前掠翼之王，未能涅槃的金雕——解讀蘇-47戰(zhàn)斗機

蘭州家長 2022-11-18 發(fā)布于甘肅

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繼續(xù)介紹蘇霍伊設(shè)計局研制的作戰(zhàn)飛機，本次介紹蘇霍伊的第四代戰(zhàn)斗機前掠翼試驗者——蘇-47。

本文約2800字，主要從發(fā)展概況、主要特點、基本性能、型號類別、服役狀況等方面，對蘇-47戰(zhàn)斗機做一個簡要的全景描繪。文章內(nèi)容大部分內(nèi)容源自國外和國內(nèi)的各種公開信息。

蘇-47“金雕” Berkut

蘇-47戰(zhàn)斗機的外形極具辨識度，它最大的特點便是與眾不同的前掠翼設(shè)計，機翼是向前方傾斜的，看起來像是機翼“裝反了”一樣。正是這種獨特的機翼設(shè)計，讓蘇-47一經(jīng)問世便引發(fā)了世界各國的關(guān)注，而它的首次試飛表現(xiàn)也相當(dāng)成功。

“裝反了”的機翼——前掠翼

前掠翼的歷史最早可以追溯到1940年代，德國的容克斯公司研制出世界上第一種實用的前掠翼作戰(zhàn)飛機Ju-287四發(fā)轟炸機，這種獨特的轟炸機在1944年8月首飛成功，后來隨著德國逐步衰退直到最后戰(zhàn)敗，它并沒有投入量產(chǎn)。美蘇等國航空科研人員在查看了德國一系列先進(jìn)航空技術(shù)后，都受益匪淺。

1981年，美國國防部先進(jìn)研究項目局（DARPA）授權(quán)格魯曼公司前掠翼試驗機研究項目合同，在F-5A戰(zhàn)斗機的基礎(chǔ)上改裝出兩架X-29A前掠翼驗證機，還融入了部分F-20“虎鯊”戰(zhàn)斗機的技術(shù)。該機安裝有鴨翼和前掠33度的機翼，整機氣動外形非常怪異。兩架X-29A前掠翼驗證機進(jìn)行了非常多次的科研試飛，直到1991年才結(jié)束試飛項目。通過X-29A前掠翼驗證機，美國對前掠翼技術(shù)的性能優(yōu)劣有了深入的認(rèn)識。

和后掠翼相比，前掠翼設(shè)計的機翼產(chǎn)生的升力更大，升阻比更高；失速速度很低，低速操控性極佳，低空低速飛行安全性很高；幾乎不會進(jìn)行尾旋；翼身連接結(jié)構(gòu)由于后移，也創(chuàng)造出更大的機身內(nèi)部空間；最為重要的是，前掠翼不存在翼尖先失速問題，它比后掠翼進(jìn)入失速的時間要晚很多，這有利于大幅度增強戰(zhàn)機的機動性。對于新一代戰(zhàn)斗機而言，這些都是極具吸引力的優(yōu)勢。

然而，有利必然有弊。前掠翼存在高速飛行中機翼結(jié)構(gòu)發(fā)散的問題，而且會隨著速度的增大而越發(fā)嚴(yán)重。此外，前掠翼也不利于隱形要求。

發(fā)展概況

蘇-47“金雕”（Berkut）是俄羅斯蘇霍伊設(shè)計局1990年代研制的第五代技術(shù)驗證機。原編號S-37（S代表前掠翼），后獲得設(shè)計局編號蘇-47。北約綽號“小木桶”（Firkin）。

1980年代，為對抗美國的ATF計劃（“先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機”計劃，后來發(fā)展為F-22），蘇聯(lián)提出了新一代戰(zhàn)斗機發(fā)展計劃。蘇霍伊設(shè)計局和米高揚設(shè)計局于1980年代末分別開始研制特點前衛(wèi)的S-37和米格-1.44兩種驗證機。

1997年9月25日，S-37原型機首次試飛。共生產(chǎn)出2架原型機，第一架使用米格-31配備的D-30F6發(fā)動機，第二架使用土星公司研制的AL-37FU發(fā)動機。

1999年，S-37原型機在莫斯科航展上驚艷亮相，進(jìn)行了無與倫比的飛行表演，引發(fā)了強烈反響。

航展期間，還有一個有意思的小插曲。俄羅斯解說員說：當(dāng)年美蘇軍備競賽緊張激烈，俄羅斯尖端航空技術(shù)的發(fā)展卻出現(xiàn)瓶頸。有一天，俄航空專家們苦思無方，便開懷暢飲伏特加，結(jié)果酩酊大醉中竟把新飛機的機翼圖形畫反了，于是鬼使神差地開發(fā)出突破技術(shù)極限的 S-37。作為印證，航展上最引人注目的懸空氣球廣告正是俄著名的米尼諾夫伏特加酒，展區(qū)中央高樹一只大酒瓶，上面寫著“伏特加是俄羅斯創(chuàng)意的源泉”。

2002年，經(jīng)過改進(jìn)的試驗原型機獲得編號蘇-47。

▲蘇-30伴飛的蘇-47

1997年9月7日，美國F-22戰(zhàn)斗機原型機首飛成功，比蘇-47原型機早了半個多月。2000年10月24日，美國第五代隱形戰(zhàn)機試驗機X-35也完成了首次試飛。

俄羅斯空軍認(rèn)為，不管是米格-1.44還是蘇-47，都無法滿足俄空軍的未來需求，因此后來又提出了PAK FA戰(zhàn)斗機計劃，意思是“21世紀(jì)的戰(zhàn)斗機”。俄羅斯空軍希望以該計劃為基礎(chǔ)，研制出全新的先進(jìn)戰(zhàn)斗機。2002年4月，蘇霍伊公司被選為俄羅斯下一代戰(zhàn)斗機PAK FA計劃的主要承包商，PAK FA項目后來發(fā)展為T-50，也就是現(xiàn)在的蘇-57。

“金雕”戰(zhàn)“猛禽”

▲F-22的原型機YF-22

蘇-47“金雕”和F-22“猛禽”的研制過程存在高度重合之處。F-22的原型機YF-22從20世紀(jì)八十年代開始研制，而蘇-47的前身S-37、S-32等，也是同一時期開始研制的。F-22原型機的首飛時間是1997年9月7日，蘇-47原型機的首飛時間是1997年9月25日。這在當(dāng)時給人們造成一定的錯覺，認(rèn)為蘇-47與F-22一樣，都是美俄研制的最新一代戰(zhàn)斗機。

當(dāng)蘇-47和F-22的性能都公之于眾，人們才發(fā)現(xiàn)，它們屬于不同的類型，蘇-47更多的是作為技術(shù)驗證機來研制的，劍走偏鋒注定它不能成為主流，加上俄羅斯無力維繼大規(guī)模的軍費，蘇-47不可能有結(jié)果。美國的F-22從一開始就定位為下一代主力戰(zhàn)斗機，技術(shù)成熟度高，項目推進(jìn)強勢。從隱形性能上看，F(xiàn)-22要強于蘇-47。但蘇-47的機動性能更優(yōu)越，具有絕對的空中機動優(yōu)勢。雖然兩者性能各有千秋，甚至一度“金雕”的名聲比“猛禽”還要高，但最終“猛禽”大批量服役，走向高光時刻，而“金雕”卻只能黯然退場。

主要特點

蘇-47采用獨特的三翼面、前掠翼、雙發(fā)雙垂尾的氣動布局，其最大特點是機翼采用前掠翼形。

▲從下面看，蘇-47體型碩大，極具壓迫感

前掠翼具有升阻比大、抗失速和尾旋特性好、大迎角機動性強等特點，結(jié)合三翼面布局和放寬靜不穩(wěn)定度設(shè)計，蘇-47具有優(yōu)秀的機動性能。但是前掠翼存在高速飛行中機翼結(jié)構(gòu)發(fā)散的問題，而且也不利于隱形設(shè)計。

蘇-47還設(shè)計有明顯的機翼翼根邊條和機身邊條。機翼前緣有全翼展襟翼，后緣內(nèi)側(cè)為常規(guī)襟翼，外側(cè)為副翼，翼尖為弧形。進(jìn)氣道位于機身邊條下方，進(jìn)氣口呈扇形，機身中部有兩個小型輔助進(jìn)氣口。進(jìn)氣道側(cè)面靠近機翼前緣處裝有鴨翼，平面形狀為切尖梯形。雙垂直尾翼寬間距布置，略向外傾斜。水平尾翼面積較小，為全動式，內(nèi)側(cè)部分與機翼后梁邊條連續(xù)。

機身采用翼身融合設(shè)計。機頭雷達(dá)罩在前部稍微變平，底邊為水平。前機身橫截面由圓形過渡為倒梯形，機身中段橫截面為橢圓形，設(shè)有內(nèi)置彈艙，機身后段并列布置兩臺發(fā)動機。機身尾部兩側(cè)各有一個整流罩，內(nèi)有后視雷達(dá)。全機主要由鋁合金鈦合金制造，部分使用復(fù)合材料，比例約13%，其中機翼90%由復(fù)合材料制成。

▼發(fā)動機兩側(cè)巨大的尾椎，白色椎體是雷達(dá)罩