Armstrong的航空之翼 22-09-30 10:40
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苏-47金雕前掠翼验证机首飞25周年

“金雕”的故事可以追溯到上世纪80年代初,随着苏-27和米格-29战斗机开始服役,在性能上能与F-15和F-16匹敌,苏联空军开始考虑研制第五代战机——“多功能前线战斗机”(MFI),以抗衡美国进行中“先进战术战斗机”(ATF),后者最终催生出F-22。

在米格设计局的米格1.44赢得MFI竞标的同时,苏联海军也提出寻求一架具有良好低速操纵特性的新型舰载战斗机,以配备安装有蒸气弹射器的超级核动力航母“乌里扬诺夫斯克”号,该舰已经于1988年在乌克兰铺设龙骨。

苏霍伊设计局为此提交了一种前掠翼战斗机概念,前掠翼在理论上将大大提高战斗机的机动性,特别是在低速和大迎角时,并能改善抗尾旋特性、缩短起飞距离、通过降低巡航阻力来实现更远航程。当时困扰前掠翼战斗机研制的主要问题是气动弹性发散问题,也就是前掠翼翼尖会在气动载荷作用下扭转变形,导致翼尖局部迎角增大,进一步加重扭转直到破坏机翼结构。为此前掠翼必须被制造得非常坚固才能承受气动弹性扭转压力,而增加重量抵消了前掠翼的优点。

格鲁曼公司在1984年开始试飞的X-29技术验证机指出了解决气动弹性发散问题的可行解决方案,那就是使用复合材料来制造机翼,通过碳纤维复合材料的各向异性弹性耦合来解决该问题。

苏霍伊的前掠翼战斗机在不同时期被称为S-22、苏-27KM、S-37以及最终的苏-47,该机具有全动鸭翼、复合材料前掠翼、小型平尾,构成了典型的三翼面气动布局。为了降低成本,苏-47借用了苏-27的前机身、垂尾和起落架,后机身安装两台来自米格-31截击机的D-30F-11涡扇发动机,生产型计划改用具有推力矢量尾喷管的AL-41F发动机。由于大幅放宽静稳定度,该机只能依靠电传操纵来飞行。

苏-47出色的低速操控性成为舰载战斗机的最大卖点,随着苏联的解体,“乌里扬诺夫斯克”号航母和其舰载战斗机被全部取消,但苏-47项目已经走得太远,苏霍伊设计局决定自筹资金让该机变为一架验证机。

苏-47在设计上非常具有个性,尽管采用了雷达吸波涂层和材料,甚至还具有一个可以内置4枚R-77空空导弹的机腹弹舱,但该机并不是隐身战斗机。相反苏-47在设计上极端强调空战机动性,能够达到极大迎角,在“眼镜蛇”机动中的最大可控迎角达120度,并具有惊人的瞬时转弯性能。但苏-47在试飞中也很快暴露出前掠翼设计的缺陷,和X-29一样苏-47在进行高速机动时复合材料机翼会承受过大的压力,由此产生的应力裂纹需要更换整个复合材料组件,无法进行维修。所以尽管该机声称具有2马赫极速,但最大速度被限制在1.65马赫。此外尽管瞬时转弯性能惊人,但由于能量过快损失,苏-47的持续转弯性能表现不佳。

最终苏-47证明前掠翼战斗机仍是一个尚未成熟的想法,使得苏霍伊在苏-27“侧卫”战斗机的改进中只能通过推力矢量技术来实现超机动性。前掠翼设计难以解决的隐身问题也让苏霍伊更加努力地研制真正的隐形战斗机——苏-57,该机在设计中应用了许多苏-47验证的技术。

发布于 江苏