从苏-27到苏-35,漫长的改改改

17-04-05

Permalink 00:38:11, 分类: 洪哥谈兵

从苏-27到苏-35,漫长的改改改

在2016年的最后日子里,俄罗斯如约交付了首批4架苏-35战斗机。在中国歼-11级衍生型(包括舰载的歼-15和双座多用途歼-16)已经系列生产的现在,尤其是歼-20已经传闻小批装备的时候,继续引进苏-35意义何在,是很多人关心的问题。

苏-35是传奇式的苏-27家族的第三代,也应该是终极版,2008年2月19日首飞,2014年才开始交付俄罗斯空军。交付中国的苏-35全称应该是苏-35SK,“S”为标准型,“K”为出口版,一般笼而统之直接称为苏-35。现在还不清楚出口版与自用版有什么差别。

第一代苏-27是在冷战时代的1977年首飞的,1985年投入使用。苏-27在研发中,遇到恶性增重问题,经过大刀阔斧的减重后,终于造就成一代名机。不过极端的减重措施也降低了苏-27的强度裕度,不利于增加最大起飞重量和载弹量,也不利于经常做大过载机动。第一代苏-27也缺乏多任务能力和现代电子设备。1991年2月,首批中国版苏-27交付,此后沈飞按许可证和自主改进的歼-11批量生产,成为中国空军重型战斗机的主力。

在苏-27基本型刚投入使用后不久,苏霍伊就开始大改,系统地加强机体,增加多任务能力,把雷达、火控和座舱技术提高到90年代水平。后来还结合了苏-33的经验,整合进鸭式前翼,变成三翼面布局。这就是神龙见首不见尾的苏-27M,也在不同阶段称为苏-35(老编号)、苏-37。但苏联解体使得苏-27M的研发功亏一篑,苏-27的改进走上漫长、曲折的道路。第二代苏-27的研发起点比较模糊,如果用苏-27PU首飞作为标志的话,那是1989年,但更典型的苏-30MK要到1993年才现身。第二代苏-27实际上有两条亚路线,中国的苏-30MKK以苏-27M的机体加强和部分电子设备为基础,强调多用途能力;印度的苏-30MKI以未加强的双座苏-27UB为基础,但采用苏-27M开始但并没有完善的推力转向和鸭翼,当然还有西方电子设备。苏-30MK2(中国海航版)、MK2V(越南版)、MKV(委内瑞拉版)都是MKK的延伸,由共青团城生产;MKM(马来西亚版)、MKA(阿尔及利亚版)、SM(俄罗斯版)则是MKI的延伸,由伊尔库茨克生产。2000年12月,第一批苏-30MKK交付中国空军,最后总计73架,2004年24架苏-30MK2交付中国海航。MK2多次与日本空自F-15过招,逼得空自F-15放红外干扰弹,性能骄人。

苏-35首飞的时候,苏霍伊T-50的研制已经紧锣密鼓。苏-35在苏-30MKK的加强机体基础上,结合MKI的已经完善的推力转向,当然还有其他深度改进。有意思的是,苏-35放弃了鸭翼,回到经典的双翼面布局,以至于从外观上,苏-35与苏-27不容易分辨。

苏-27在中国也已经发展到第二代,歼-11D和歼-16除了使用国产WS10“太行”系列涡扇发动机外,大量采用复材,并用主动电扫雷达、数据链、玻璃座舱等极大地提高实战能力。中国的改进路线与俄罗斯不尽相同,但总体技术水平并无代差。下一代的歼-20不仅具有隐身、超巡和超机动能力,还整合了分布孔径光电系统,极大地强化了全向态势感知能力。在这样的情况下,为什么还要引进苏-35呢?

中国是世界上苏-27系列的第二大用户,中国航空也在这个基础上结合中国自己的航空科技发展在推动相关改进,积累了大量有益的经验。但是不容否认,俄罗斯依然拥有最长的使用历史,掌握原始设计依据和所有技术数据更是具有天然的优势,对苏-27的改进具有最充足的思考和实践时间。尽管歼-20装备在即,中国的歼-11/15/16机龄都还不长,还在大量生产,要继续使用几十年,有关思路对中国很值得借鉴。

苏-35在外观上与苏-27很难分辨,但取消了减速板,用数字电传控制垂尾、平尾、襟翼、副翼的组合动作以代替减速板的气动减速作用,节约下来的结构体积和重量用于增加机内燃油。数字电传还把推力转向无缝地整合进飞行控制,不再使用单独的操纵杆,简化了操纵,也使得机动性潜力更加容易发挥出来。这些东西的道理不难明白,但具体实施中有很多精细的细节,不仅是工程实施问题,也是用户体验问题,只有在实用中才能摸索出真谛。中国未必会对苏-35的数字电传反向设计,但从实用中理解推力转向的真实作用还是非常重要的,这是有益的参照。。

苏-35的发动机是从AL31改进而来的117S,不仅热工参数强化,推力增加,还有三维推力转向能力,也就是说,能上下、左右和组合摆动。推力转向对于过失速和超音速机动的作用最显著。在过失速状态下,气动控制作用减弱,推力转向则不受失速限制,可以继续保持飞行姿态控制,这也是苏-35可以做出种种匪夷所思的特技机动的道理。没有推力转向的苏-27也可以做不少过失速机动,如有名的眼镜蛇机动,但推力转向使得这样的特技飞行更加安全、可靠、有效,当然还有更多的特技动作,如******机动。中国的WS10“太行”不是AL31的仿制版,但吸收了一些相关技术,117S的借鉴作用不用多说。中国的推力转向技术也研究多年,但还没有达到实用化的地步,117S的借鉴作用同样巨大。至于外电传说的歼-20改用117S,这或许是西方认定中国科技只有抄袭能力的习惯性思维。歼-20计划整体展现的创新和前瞻本应打破这种成见,但成见之所以是成见,正是因为其顽固性和拒绝承认现实。

苏-35的雷达还是被动电扫,在基本技术上显著落后于中国已经批量装备的主动电扫。座舱显示依然为俄文字符显示,而没有中文化,据说是俄罗斯方面认为中文字符太大,无法容纳进现有战术显示。如果不是俄罗斯方面“懒惰”,只能是显示系统的操作系统不支持中文或者分辨率不足的原因。如今操作系统支持中文已经不是多大的技术问题,分辨率更不是问题,不能使用中文界面突显俄罗斯电子技术相对落后的发展状态。但电子系统早已超过了硬件决定一切的阶段。现代战斗机已经高度软件化,难点不在于如何编程,而在于编什么。软件凝聚的是知识和经验。比如说,显示系统哪怕是两个大屏显示,如何划分两个大屏就很有讲究。全玻璃化后,显示系统要显示从导航、空情、防空态势、地面海面目标、电磁威胁到武器管理、发动机-燃油管理、机载系统等各种信息。所有信息同时显示是不可能的,在不同信息之间共享和切换需要有仔细的考虑,必须能让飞行员不假思索就能调出当前需要的显示,而不是必须在菜单里挖掘半天。大屏用于显示单一画面可以信息最大化,但用途反而单一化了。大屏用于多窗口显示的话,可以一屏顶多屏用,但内容和位置分配就有讲究了,是否容许随时任意组合又是另一个设计时必须考虑的问题。显示的符号、大小、颜色不仅要醒目、独特,还要意义明晰、直观。很多在商用图形显示中的美观原则在座舱显示里不能使用,尤其是不能琳琅满目、五色缤纷。这些显示不是用来观赏的,迅速和正确的判读才是最重要的。翻飞格斗中的战斗机的座舱光线情况急剧变化,显示屏从太阳直射到背阴是瞬息之间的事情,振动和过载也使得精细的显示难以判读,如何有效显示不是一个理论问题,而是经验问题,是在长期实践中磨出来的。俄罗斯有更多的这样的实践,是值得中国认真借鉴的。另一方面,由于电子技术的进步,中国有更好的硬件、软件环境,这还可以反过来帮助俄罗斯技术提高。

软件还对雷达和火控的性能有关键作用。雷达为了抑制杂波干扰,需要种种滤波。过去用硬件滤波,现在早就用数字滤波了。滤波原理不是秘密,但实际参数设定是一门艺术。滤波不足,杂波形成的虚警很多,影响判断;滤波过度,微弱但真实的信号也被当作杂波给忽略了,要贻误战机。有了苏-35,未见得就能反向推断出滤波算法和参数,但至少对什么是做得到的有第一手认识,有了明确的参照。如果中国的现实水平已经超过,那也好心里有数。苏-35的雷达的最大探测距离达到400公里,但在实用中要打折扣,对于什么时候对什么样的目标能达到什么样的探测距离、精度和目标特征捕捉,这也是值得中国有第一手认识的。另外,在复杂目标环境下,对空地目标的威胁程度划分优先等级,也高度依赖长期实际经验。由于独特的国际环境,中国对于外国先进军事技术(尤其是软的方面)的实际能力常常处在道听途说的层次,缺乏第一手认识。这是很好的机会。

另一个问题是反隐身。隐身是最好的反隐身手段,中国的歼-20和俄罗斯的T-50都将是各自的反隐身主力。但中国和俄罗斯的大量第三代战斗机都将长期使用,都有如何整合进空中反隐身作战的挑战。苏-35的机翼前缘有独特的大型L波段条形天线,官方说法是敌我识别天线,这只能是障人耳目的说法。合作式(也称问答式)敌我识别天线用不了那么大,非合作式直接用雷达,或者用识别发动机叶片特征的办法判断对方的飞机型号,或者用高精度扫描成像,也不是这样的大型线阵天线。L波段属于分米波,不宜用作跟踪或者火控,但适合用于远程搜索。隐身飞机是针对厘米波雷达设计的,分米波搜索在理论上有奇效。分米波搜索雷达确定某一空域有目标,而厘米波火控雷达无法有效确定,那很可能就是这里有隐身飞机出没。这一反隐身技术在理论上应该有效,但实际效果有待核实。中国已经有歼-20,现在有了苏-35,正好可以把矛和盾拉出来比试比试。如果确实有效,这可以成为歼-11、歼-15、歼-16的改进方向,歼-10也可能获益,使得一大批第三代战斗机具有准四代的制空战力。

中国制造在很多方面已经形成碾压能力,但在航空方面不是这样。洛克希德F-35在全速生产阶段要达到每年200架的产能,到现在一直没有达到,并不完全是生产的问题,更主要的是拨款和研发拖延的问题,不能在最后定型之前转入全速生产。但中国的情况不一样,需求和拨款没有问题,在歼-10、歼-11生产多年后,成飞和沈飞依然没有这样的产能。从俄罗斯引进一些成熟而且大体同型的苏-35有助于迅速补足战斗力空缺,并对中国航空(尤其是沈飞)形成一点压力。苏-35的成熟度无可争议,据说在到达中国基地的第二天,就升空开始训练飞行。

另一方面,中国在引进苏-27时,也引进了生产许可。那还是俄罗斯还在走出计划经济体制的时代,对于商业合同的条文缺乏经验,而中国又坚决要国产化,双方对合同的解读出现分歧。最后引进套件的组装半途中止,中国转入国产歼-11的生产,以后连发动机都转用WS10“太行”。中国的做法符合合同,但毕竟还是使得俄罗斯很是恼怒。中国不要的苏-27SK套件是很多年后共青团城改装苏-27SM2时才消化掉。中国引进苏-30MKK和MK2时,共青团城还研发了MK3,想要接力推销。但中国在2004年接受24架MK2后,嘎然而止,再也不买了,共青团城再次砸在手上。多年来,俄罗斯和中国之间为了苏-27的知识产权和采购不乏龃龉,也成为西方下蛆的口子,是时候划上句号了。

还在90年代时苏-35(老编号)研发还在进行中,苏霍伊就声称将在200架苏-27生产完成后,转入120架苏-35(老编号)生产。进入21世纪,苏-35研发开始,俄罗斯方面就一再放风,中国已经签约订购48架云云,这大概是世界军购史上最频繁的谣传,但中国方面一直不接茬。这一次终于不再是谣传,2013年签约,两年后第一批4架交付,据说最后将达到24架,总价值20亿美元。中国倒是不怕俄罗斯“再不买就烦死你”的架势,但购买苏35有益于对两国的苏-27协议划上完美的句号,符合两国利益。共青团城的产能经过20多年半闲置,已经不像苏联时代那样可以随时下饺子了。这么快交付,与其说是中国要货要得急,倒更像俄罗斯怕夜长梦多,落袋为安。时代真是不同了。

爱乐洪哥

莫听穿林打叶声,何妨吟啸且徐行。竹杖芒鞋轻胜马,谁怕?一蓑烟雨任平生。 料峭春风吹酒醒,微冷,山头斜照却相迎。回首向来萧瑟处,归去,也无风雨也无晴。

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