《出鞘》2020-03-19：十年生死两茫茫：命运多舛的苏-57问题究竟出在哪

源济

十年生死两茫茫：命运多舛的苏-57问题究竟出在哪
新浪军事  2020年03月19日

自打诞生之日起，苏-57战机已经不知不觉走过了10个年头。这款战斗机虽然产量并不大，但却一直依靠一个又一个新闻收割着流量。从首飞没多久时那张引发持续至今的无数争吵的那张进气道照片，到坎坷曲折的试飞和量产之路，再到最近披露的试飞了10年之久的苏-57，至今依然不具备在内部弹舱携带并投放空空导弹的能力。




苏-57的弹舱布局在战斗机当中十分特立独行，采用类似轰炸机的中央前后双弹舱布局，同时在进气道两侧还布置了一对茧包式的侧弹舱，用于发射俄制新一代格斗导弹——毫不意外的是，这对侧弹舱由于体积原因，目前也并无尺寸合适的导弹可用。




独特的弹舱布局，使得苏-57对内置武器也有着不同的要求。苏-57的侧弹舱在位置上与传统的导弹挂架接近，可以使用较短的可伸缩支架，导引头的视野开阔，便于先锁定后发射。同时弹舱前部还可以进行一定程度的DIY，安装光电探头或电子战设备。但过小的尺寸使得现役的俄制格斗弹都难以塞入这个茧包，需要重新研制一款小翼展格斗弹，而且最好还是类似SRAAM那样的“弹棍”。




苏-57的主弹舱面临的情况则有所不同。苏-57采用继承自苏-27的中央升力体翼身融合气动布局，将一对笔直的发动机舱中间的“隧道”作为弹舱空间，天生就带来了空间局促的问题。苏-27在同样的空间里只能纵列挂载一对中距弹，而发动机间距更宽的F-14能够通过两个并联挂架挂载四枚AIM-54。虽然苏-57的发动机间距与F-14相差不大，但其主弹舱宽度与F-22和歼-20相比还是窄了很多。这除了影响内置武器的数量，在搭配灵活性上也不如前者。




此外按照俄罗斯“战术导弹武器”公司总经理鲍里斯·奥布诺索夫的说法，“苏-57的内置导弹研制还存在技术问题：由于导弹放置在机身内，需要较小的尺寸，需要折叠的弹翼和方向舵。同时从密闭空间投放导弹还存在一定的困难，因为飞机会产生额外的负载。这是个新事物，在此之前机体内仅安放过强大的战略型号武器。”而这款所谓的战略型号武器，指的就是此前苏-57在叙利亚战场测试时，从主弹舱投放的Kh-59M2空射巡航导弹。




Kh-59M2巡航导弹重量达770公斤，甚至超过“鱼叉”反舰导弹，并不需要采用复杂的弹射挂架。并且苏-57在发射Kh-59M2时基本上处于四平八稳的亚音速平飞状态，因此机腹“隧道”内的气流状况也不会造成多大的干扰。反而是在发射相对轻小的空空导弹时，“隧道”内的气流状况加上弹射挂架对飞机姿态的潜在影响会带来一系列不可预测的潜在问题。这些问题在风洞内很难进行模拟，这就意味着对于计算机仿真模拟技术相对不发达的俄罗斯来说，这一问题很难以相对低成本的计算机模拟方式解决。这也是空空导弹在内部弹舱的投放会被视为“新事物”的原因——在苏联和俄罗斯以往研制的各型作战飞机上确实没有先例，因此只能通过复杂而危险的试飞来解决。




事实上，机-弹分离一直是战斗机研制中风险最高，但也是必须解决的课题之一。与苏-57同样采用中央升力体设计的F-14战斗机在试飞过程中，就发生过挂载在“隧道”后方4号挂点的一枚AIM-7“麻雀”导弹在分离后与前机身碰撞，把自己击落的乌龙，成就了“麻雀”最有价值的击落记录。而F-15、F/A-18等美制三代机也都出现过机-弹分离方面的问题。




这一问题在“超级大黄蜂”上尤其严重，早期F/A-18E/F采用与机身中轴线平行的挂架，但在武器分离测试中出现了外挂物受边条涡影响，下落轨迹不稳定，可能会与机身发生碰撞的问题，直到最后也没能解决。于是才有了“超级大黄蜂”那独特的3度外偏的“外八字”挂架。




这些“外八字挂架”以及上面挂载的弹药、副油箱在飞行中会产生巨大的阻力，因此“超级大黄蜂”的挂架又有“6块减速板”的诨号。对于加速性能本来就不算出色的“超级虫”来说，外八字挂架带来的阻力问题无异于雪上加霜。如果说“超级大黄蜂”武器外挂导致的问题，捏一捏鼻子还能接受的话。苏-57的这一缺陷就着实让人难以接受了——外挂空空导弹会导致苏-57本就不怎么样的隐身能力再度大幅缩水，退化成F-15SE一类的“半隐身鸡肋”。




当然，苏-57项目弄成今天这样倒也并非没有道理。事实上由于其航空工业相对于美英两强来说较为薄弱，因此，从一代机、二代机时代苏联人就走上了通过优秀的系统整合“扬长避短”的设计道路。在苏联设计师眼里，只要飞机的主要性能过硬，在一些次要方面相对于敌人有所欠缺也是可以接受的。而对于苏-57来说，隐身性能又恰恰是可以被牺牲的。这也是导致其今天尴尬境遇的根本原因。




其实苏联在四代机的探索上并不落后于美国，并且还是隐身技术最早的发源地。早在1962年，苏联雷达部第 108 研究所的科学家乌菲姆谢夫就提出了物理绕射理论（PTD），并发表了一篇题为《物理理论中的边缘电磁波绕射方式》的学术论文，示范了如何计算给定的任意二维物体外形的雷达反射截面的方法，并由此启发了美国的隐身飞行器研究，最终催生出F-117隐形战机。但F-117的问世不仅没有惊醒发明物理绕射理论的苏联人，F-117那由于时代局限采用的多面体隐身外形反而令以费德索夫（俄罗斯国家航空系统科学研究院院长）、俄杜马议员、航空航天产业委员古特涅夫为代表的俄罗斯航空工业元老认为，隐身性能与飞行性能之间存在不可调和的矛盾。




而在隐身与机动性之间，俄罗斯最终选择了后者，所以我们看到的苏-57为了具备良好的机动性，采用了继承自苏-27的总体布局和新研制的推力矢量发动机，而在隐身性能上则饱受争议。继承自苏-27的直通进气道虽然可以通过类似“超级大黄蜂”的雷达屏障遮挡发动机叶片，但进气道腔体本身就是有效的雷达反射源。在细节处理上，则随处可见诸如传统的十字型铆钉、座舱盖金属格框以及辅助进气口等硬伤，全机上下的蒙皮也基本未做隐身处理。




实际上在俄罗斯第四代战机的方案竞争阶段，曾经出现过采用较为经典的隐身布局的方案，比如雅科夫列夫设计局的四代机竞标方案就采用了类似F-22和歼-20的楔形机头与船型机身，发动机紧密并排的布局，鸭翼与主翼的边缘也完全对齐，在隐身性能上的潜力远优于苏-57。雅克设计局的雅克-43与雅克-201在设计上也充分地照顾了隐身需求。米格公司提出的米格I-2000也在外形上向F-35等西方隐形战机靠拢。但这些方案无一例外都在早期阶段就胎死腹中。




俄国人自己对苏-57在隐身上的取舍自然心知肚明，按照费德索夫的公开观点，四代机的最核心特征应该是航电系统，以有源相控阵雷达为核心，整合指挥、控制、通信和情报等多个系统的功能，并且可以通过数据链，直接从预警机等节点上下载战术信息，实现侦察和打击功能的一体化（换句话说，俄国人理解的四代机其实就是三代半）。所以苏-57在这方面也不遗余力地进行了强化，装备了数量空前的5部雷达，包括机头的N036-1-01有源相控阵雷达、机头两侧的N036B-1-01侧视雷达以及机翼前缘的N036L-1-01L波段警戒雷达。可谓完美贯彻了以航电系统为核心的设计理念，并号称拥有超过F-22的态势感知能力。然而苏霍伊如何解决5部雷达带来的电磁兼容性目前仍不得而知，这些雷达在低截获率探测能力上的表现也没有经受过检验。按照费德索夫等人的看法，主动发射信号的雷达系统本身就与隐身目标不可调和，N036雷达系统会不会对已在俄国内已有定论的方面下功夫，十分令人怀疑。




虽然有种种问题缠身，但假如俄罗斯有足够的决心和财力，对苏-57进行大刀阔斧的推到重来式的修改，像T-10到T-10S一般改出一个性能有着长足进步的“苏-57M”并非不可能。但俄国人是否愿意改变自己的思维拥抱未来尚是一个未知数；且在俄罗斯军费连年下降，油价刷新下限的今天，将苏-57项目推到重来的物质基础也已不复存在。看着在质疑与争议中已经不知不觉走过10年历程的苏-57，我们应该感到幸运的是，此刻有一款货真价实的第四代隐形战机正在保卫着我们的领空，让我们在面对周边逐渐形成的“F-35包围圈”时，有着足够的底气。​​​​