完整版蘇-57首飛，「猛禽」制空霸權時間或將終結

　　2017-12-22 22:34:56　來源: 澎湃新聞(上海)

　　臨近2017歲末，雖然俄羅斯總統普京和俄軍方此前已高調宣布敘利亞戰事已經「結束」，但實際上無論在地面還是空中，戰爭似乎不僅沒有結束，反而正在向一種更為複雜的形態轉型。

　　的確，在拉卡和代爾祖爾戰役失敗后，「伊斯蘭國」（ISIS)極端組織已基本喪失了翻盤的可能，其剩餘力量目前正集中困守敘西北部的伊德利卜省「以拖待變」；但在東線戰場，政府軍解圍代爾祖爾後不顧美國的強硬警告果斷強渡幼發拉底河，其甘冒巨大風險的目的顯而易見——大馬士革必須在美國支持的庫爾德武裝和其他「叛軍」在河東產油區站穩腳跟前，儘可能多的搶佔油氣田以備下一階段的軍事和政治博弈，同時粉碎美國及其支持的反政府力量冀望未來在敘利亞「划河而治」的企圖。

　　隨著政府軍在莫斯科和德黑蘭的支持下將地面戰線推過幼發拉底河，美俄空軍此前以河為巡邏分界的「約定」也被打破。在美軍看來，俄羅斯人顯然是「得寸進尺」，其作戰飛機肆無忌憚的「侵入」河東為政府軍提供火力支援。於是，當12月14日美軍的F-22試圖驅趕「越界」的俄軍蘇-25時，一架蘇-35出現了……

　　

　　蘇-35機載空空導彈在射程上佔據上風，但F-22的隱身能力是一大優勢。

　　儘管這並非F-22和蘇-35的第一次碰面（此前兩款戰機在阿拉斯加北美防空識別區和敘利亞戰場上空都遇到過），12月14日的這次沒有交火的「空戰」仍然讓外界激動不已。一時間，僅靠雙方公布的那少得可憐、語焉不詳，且立場鮮明的信息，網路及媒體上竟然出現了一大批洋洋洒洒、煞有介事，然後妄下定論的分析文章。實際上早在2017年6月時，美國《航空周刊》就刊登過一篇對F-22飛行員的專訪，受訪者得意的宣稱在敘利亞上空，F-22經常神不知鬼不覺的飛至蘇-35後半球模擬攻擊，而對手毫無察覺。當然，這篇美國人炮製的文章的真實性同樣存疑。

　　F-22和蘇-35分別代表著美俄目前能夠投入實戰的最尖端戰鬥機，因此雙方的戰場「對峙」備受矚目並不奇怪。不過就在本月初，另外一則消息則預示著「猛禽」即將面臨一位真正的對手：12月5日，052號即蘇-57的第2架試飛原型機在左側換裝進一步改進的「30型」發動機后成功首飛。對於研製進度嚴重拖延，且今年又爆出可能被印度放棄等負面新聞的蘇-57來說，這次成功的試飛不僅僅是一針強心劑，更是具有里程碑意義的重大成就——在此前已成功測試了N036雷達系統后，「30型」發動機無疑是構成蘇-57完整五代機能力的最後一塊拼圖。

　　據俄空天軍總司令部和俄聯合航空製造集團的最新消息，蘇-57的第一階段測試將於今年底結束，隨後開始第二階段測試，按計劃將於2019年投入小批量生產並裝備部隊。這是個被一拖再拖的時間節點。在中國的殲20已經入役的情況下，也許唯一讓俄羅斯聊以自慰的是蘇-57屆時將直接以完整的五代機面貌服役，而不是最初計劃的分「兩步走」；反倒是中國的五代機採取了先服役再陸續匹配新型機載系統的「激進」策略。

　　蘇-57的格鬥優勢

　　蘇-57研製時瞄準的就是F-22。對於俄羅斯人來說，這是一款遲到了20多年的五代機。如果在時間節點相差半代的情況下仍不能壓制對手，蘇-57就很難算是成功的。然而，要做到這一點談何容易，在俄羅斯「失去的20年」里，F-22將整個世界越甩越遠。好在後發也有后發的優勢，蘇聯末期五代機計劃（MFI)的相關預研成果在這20年裡逐漸成熟、完善，蘇-57得以在最合適的時間匹配許多比F-22更新銳的技術。當然，這場競爭並不公平！

　　很明顯，蘇-57是蘇霍伊在對F-22做了充分研究后推出的針對性設計。首先，蘇霍伊設計師們認為：F-22的窄間距雙發布局使得推力矢量只能用於俯仰控制，很難用於偏航或者滾轉控制。F-22的兩台發動機間距很近，用差動推力實現偏航控制的力臂太短。同樣，用於滾轉控制的力臂也太短。

　　出於上述考慮，蘇-57選擇了與蘇-27類似的寬間距雙發布局。寬間距雙發之間的力臂，可以主動利用雙發的差動推力來形成偏航力矩。目前公開的試飛視頻已經證明蘇-57可以在高空做穩定可控的平螺旋，這無疑是一項連F-22也難以企及的成就。寬間距雙發的另一個好處是「中央機翼」。蘇-57雙發之間的寬大面積可以提供相當大的升力。當然，寬間距雙發也有缺點。除機體結構外，發動機是戰鬥機上最沉重的單個部件。兩台沉重的發動機橫向間距過大，提高了橫滾慣量，不利於飛機迅速橫滾，影響敏捷性。

　　在飛行控制方面，蘇-57有12個氣動控制面，另加兩台發動機的推力矢量控制作用。蘇-57的機翼前緣襟翼是同步動作的。前緣襟翼放下時，可以降低局部迎角，對於大迎角飛行維持升力尤其有用。另外，在亞聲速到超聲速的範圍里，前緣襟翼可以主動改變機翼彎度，降低飛行阻力。

　　

　　蘇-57巨大的尾椎是其區別於F-22的重要特徵，有利於其形成偏航力矩。

　　蘇-57的垂尾比較特別，這也是蘇-57顯著區別於F-22的特點。後者不僅採用雙垂尾，而且還十分高大。蘇-57反其道而行，縮小垂尾，不再倚重垂尾的自然穩定作用。換言之，在低速飛行時，垂尾面積依然足夠提供自然穩定性；但在高速飛行時，蘇-57在偏航方向是不穩定的，需要根據偏航情況，主動偏轉垂尾，補償偏航穩定性。為了強化效果，蘇-57的雙垂尾是全動的，而不是F-22那樣的傳統垂尾，後者的大部分面積是固定的，只有后緣舵面可動。這樣和F-22相比，蘇-57的可動雙垂尾面積就可以設計的更小一些，重量和阻力都相應降低。此外，全動雙垂尾還可兼做輔助減速板，進一步節約了減速板重量。

　　值得注意的是，美國不僅F-22採用固定式高大雙垂尾，更新的F-35也一樣。世界航空科技第一強國美國至今沒有任何飛機採用全動垂尾，在這方面顯然落後了。雖然美國在無尾飛翼布局的B-2和多種無人機上採用主動偏航控制，徹底取消了垂尾，但這些畢竟不是高機動飛機，不能相提並論。反觀五代機的後起之秀殲20都已經採用了與蘇-57類似的全動垂尾。

　　考慮到隱身需求，蘇-57沒有安裝蘇霍伊本來非常拿手的鴨翼，不過其全球獨創的可動邊條同樣可以帶來額外的機動優勢。邊條的作用是產生渦升力，在大迎角高機動飛行中增升。固定的邊條只能針對特定的氣動條件進行優化，而可動邊條的最優工作範圍更大。在高速平飛時，也可以適當產生升力，協助平尾配平，降低配平阻力。在這一點上，可動邊條大體相當於較小的鴨翼。

　　

　　蘇-57的可動邊條清晰可見

　　可動邊條的作用還遠不止於此，其最大價值是幫助戰鬥機從過失速狀態中迅速恢復。在過失速飛行時，常規氣動控制面的作用大大下降，缺乏有效的氣動控制常常是限制過失速機動的關鍵。推力矢量不會因為進入過失速而喪失，所以推力矢量是可控過失速飛行的最有效保證。F-22正是依靠推力矢量系統才能從容的控制各種過失速機動動作。蘇-57同樣裝有推力矢量尾噴管（而且是全向的），可蘇霍伊設計師仍嫌不夠，其可動邊條進一步賦予該機更加強大的過失速控制能力。在過失速大迎角飛行時，蘇-57可以像放下前緣襟翼一樣大幅度放下可動邊條，降低前機身升力，抑制上揚趨勢，幫助改平。換言之，裝有可動邊條的蘇-57不僅可以像F-22那樣進行可控的過失速機動，而且還可以明顯提高上述機動動作的運轉速度，當需要機頭在過失速狀態下精確指向目標時，蘇-57可以比F-22更迅速的完成瞄準，這在實戰中的意義不言而喻。

　　全向推力矢量控制是蘇-57另外一項超越F-22的技術。F-22的矩形尾噴口只能在縱向偏轉，蘇-57尾噴口的矢量可控範圍比F-22大得多，在橫滾、小半徑轉彎等各種機動動作中，額外的橫向或斜向推力都可以幫助氣動控制面更高效的完成，更有利於戰鬥機在格鬥中佔據優勢。這項技術對於超聲速機動也至關重要，由於氣動中心隨速度增加而後移，超聲速飛行時常規的尾翼控制面作用大大降低，橫向推力矢量就沒有這樣的限制。當超視距空戰中雙方飛機均以超聲速飛行時，一旦遭遇敵方空空導彈打擊，蘇-57即可憑藉橫向推力矢量獲得更高的規避成功率。

　　超聲速巡航與「產品30」發動機

　　很多人都會從外觀上判斷蘇-57的氣動布局「抄襲」F-22，實際通過以上分析不難看出，蘇霍伊在設計蘇-57時明顯繼承了蘇-27的諸多特點，只不過其隱身外形極具「迷惑」性罷了。有了擅長格鬥的「側衛」基因，再加上全動垂尾、可動邊條和全向推力矢量技術的幫助，蘇-57的過失速機動性理應比F-22更加驚人，由此帶來的結果就是如果兩款五代機在視距內纏鬥，蘇-57的優勢在理論上會很明顯。

　　然而，如果是在視距外爆發空戰，情況就會複雜得多。

　　蘇-57的機長為19.8米、翼展14米，兩項數據均大於F-22，然而該機的最大起飛重量卻只有35噸，比F-22還輕3噸。究其原因，就在於蘇霍伊為蘇-57設計的寬間距雙發布局，這種布局必然使飛機更加扁平，從而導致較大的超聲速阻力。此外，雙發寬間距還會造成機尾的低壓區，進一步增大阻力——發動機噴流在離開噴口之後，有一定的「發育」和膨脹，窄間距雙發的噴流最後匯合，雙發之間幾乎沒有低壓區，寬間距雙發的噴流之間則存在顯著的低壓區，形成機頭高壓與機尾低壓的壓力差，由此產生額外的阻力。為了解決這個問題，蘇-57在機尾安裝有一個長長的尾錐，可起到改善機尾流場的作用。

　　儘管全機的氣動阻力比F-22大不少，但蘇-57畢竟輕一些，這一加一減，再加上蘇-57採用了尾椎和有利於超聲速飛行的多波系可調進氣口等補償措施，可推斷其如果想達到F-22的1.7馬赫超聲速巡航和2.25馬赫的最大速度，就必須配備兩台F-119級別的發動機。

　　

　　俄媒11月披露蘇-57裝備了新型發動機

　　在「產品30」裝機試飛之前，蘇-57各原型機一直採用的是117S（AL-41F)發動機，後者只是AL-31的深度改進型，目前批量裝備於蘇-35，其性能與F-22採用的F-119和F-35上的F-135存在代差。按照最初的「兩步走」計劃，117S本來也將被第一階段生產型蘇-57採用並裝備部隊。但以目前的情況看，俄羅斯應該改主意了。

　　據留里卡-土星公司總設計師尤里?什托金表示，剛剛完成首次飛行測試的「產品30」（129型）發動機軍用推力為107千牛，加力推力達到176千牛，推重比超過11，總體性能超過F-22所裝的普惠F-119-PW-100。這款發動機才是蘇聯第五代戰鬥機用渦扇發動機AL-41的「嫡系傳人」，後者在蘇聯解體前已進入台架測試階段。「產品30」採用耐高溫鎳合金葉片，發動機循環參數達到2000K，高壓壓氣機零件數量進一步減少，大量採用新型複合材料以減輕重量，並進一步提升了壽命。在換裝該發動機后，蘇-57的最大巡航速度至少可達到1.7馬赫，而最大速度則很可能突破2.3馬赫。

　　超聲速巡航所帶來的空戰優勢主要體現在超視距領域。超聲速巡航大大提高了戰鬥機的接敵平均速度，外推攔截線，在對手進入武器射程之前就可以發起攻擊，且所發射導彈的不可逃逸區顯著增大。此外，超聲速巡航結合超機動性使防禦方在機動中始終保有較高的能量，從而大大壓縮了對手的開火距離和導彈有效攻擊範圍。