科技感,這種一反常態的設計讓當時的軍迷們大呼次時代戰機到來。
但實際上蘇-47並不是第一種產用前掠翼設計的戰機。早在二戰時期德國就有多種採用前掠翼設計的戰機,像著名的遠程轟炸機Ju-287(2架原型機被蘇聯繳獲,我猜多少也給蘇聯設計師了一定啟發);還有迄今唯一一款量產的前掠翼戰機HE-162,在二戰末期裝備了德國三個飛行聯隊,取得過2個戰果。
時間近一點還有格魯曼公司的X-29,X-29是上世紀80年代美國X系列實驗飛行器中的重要一員。也側面說面-47為何會銷聲匿跡,美蘇兩個都曾試過前掠翼設計,但終究都無法在享受前掠翼的優點時解決前掠翼的致命缺點。
前掠翼設計有個致命缺點,就是結構發散高速下會導致機翼變形甚至解體,在現如今的基礎材料科學還無法解決這個弊端。所以蘇-47其實是註定會夭折的一款產品,隨著俄羅斯五代戰機蘇-57的交付,金雕的銷聲匿跡也實屬正常。
桌面戰爭兵棋
蘇47金雕為何會突然銷聲匿跡?其實原因非常簡單,大致有幾點問題。1.自身性能沒有達到預期、2.機身材料強度無法支撐前掠翼、3.俄羅斯政府財力不足,沒有辦法向蘇霍伊公司提供更多的資金去研製一款非隱身的傳統戰機。
首先就是飛機自身性能沒有達標,從飛機的整體外形就可以看出,它與蘇霍伊傳統飛機已經很不一樣了,從這一點也能夠看出蘇霍伊公司也想要打造一款全新的機型。但是飛機這種高科技裝備就是如此,一個全新的氣動外形沒有十幾年是吃不透的,所以建造出來的蘇47原型機,真正的飛行性能卻還不如傳統蘇系戰機,這是令大家都失望的,既然新的好不如老的,那就沒有必要推出新機型,下馬是很正常的事情。
其次就是蘇47的前掠翼外形,之所以蘇47戰機被製造成前掠翼,其目的也是為了飛機能夠得到更大的升力,徹底擺脫傳統飛機翼尖失速的問題,但糟糕的結構強度令蘇47戰機的前掠翼外形舉步維艱,雖然還不至於剛一上天飛機就解體,但是維護維修卻非常的頻繁,而且翼根部分還會出現斷裂,這令飛機的報廢時間大大縮短。如果強行讓蘇47戰機服役,那麼這款戰機一定會成為裝備黑洞,以至於變成一個吞金獸。
最後就是俄羅斯政府的財力問題了,蘇47戰機的定型時間為1997年,而那時的美國已經開始服役F22隱身戰鬥機了。對於財政並不寬裕的俄羅斯而言,費錢費力去開發一款高性能但非隱身的戰鬥機顯然是不划算了,因為即便蘇47戰機性能在好,頂多也就是能追平蘇35,可沿用蘇系戰機傳動氣動性能的蘇35,研發與服役成本卻要比蘇47戰機簡單得多,所以與其繼續開發蘇47戰機,還不如將研發經費節省下來,用在更加先進及隱身的蘇57上。
九品侍衛
實際上是由於當時蘇聯經濟下滑,以及無資金承擔的原因,只好將科幻的項目下馬,因為離投產賺錢太過遙遠。結中資金投入現實項目。如當時的蘇27研發。
用戶1658259733462
第一原因是蘇聯解體,缺乏繼續研發資金;第二是遇到美國五代機的隱身概念,蘇—47的前掠翼的設計大大增加了雷達反射信號,無法對抗美國的F—22,繼續研發缺乏意義。