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全球首款前掠翼五代机,展翅翱翔的金雕——苏47

 兰州家长 2023-10-26 发布于甘肃

它刚刚出现的时候世界为之一片哗然,岔开双翼如同一只捕食的猎鹰,威风凛凛叱咤风云;它炫酷的外形赢得了无数拥趸,20多年前刚刚面世就惊为天人;它一度被誉为F22的唯一对手;它差点成为俄罗斯的第一架隐形战机。它就是我们今天的主角,苏俄科幻巨作的代表——苏47“金雕”。

全球首款前掠翼五代机,展翅翱翔的金雕——苏47

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性能突出的前掠翼

在第二次世界大战中,前苏联俘获了德国的前掠翼轰战机Ju287和大量资料以及有关专家,对前掠翼技术取得了一定的了解,德国的Ju287轰战机是世界上第一种实战的前掠翼飞机,于1945年2月完成了首飞。采用前掠翼布局有很多突出的优点,前掠翼的许用迎角大,可使飞机的转弯角速度增大,阻力小并解决翼尖出现的气流分离现象,这样使得升阻比显著提高;还可改善布局,减少正面雷达波的反射面积;前掠翼提供了低波阻,减小了弯矩,和常规机翼相比,它延迟了失速时间。相对的是前掠翼会产生很大的扭力,若机翼是常规材料制成,它在高速飞行时很可能会被撕裂。

全球首款前掠翼五代机,展翅翱翔的金雕——苏47

Ju287

美国在研制F16时也曾尝试着研制一架带前掠翼的原型机SFW/F16,据资料显示,在机翼后掠角为-20度到-25度时,飞机的转弯角速度可提高14%,活动半径能够增大34%,起飞着陆距离可以缩短35%到50%,但也正是机翼复合材料的问题迟迟未能解决,不得不放弃前掠翼的设计。

性能参数

苏47由苏联著名的苏霍伊设计局研究制作,苏47机身全长22.6米,整个前掠翼使机翼翼展长达16.7米,机身高6.3米,最大起飞重量35吨。苏47机身中段和两个前掠翼机翼边条相融合,并在机身前段还有鸭翼布局,机身中部有两个大的辅助进气门。与其他苏式战机不同的是,苏47在机身材料上选择了钛铝合金建造,并且其中13%为复合材料,机翼上更是采用了吸波涂层和将近90%的复合材料。这样的设计让苏47成为苏联第一架采用隐身布局的战斗机,让当时的苏霍伊设计局将这架战机的侧重点全部转移到了隐身能力上。

全球首款前掠翼五代机,展翅翱翔的金雕——苏47

苏47的外形上采用了大量的蔽挡散射和冷却技术,飞机的进气道和武器舱全部进行了隐身处理,发动机的尾气也采用了冷气流装置将其吹散,机身还装有各种主动和被动的干扰装置可以迷惑对方的雷达。各种隐身化的设计让苏47的雷达反射面积非常小,仅仅有0.5-3平方左右,这可比之前研制的米格1.44优秀太多了。

动力系统方面苏47搭载了两台留里卡“土星”设计局提供的具备推力矢量技术的AL-41F的涡扇发动机,单台加力推力可达142.2千牛,让苏47有着高空最大2.1马赫的飞行速度,飞行升限18000米,最大航程3300公里。这台发动机还拥有全权数字化控制系统,能依靠电传操纵系统自动校正其空气动力学不稳定,极大程度提高了苏47低速飞行的稳定性。

全球首款前掠翼五代机,展翅翱翔的金雕——苏47

武器方面苏47装有内置弹舱和保形武器挂架,共有14个外挂点,能挂载苏式战机的大部分导弹型号;同时苏47机身内侧还有一门GSH301型的30毫米机炮,考虑到隐身的需求,机炮前有一个舱门,只有攻击时舱门才会打开。机头装备了多功能相控阵雷达和光学雷达,用于配合苏47在空中搜索与作战。单单从性能上看,苏47和如今许多主流隐身战机并没有太大的差距。前掠翼的机身布局再配上鸭翼机身还赋予苏47优异的气动性能,能使其在空中格斗领域获得巨大优势,甚至在测试中,苏47还能完成0速的机动动作。能在保持航迹不变的情况下,完成定点转弯和定点筋斗的高难度动作。因此苏47在刚刚问世的那段时间一度被誉为空战机动性能最好的战机之一,更是有媒体称苏47是“F22唯一的对手”。

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当时的苏联对苏47有着更大的憧憬,因为别具一格的前掠式设计能够使苏47有着良好的低速机动性能,因此具备短距起飞的能力,这样的特点很适合成为一架舰载战斗机。当时的苏联军方也有将苏47部署到正在研发的乌里扬诺夫斯克号核动力航母上,二者之间的配合将大大提高苏联红海军的作战能力。然而后面的事情大家都都知道了,随着苏联的解体,乌里扬诺夫斯克航母的研制计划直接被取消,虽然苏47作为舰载机的计划化为泡影,但好歹苏47项目的研制被苏霍伊设计局保留下来。

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迎来首飞

1996年苏47的首架原型机建造完成,1997年5月原型机的所有装配工作都已经完成,7月在机场进行第一次地面滑行,9与25日,原型机完成首飞;1998年初,原型机完成了第一阶段的飞行测试;1999年1月,原型机完成了19架次的飞行;1999年8月,原型机进行了公开亮相。

成也前掠翼,败也前掠翼

然而数次的试飞中也暴露出苏47存在的问题,前掠翼战机在飞行中会产生极大的气动弹性扭力,会产生空中解体的风险,这也是前掠翼飞机一直以来的致命缺点;另一个问题就是隐身问题,虽然苏47有着许多隐身方面的设计考虑,但现实还是不能令人满意。苏47为了减小前掠翼机翼折角处的雷达反射截面,特意在机身处设计了一对鸭翼用来遮挡前掠翼折角,但鸭翼与前掠翼之间就正好形成了一个仅有一方开口的空腔结构,造成了苏47侧边的雷达反射面积变大,隐身性能大打折扣。2002年,为了优化苏47的各种问题,苏霍伊设计局对苏47重新设计了改进型号,当时苏霍伊设计局也被俄罗斯军方选中研制新一代隐身战机的主研制军工商,因此外界也有许多媒体认为改进后的苏47将成为俄罗斯新一代的隐身战机。

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后继有“人”

但不曾想,苏霍伊设计局在宣布对苏47进行改进之后这架战斗机再也没了消息。苏47在改进过程中全球战机的发展方向也悄然改变,1997年9月,美国的F22进行了首飞,2000年10月,美国另一款第五代隐形战机的试验机X35页完成领空首飞。此时俄罗斯空军意识到,苏47已经无法满足俄罗斯空军的需求。俄罗斯国防部随后提出了PAK FA战斗机计划,代号I 21,而苏47将作为俄罗斯新一代隐身战机技术验证平台使用。苏霍伊设计局在苏47和米格1.44的基础上进行设计,并提交了T50的设计方案,也就是如今的苏57战斗机。

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米格1.44

2007年,苏47在莫斯科航展上最后一次公开飞行表演,自此苏47项目画上了句号,仅建造一架被保留在格罗莫夫飞行研究所。可以说苏47代表了那一时期俄罗斯战斗机气动设计的最顶尖水准,由它验证的诸多技术也被应用到下一代战机的研发中,承前启后,在世界航空史上留下浓墨重彩的一笔。

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