中秋
從蘇-27S到蘇-27M
蘇-27是蘇聯(lián)80年代開始裝備的高性能戰(zhàn)斗機(jī)。蘇-27雖然是為防空軍設(shè)計(jì)的攔截機(jī),但卻擁有足以與F-15對(duì)抗的高機(jī)動(dòng)性,又保持了攔截機(jī)的大航程和重火力,體積、成本和戰(zhàn)斗力都要比同時(shí)代的米格-29高,是蘇聯(lián)空軍裝備的第一型重型戰(zhàn)斗機(jī)。
蘇聯(lián)在70年代開始研制的米格-29和蘇-27,都采用了翼身融合的高升力布局,但受到蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)飛控系統(tǒng)的技術(shù)能力制約,這兩型機(jī)也都沒有充分發(fā)揮邊條的增升作用。米格-29的邊條翼面積大,但邊條的邊緣較鈍,人為削弱邊條渦強(qiáng)度以降低機(jī)械增穩(wěn)飛行控制系統(tǒng)的技術(shù)難度。蘇-27采用了縱向多余度電傳控制系統(tǒng),但當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)的模擬電傳控制精度不足,蘇-27采取了縮小邊條面積的方式控制渦強(qiáng)度,雖然降低了邊條的氣動(dòng)增升效果,但與升力體機(jī)身組合后的氣動(dòng)效果仍然不錯(cuò)。
蘇-27是蘇聯(lián)航空兵同時(shí)期先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用最廣泛的空戰(zhàn)戰(zhàn)斗機(jī),大尺寸機(jī)體也具備非常大的發(fā)展?jié)摿?。蘇聯(lián)在80年代研制蘇-27改進(jìn)型時(shí),利用了70年代末期的氣動(dòng)研究成果,以及電傳飛行控制系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步,開始為空軍研制高機(jī)動(dòng)的蘇-27M,與蘇-27IB、蘇-27K和防空軍雙座型蘇-30組成了蘇-27第一階段的技術(shù)改進(jìn)型,這些機(jī)型(蘇-30由MK開始)全部采用了增加前翼的三翼面布局。
前翼對(duì)蘇系列戰(zhàn)斗機(jī)的價(jià)值
蘇-27的綜合機(jī)動(dòng)性相當(dāng)不錯(cuò),但與西方中型戰(zhàn)斗機(jī)相比,格斗空戰(zhàn)中的敏捷性還有不足。蘇-27是空戰(zhàn)重量超過20噸的重型戰(zhàn)斗機(jī),固有的性能局限是很難克服的,尤其是滾轉(zhuǎn)速率受氣動(dòng)條件限制很大。
蘇-27M是專為空軍研制的遠(yuǎn)程空中優(yōu)勢戰(zhàn)斗機(jī),空戰(zhàn)性能要壓制北約2000年前可服役的主力戰(zhàn)斗機(jī),重點(diǎn)強(qiáng)化全高度和全速度范圍的空戰(zhàn)機(jī)動(dòng)性,雷達(dá)火控和武器也進(jìn)行了全面改進(jìn)。蘇-27M不僅要面對(duì)重型的F-15,還要與靈敏的F-16和“幻影”2000對(duì)抗,增強(qiáng)格斗機(jī)動(dòng)性是改進(jìn)重點(diǎn)。蘇-27作為發(fā)動(dòng)機(jī)寬間距的重型戰(zhàn)斗機(jī),想要和單發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)拼滾轉(zhuǎn)是不現(xiàn)實(shí)的,但以蘇-27較高的升力性能和動(dòng)力條件,也有依靠大迎角穩(wěn)定性和高俯仰速率獲取垂直向機(jī)動(dòng)性優(yōu)勢的條件。新增的前翼則成為增加縱向敏捷性,提高俯仰配平和氣動(dòng)控制效果的有效措施,增加前翼和增強(qiáng)邊條渦后升力中心前移,也有利于改善綜合機(jī)動(dòng)性和配平前伸機(jī)頭重量。
國內(nèi)有個(gè)流傳很久的觀點(diǎn),認(rèn)為蘇-27M增加前翼是為了配平機(jī)頭新雷達(dá)的重量。不可否認(rèn)的是前翼確實(shí)有“抬頭”的氣動(dòng)效果,但蘇-27系列的前翼其實(shí)是型號(hào)設(shè)計(jì)的正常發(fā)展過程。根據(jù)公開資料的記載,蘇霍伊早在上世紀(jì)80年代初期,也就是蘇-27剛剛完成設(shè)計(jì)后不久的模型測試中,就根據(jù)空氣動(dòng)力試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)識(shí)到了增加前翼對(duì)提高機(jī)動(dòng)性的作用。蘇-27增加前翼的設(shè)計(jì)方案在1982年前后就已開始,通過測試的十幾種三翼面布局,以邊條為基點(diǎn)的上置、前置和不同安裝角度的前翼方案,最終選擇了在邊條前段外側(cè)附加前翼的布局。蘇-27M的邊條前翼的氣動(dòng)效能并不是最高的,但卻是在滿足不改變蘇-27S系列基礎(chǔ)氣動(dòng)布局要求時(shí),能夠選擇的風(fēng)險(xiǎn)與效果最協(xié)調(diào)的前翼方案。
至于說前翼是用來平衡雷達(dá)重量的觀點(diǎn),完全不符合實(shí)際。蘇-27P/S配用的H001雷達(dá)的技術(shù)水平不高,采用了沉重的卡塞格倫結(jié)構(gòu)大口徑天線,是電子技術(shù)能力向需求妥協(xié)的產(chǎn)物。蘇-27M項(xiàng)目配套的H011雷達(dá)其實(shí)是T-10項(xiàng)目的預(yù)期配套設(shè)備,只是蘇聯(lián)電子技術(shù)水平難以滿足實(shí)用技術(shù)要求,才使這型雷達(dá)沒有與蘇-27S共同裝備。H011雷達(dá)的主機(jī)裝置比H001略大,但雷達(dá)天線的口徑則明顯小于H011,并采用了輕重量的平板縫隙天線,雷達(dá)的重量比H001降低很多。至于新增加伸縮式空中受油管,改進(jìn)電子設(shè)備等措施的重量影響也并不大。作為對(duì)比依據(jù),同時(shí)期為防空軍設(shè)計(jì)的蘇-30的配置與蘇-27M相似,并設(shè)置有機(jī)頭結(jié)構(gòu)重量更大的雙座艙,卻仍然維持著蘇-27UB的常規(guī)布局,可見前翼并不存在配平機(jī)頭的必然價(jià)值。
蘇-27M應(yīng)用前翼的主要目的是增升,同時(shí)提供了大迎角狀態(tài)的氣動(dòng)控制能力,效果也比較理想,但前翼畢竟增加了氣動(dòng)阻力和結(jié)構(gòu)重量,并導(dǎo)致機(jī)體前段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加復(fù)雜,三翼面布局的雙刃劍效應(yīng)很快被實(shí)踐所證明。
從710到711
蘇聯(lián)在蘇-27開始交付的同時(shí),就在研究增加矢量推力的技術(shù)改進(jìn)措施,并用蘇-27樣機(jī)測試了二元和軸對(duì)稱兩種矢量噴管。早期測試證明矢量推力的控制效果很好,在氣動(dòng)面已經(jīng)不起作用的超大迎角,仍然能夠維持飛機(jī)足夠的配平和操縱效應(yīng)。蘇-27M研制項(xiàng)目在蘇聯(lián)解體后開始放緩,已經(jīng)生產(chǎn)出的樣機(jī)作為出口項(xiàng)目推動(dòng),推力矢量作為戰(zhàn)斗機(jī)高機(jī)動(dòng)性改進(jìn)措施,也以出口目標(biāo)為投資渠道進(jìn)行應(yīng)用研究,增加矢量的711號(hào)蘇-27M也被稱為蘇-37。
蘇-37是給蘇-27M/35預(yù)生產(chǎn)型增加矢量的樣機(jī)。相比同批蘇-35預(yù)生產(chǎn)型的技術(shù)狀態(tài),蘇-37已經(jīng)放棄了實(shí)用裝備的系統(tǒng)完善性,而是通過三翼面與矢量技術(shù)的綜合應(yīng)用,成為高機(jī)動(dòng)/超機(jī)動(dòng)控制技術(shù)的專用飛行驗(yàn)證機(jī)。按照技術(shù)完善程度和飛行性能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比,蘇-37是蘇-35應(yīng)用矢量技術(shù)的高機(jī)動(dòng)驗(yàn)證方案,重點(diǎn)研究矢量與氣動(dòng)控制的綜合。蘇-30MKI則是直接利用三翼面與矢量成品,用以增強(qiáng)蘇-30雙座多用途戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)動(dòng)性。受到技術(shù)成熟度與成品性能的制約,蘇-30MK的矢量與氣動(dòng)綜合能力還處于簡單交聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。
蘇-37和出口的蘇-30MKI都采用三翼面和矢量,具備較好的飛行性能和部分過失速機(jī)動(dòng)能力,但以飛行控制效果為目標(biāo)去對(duì)比前翼和矢量,可以認(rèn)為這兩項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)的功能大部分是重疊的。前翼是依靠氣動(dòng)力矩實(shí)現(xiàn)俯仰控制,具備高響應(yīng)速度和控制效果明顯的優(yōu)點(diǎn),理論上可以實(shí)現(xiàn)60度迎角的氣動(dòng)配平,蘇-35的飛行表演也體現(xiàn)出前翼具有很好的氣動(dòng)效能。前翼的弱點(diǎn)則是增加了重量和阻力,偏轉(zhuǎn)翼面時(shí)渦的方向變化會(huì)影響到主翼,部分飛行狀態(tài)下的前翼渦甚至是有害的。
推力矢量的優(yōu)點(diǎn)是不需要改變飛機(jī)的氣動(dòng)外形,依靠發(fā)動(dòng)機(jī)推力偏轉(zhuǎn)輔助氣動(dòng)控制面。推力矢量的作用只靠發(fā)動(dòng)機(jī)的推力,對(duì)飛機(jī)飛行狀態(tài)變化的反應(yīng)不明顯,推力偏轉(zhuǎn)對(duì)飛機(jī)的氣動(dòng)效果影響也不大,也不會(huì)在氣動(dòng)上形成明顯的阻力增量。矢量推力的弱點(diǎn)是增加發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)雜程度,矢量工作時(shí)不僅會(huì)削弱推力性能,矢量偏轉(zhuǎn)力矩的控制響應(yīng)速度也比前翼要慢,簡單控制需協(xié)同動(dòng)作的翼面也比前翼多。
綜合起來看,前翼的氣動(dòng)控制效果是明顯的,但對(duì)飛機(jī)氣動(dòng)的影響范圍較大?,F(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)改進(jìn)中有多個(gè)增加可控前翼的方案,真正規(guī)?;瘧?yīng)用的只有蘇-30MK系列,就是因?yàn)榍耙聿季謱?duì)氣動(dòng)和飛控的改變太多,只有在全新制造的機(jī)體上才能充分發(fā)揮作用,并需要提供專門的設(shè)計(jì)和保障、維護(hù)體系支持。矢量推力相對(duì)前翼的俯仰狀態(tài)控制效果相似,雖然響應(yīng)速度略低,但不需要對(duì)機(jī)體進(jìn)行大的改動(dòng),飛行過程中的控制應(yīng)用范圍也更廣泛,后續(xù)技術(shù)發(fā)展的應(yīng)用效果和作用范圍更大,自然也更便宜。
前翼有與無的內(nèi)在選擇因素
蘇-27系列設(shè)計(jì)指標(biāo)中存在跨音速過載降低的結(jié)構(gòu)限制,這個(gè)問題的產(chǎn)生并不是體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上,而是受飛機(jī)跨音速飛行狀態(tài)存在的振動(dòng),及操縱力矩非線性導(dǎo)致的過載突增的影響。前翼本身增加了飛機(jī)渦升力的強(qiáng)度,同時(shí)也為飛機(jī)提供了高響應(yīng)速度的控制翼面。前翼控制面的氣動(dòng)面積雖然不大,但處于翼面前端,氣動(dòng)控制效果好,能隨飛行狀態(tài)變化為飛機(jī)翼面增/卸載,維持飛行軌跡和過載的線性平穩(wěn),增加飛機(jī)在跨音速階段的可用過載。
前翼的積極作用很早就被認(rèn)識(shí)到,但三翼面布局的飛行控制難度較大,依靠模擬電傳和增穩(wěn)系統(tǒng)不可能充分發(fā)揮氣動(dòng)效果,反而容易因?yàn)楦饕砻嫦嗷ヅ浜喜缓贸霈F(xiàn)矛盾。蘇-27很早就考慮采用三翼面,充分發(fā)揮前翼的積極氣動(dòng)效應(yīng),但直到蘇-27K/M才將前翼實(shí)用化,就是得益于蘇聯(lián)飛行控制技術(shù)的進(jìn)步。
按蘇霍伊設(shè)計(jì)局的設(shè)想,蘇-27采用三翼面可明顯提高升力性能,顯著增強(qiáng)飛行動(dòng)作的控制精度和機(jī)動(dòng)性,對(duì)敏捷性的提高也有積極作用。蘇-27M、蘇-27K和蘇-27IB都采用三翼面,但三翼面在市場推廣中的效果卻并不好,改動(dòng)太大的方案也不適應(yīng)俄羅斯緊張的經(jīng)濟(jì)。同時(shí),蘇-27M時(shí)代還不成熟的推力矢量技術(shù)的成熟應(yīng)用,也使蘇-27系列有了不改變氣動(dòng)布局也能獲得大迎角主動(dòng)控制能力的措施。
矢量VS前翼的效果對(duì)比
前翼的俯仰控制氣動(dòng)效應(yīng)與平尾相似,但常規(guī)布局飛機(jī)的平尾處于機(jī)體后方,受機(jī)翼的物理和流體遮擋。前翼位置緊靠機(jī)體,又處于正迎流方向,氣動(dòng)面的單位面積控制效應(yīng)遠(yuǎn)比平尾高。為避免前翼迎角控制超過限制,前翼的氣動(dòng)控制面相對(duì)較小,可用俯角也遠(yuǎn)超迎角,還要利用尾控制面(平尾或副翼)配平,需要時(shí)靠氣動(dòng)作用把機(jī)頭“壓”下去。
推力矢量的噴口軸線轉(zhuǎn)向的速度很快,但現(xiàn)有的矢量推力并不能形成直接控制力,而是要將推力矢量所形成的側(cè)向力矩傳導(dǎo)到氣動(dòng)翼面上才會(huì)形成最終控制效果?,F(xiàn)有技術(shù)條件的推力矢量必須與氣動(dòng)綜合,發(fā)動(dòng)機(jī)噴管位置又處于飛機(jī)的最后方,在飛機(jī)動(dòng)力控制中存在滯后性,效率不如前翼。常規(guī)布局戰(zhàn)斗機(jī)的前翼偏轉(zhuǎn)如能實(shí)現(xiàn)差動(dòng)操縱,還能形成效率很高的滾轉(zhuǎn)力矩,有效緩解寬機(jī)身戰(zhàn)斗機(jī)滾轉(zhuǎn)速率低的弱點(diǎn)。
按照重量指標(biāo)對(duì)比前翼和矢量。蘇-27M的前翼采用全金屬半硬殼結(jié)構(gòu),翼面的重量在140千克左右,含電傳控制裝置的全系統(tǒng)重量不低于230千克,擴(kuò)大前邊條的結(jié)構(gòu)重量也接近100千克,不含配平的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)總增重約340千克,前翼結(jié)構(gòu)重量大致是全機(jī)結(jié)構(gòu)重量的4%。蘇-27M的前翼雖然增加了前段機(jī)體的結(jié)構(gòu)重量,但前翼在正常飛行時(shí)可以形成正升力,并將飛機(jī)的靜不安定度由5%放寬到15%,有效改善絕大部分飛行狀態(tài)時(shí)的綜合機(jī)動(dòng)性能。
蘇-27M設(shè)計(jì)時(shí)并沒有要求具備矢量控制,從701到710制造時(shí)也沒有考慮使用矢量發(fā)動(dòng)機(jī),直到被稱為蘇-37的711才開始正式應(yīng)用推力矢量。基于AL31F所采用的推力矢量采用垂直向單軸對(duì)稱噴口,實(shí)用型號(hào)最初應(yīng)用于印度引進(jìn)的蘇-30MKI。按照現(xiàn)在已經(jīng)公開的技術(shù)資料,蘇-30MKI/蘇-37的推力矢量增重250千克,噴管的預(yù)期工作壽命在250小時(shí)。矢量噴管的壽命看起來比
發(fā)動(dòng)機(jī)短很多,但正常飛行時(shí)并不需要頻繁使用。依據(jù)模擬器試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析,空中優(yōu)勢戰(zhàn)斗機(jī)一個(gè)作戰(zhàn)架次飛行時(shí)間在80分鐘時(shí),矢量噴管只會(huì)在空戰(zhàn)階段間斷使用約7分鐘,工作壽命對(duì)噴管正常使用并不存在大的影響,主要問題是矢量噴管的維護(hù)要求比較高,單元體更換的間隔也比加力段發(fā)動(dòng)機(jī)艙短。
蘇-27M設(shè)計(jì)中采用純氣動(dòng)控制,機(jī)體針對(duì)氣動(dòng)變化的更改量很大。蘇30MKI則在實(shí)用前翼的同時(shí)應(yīng)用矢量,雖然矢量還沒有綜合進(jìn)飛行控制系統(tǒng),但矢量增重緩解了前翼增重的配平壓力,不過全機(jī)更改量仍然不小,而無前翼無矢量的蘇-30MKK則最大程度保持了蘇-27S/UB的結(jié)構(gòu)以降低生產(chǎn)和維護(hù)成本,但機(jī)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與壽命確實(shí)與新設(shè)計(jì)的蘇-30MKI存在明顯差距。
蘇-35BM的研制起點(diǎn)
蘇-27M是蘇聯(lián)航空工業(yè)力圖改善空軍蘇-27S性能局限的新型戰(zhàn)斗機(jī)項(xiàng)目。蘇-27M比蘇-27S更重視遠(yuǎn)距離攻勢作戰(zhàn)的空優(yōu)性能,可為蘇-24/27IB和圖-22M進(jìn)行遠(yuǎn)程護(hù)航,自主和持續(xù)作戰(zhàn)能力都比米格-29M更強(qiáng)。蘇-27M采用三翼面的主要目的是增強(qiáng)機(jī)動(dòng)性,前翼是高機(jī)動(dòng)技術(shù)改進(jìn)的核心,是在矢量推力還不成熟階段應(yīng)用的技術(shù)措施。
蘇-27M在蘇聯(lián)解體后失去了裝備目標(biāo),出口市場沒有打開使項(xiàng)目最終停滯,俄羅斯航空兵只能繼續(xù)維持已經(jīng)裝備的蘇-27S/P。俄羅斯航空兵在過了經(jīng)濟(jì)最困難階段后,認(rèn)識(shí)到在裝備時(shí)比較先進(jìn)的蘇-27系列,到本世紀(jì)初已經(jīng)明顯落后于西方同類機(jī)型,雷達(dá)航電和武器的落后程度最大,而飛機(jī)平臺(tái)本身的整體性能還算合格。蘇霍伊集團(tuán)利用出口蘇-27系列積攢的資金,并針對(duì)俄羅斯空軍裝備改進(jìn)的需要,開發(fā)了以改進(jìn)雷達(dá)火控為核心工作的蘇-27SM項(xiàng)目,并細(xì)分出SM、SM2和SM3這幾個(gè)針對(duì)不同改進(jìn)范圍的方案。俄羅斯航空兵迫切需要更新老舊的蘇-27S/P機(jī)隊(duì),但長期缺乏維護(hù)使現(xiàn)役飛機(jī)的狀態(tài)并不理想,能夠改裝的蘇-27系列飛機(jī)數(shù)量不算多,改造中結(jié)構(gòu)翻新的工作量也很大。如果以水平較高的SM2為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施改進(jìn),改裝機(jī)的投資效費(fèi)比難以理想。
蘇-35BM就是針對(duì)新方案中雷達(dá)航電成本高、機(jī)體成本相對(duì)比例略低的實(shí)際情況,將機(jī)體的更改范圍降低到最低的標(biāo)準(zhǔn),集中有限資源重點(diǎn)改善作戰(zhàn)系統(tǒng)的技術(shù)性能。蘇-35BM從蘇-27SM系列開始發(fā)展,就是一種單純的蘇-27改進(jìn)方案,本來就沒在批生產(chǎn)飛機(jī)上應(yīng)用的前翼,在新方案中自然不會(huì)延續(xù)。
蘇-27細(xì)長的尾錐限制了推力方向,矢量噴管只能在垂直向偏轉(zhuǎn),提供的仍然是俯仰方向的控制力矩。單軸矢量噴管對(duì)俯仰控制的作用與前翼接近,響應(yīng)速度比前翼低,但矢量噴管可以通過差動(dòng)實(shí)現(xiàn)滾轉(zhuǎn)力矩,這個(gè)功能無法用純增升前翼實(shí)現(xiàn),采用差動(dòng)前翼則要面對(duì)復(fù)雜的氣動(dòng)影響。
前翼能夠提供直接氣動(dòng)控制效應(yīng),但前翼偏轉(zhuǎn)所形成的氣動(dòng)影響較復(fù)雜,勢必要在部分飛行狀態(tài)時(shí)限制偏轉(zhuǎn)角度,削弱了前翼對(duì)整體氣動(dòng)性能的積極作用。同時(shí),前翼進(jìn)行快速俯仰控制時(shí)產(chǎn)生的阻力較大,安裝前翼所增加的邊條也要增加阻力,致使用前翼控制時(shí)的能量衰減速度過快。蘇-27系列的動(dòng)力性能本來就不算好,三翼面又會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)的自重增加,前翼等于是用飛機(jī)的能量性能換取敏捷性。蘇-27的三翼面利用好了是利器,戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作不理想就會(huì)造成不利影響。
按照蘇-35BM的性能要求和技術(shù)特征,前翼和發(fā)動(dòng)機(jī)矢量都是為了增強(qiáng)飛機(jī)的俯仰控制效能,均可以在垂直軸向提供較理想的操縱效果。蘇-35S采用矢量噴管后取消了前翼,選擇了與蘇-27S相同的傳統(tǒng)氣動(dòng)布局。這種氣動(dòng)措施是為了降低結(jié)構(gòu)更改幅度,同時(shí)也是因?yàn)槎砹_斯矢量噴管經(jīng)過長時(shí)間的應(yīng)用驗(yàn)證,技術(shù)性能和可靠性已經(jīng)達(dá)到較高標(biāo)準(zhǔn),能夠與氣動(dòng)控制面共同組成綜合飛控系統(tǒng)。蘇-35S的矢量噴管重量大致仍然在200千克左右,遠(yuǎn)離重心所要求的前機(jī)身配平系數(shù)在1.3,大致與新?lián)Q用的雷達(dá)和電子設(shè)備增重抵消。蘇-35S用矢量噴管的重量與前機(jī)身配平,結(jié)合增加的載油空間和強(qiáng)化的機(jī)體結(jié)構(gòu),具備較理想的綜合飛行性能和有限的過失速機(jī)動(dòng)性。
最終的選擇
蘇-27系列目前的型號(hào)改進(jìn)雖然比較多,但都沒有脫離蘇聯(lián)時(shí)代的基礎(chǔ),蘇-27M和蘇-37也是蘇-27系列改進(jìn)技術(shù)的高端。蘇-35S雖然是最新改進(jìn)型,但這個(gè)型號(hào)的裝備目標(biāo)非常清楚,就是利用已經(jīng)在蘇-27/30系列上成熟應(yīng)用的改進(jìn),用新制造的機(jī)體搭配上先進(jìn)的航電和成品,在換代戰(zhàn)斗機(jī)裝備前補(bǔ)充現(xiàn)有戰(zhàn)斗機(jī)部隊(duì)。
蘇-35S是在蘇-27SM基礎(chǔ)上發(fā)展的技術(shù)改進(jìn)型,同時(shí)期俄軍的重點(diǎn)裝備目標(biāo)是換代的T-50,蘇-35S只被用來作為先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)服役前的過渡。蘇-35S的實(shí)際裝備地位與蘇聯(lián)時(shí)代作為主力的蘇-27M不同,這就限制了新技術(shù)和新裝備應(yīng)用的范圍。同時(shí),俄航空兵擁有龐大的裝備基礎(chǔ),蘇-27系列的技術(shù)狀態(tài)雖已落后,但數(shù)百架飛機(jī)構(gòu)成的維護(hù)保障體系仍然完整,維護(hù)人員和備件供應(yīng)也形成了系統(tǒng)。
蘇-35BM/S沒采用三翼面氣動(dòng)布局不是因?yàn)榍耙硎チ藲鈩?dòng)控制價(jià)值,而是因?yàn)槭噶客屏δ軌蛱娲耙淼臍鈩?dòng)作用,維持蘇-27S氣動(dòng)布局可以最大程度利用現(xiàn)有資源,機(jī)體制造所需的工裝和設(shè)備投資也最低。共青城蘇霍伊生產(chǎn)線的未來寄托于T-50,在此之前為蘇-35投入資源的遠(yuǎn)期價(jià)值不高,生產(chǎn)線改造所占用的資金還會(huì)影響到整體資源的分配,削弱T-50的投資規(guī)模。共青城作為蘇霍伊的直屬廠,不會(huì)干這樣的蠢事。
蘇-35BM設(shè)計(jì)時(shí)的主要意圖就是生產(chǎn)新機(jī)體,以便在用蘇-27SM方案改造部分蘇-27S的同時(shí),用新制造的蘇-35S替換掉壽命不佳的蘇-27S,改舊和換新針對(duì)的是蘇-27機(jī)隊(duì)不同的壽命狀態(tài)。蘇-35S采用以舊換新的裝備思想,必然會(huì)出現(xiàn)服役裝備混編的現(xiàn)象,蘇-35S與蘇-27S差異越小部隊(duì)熟悉速度就越快,現(xiàn)有維護(hù)體系中可沿用的部分就越多,裝備全壽命投入也就越少。
蘇-27M并沒有形成完整的批量生產(chǎn)線,蘇-33的前機(jī)身設(shè)計(jì)與蘇-27M相似,但缺乏訂貨的蘇-33生產(chǎn)線已經(jīng)被拆除。蘇-34的前機(jī)身氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)更改量過大,與蘇-27系列的前部機(jī)體幾乎沒有共同之處。蘇-30SM的生產(chǎn)廠是與生產(chǎn)蘇-35S的共青城相互競爭的,其生產(chǎn)的出口型蘇-30MKI就是三翼面布局,因此其依托蘇-30MKI的生產(chǎn)線所生產(chǎn)的蘇-30SM系列也采用了帶矢量和前翼的布局。總之,常規(guī)氣動(dòng)布局的蘇-35S和三翼面布局的蘇-30SM都是適應(yīng)各自廠家生產(chǎn)基礎(chǔ)的結(jié)果,這樣做各自所需投資最低。簡單的說,換成蘇-30MKI的生產(chǎn)廠來設(shè)計(jì)和制造蘇-35,絕對(duì)會(huì)是架三翼面布局的單座蘇-30SM!
常規(guī)布局戰(zhàn)斗機(jī)結(jié)合前翼形成的三翼面,對(duì)飛機(jī)的綜合性能有明顯的積極作用,但從蘇-27M的設(shè)計(jì)過程也可以看出,在已有機(jī)型上改裝增加前翼,前翼的氣動(dòng)效果與全機(jī)氣動(dòng)的綜合難度很大,相互的牽制使很多有利因素難以充分發(fā)揮,推力矢量對(duì)氣動(dòng)干擾小的優(yōu)點(diǎn)則更易在實(shí)用中得到體現(xiàn)。
俄羅斯經(jīng)過蘇-27系列后續(xù)改進(jìn)的應(yīng)用研究,清楚認(rèn)識(shí)到三翼面與矢量各自的優(yōu)勢,最新的T-50看起來雖然是常規(guī)氣動(dòng)布局,但邊條前緣的大型可動(dòng)翼面,事實(shí)上就是將獨(dú)立前翼綜合到機(jī)體上的措施。T-50的前翼與邊條一體化后,前翼偏轉(zhuǎn)的氣動(dòng)效能雖然有所降低,但能把前翼渦與俯仰控制效應(yīng)與邊條綜合,有效利用了前翼靠近機(jī)體和最先迎流的優(yōu)點(diǎn),最大限度削弱前翼對(duì)主翼的消極影響。T-50融合前翼的大迎角氣動(dòng)控制效應(yīng)不如獨(dú)立前翼,但推力矢量可彌補(bǔ)氣動(dòng)控制的不足,前翼的高氣動(dòng)控制效應(yīng)又能補(bǔ)償矢量響應(yīng)速度的滯后,綜合效果比屋上架屋的蘇-27M更加理想。
作為最新改型的蘇-35S采用常規(guī)氣動(dòng)布局,并不意味著前翼已失去氣動(dòng)價(jià)值。綜合看,蘇-35BM方案中以矢量替代前翼,T-50把前翼融合到邊條內(nèi),都是對(duì)氣動(dòng)和控制綜合的過程中,對(duì)不同技術(shù)平衡的取舍。