矢量推力技术的出现还要追溯到上世纪80年代美国的技术验证机X-31,该试验机以喷流舵面的形式实现了推力的矢量控制,在该机的试飞中,美国人验证了任意状态下稳定的可能性,和低速大迎角条件下的主动控制机动的有效性。尽管X-31的矢量推力技术依然是初级的,但其验证的技术却揭示了现代战机超机动的基本原理:稳定与主动控制。所谓稳定,是指非借助于飞机的安定性,而是利用控制舵面和发动机矢量推力,实现飞机在任意状态下的角速度稳定,而所谓主动控制,是指不借助于空气动力,完全靠直接力实现飞机指向的控制。
X-31开放式的喷流舵面设计
就像当年一些人对三代机高机动性实战意义的质疑一样,今天依然有人对五代机的超机动的战术意义表示怀疑。其实,超机动对于中等速度以上速度区间的机动性贡献并不明显,其意义在于,当飞机进入小速度区间时,也就是飞机的操控性能严重衰减的时候,超机动确保了飞机的灵活性与安全性。而近距空战打成大迎角小速度的可能性是存在的,一旦失去了速度优势,如果没有超机动能力,飞机几乎就成了一个靶子,此时超机动性能优劣与否是决定性的。而对于超视距攻击而言,超机动所提供的优越的机头指向能力,对导弹锁定和攻击包线的扩展意义重大,在发现即击毁的现代空战中,谁能首先锁定目标就意味着空战的胜利,从这个意义上讲超机动不仅不是花拳绣腿,而是必杀秘籍,而俄罗斯人在超机动领域的技术优势,从某种意义上讲弥补了其五代机隐身技术上的不足。
俄罗斯人在矢量推力技术的探索中,没有因袭美国人的技术模式,他们独辟蹊径采用了喷口转向技术。这种技术的优势是不言而喻的,由于喷口转向矢量推力的方向性、控制力度和准确性,其矢量推力的效能比喷流舵面要高出很多,但喷口转向技术也有其复杂性,由于发动机矢量推力的控制效能太强,在与飞控系统的交联上,从软件设计的角度难度很大,其突出问题是稳定控制的难度,由发动机喷口转向所形成的操控力矩太大,很难通过舵面加以平衡,而由于控制失当而产生的角速度发散将是致命的,其产生的力矩和惯性耦合足以使一架飞机解体。俄罗斯人通过在苏-30、35、37和米格-29OVT等型号上的技术探索,已经积累了非常成熟的矢量推力技术,该技术在新版苏-35和T-50上的成功运用,所形成的机动性优势令人震惊。可以说世界上还没有第二个国家,能够像俄罗斯人一样如此熟练地掌握矢量推力与飞发一体化控制技术。
117发动机的关节式矢量喷管是比较成熟的设计,但重量较大
俄罗斯五代机T-50除了矢量推力技术上的特色外,其气动外形设计方面也保持了苏霍伊公司的传统优势。与F-22战机隐身优先的理念不同,T-50所体现的是气动性能优先的设计理念,其从外形上看尽管为了体现隐身性,但基本设计依然延续了苏-27系列飞机的传统,其机身更薄,其翼载荷更小,其速度特性、机动特性一定会优于F-22。从隐身的角度看T-50在外形设计上似乎存在明显的缺憾,而一旦AL-41发动机的性能和可靠性达到设计指标,其超音速巡航能力应该不在话下。因此综合分析,从技术上看T-50与F-22各有千秋,各自体现了两国的技术优势。
T-50沿用了苏-27的许多设计特点,稳妥有余而创新不足,所以隐身外形为人诟病
T-50何时列装
我认为,如果解决了AL-41发动机的技术问题,T-50列装的时间周期不是问题,尽管它的首飞才过去3年,但由于T-50在气动外形和飞控系统方面采用了大量的成熟技术,所要解决的是技术融合方面的问题,总的工程试飞周期5年完成是有可能的,也就是说,根据俄罗斯官方在2015年实现首装承诺,T-50可以按预期实现首装。
第五架原型机T-50-5服役后,俄罗斯人正在加快PAK-FA的试飞进度翘首企盼T-50的还有印度
我认为T-50未来最大的变数不是首装会拖延多久,而是这款飞机总的采购量到底有多少。如果T-50也想美国的F-22那样只有200~300架的采购规模,其成本将是俄罗斯难以承受的,尽管从92年以来俄罗斯军机的换代窗口一直冻结,随着老旧苏-27与米格-29的淘汰,T-50的采购规模应该不小,问题是俄罗斯不可能在未来全面装备隐身飞机,由于没有像F-35这样的高低搭配性战机,如果俄罗斯全面更换T-50形成未来的单机型大面积列装的局面,那将是灾难性的,因此,像苏-35这样的四代半战机也必将与T-50共同作战,而四代半战机的性能在三代机的基础上有了质的飞跃,其作战效能与五代机相比到底孰优孰劣还没有经过实战的检验。另外从俄罗斯的国力来看大面积装备T-50是难以承受的,如果没有外贸出口,T50要形成超过500架以上的生产数量是比较困难的。我们可以看到,随着中国五代机的迅速发展,中、美、俄三国竞争外来军机出口市场的格局以经初见端倪,T-50能否凭借其技术优势和适当的成本优势获得外贸上的成功,现在还难以预料。总之,T-50未来的命运还充满变数,而随着无人机、临近空间飞行器的飞速发展,五代机的军事运用空间到底有多大还是一个未知数。
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