冷戰時期,蘇聯還研發過一種非常特殊的戰機,那就是蘇-47“金雕”戰斗機。
從外觀上看,這款戰機的后方機翼在方向上,和全球其它所有戰機都相反。
十分特殊的“金雕”
正常戰機的機翼方向都是向后的,但是這款戰機的機翼居然朝向前方。
金雕戰機的這種“反向機翼”被稱為“前掠翼設計”。該型戰機整體上采用了“前掠翼+鴨翼”三翼面布局的設計,人類歷史上從未有過這種類型的戰機服役。
蘇聯設計這種戰機,是為了獲得一款低速飛行時機動性非常強悍的戰機。
傳統采用后掠翼布局的戰機,也就是機翼方向向后的戰機,在低速飛行時后掠翼容易產生升力不足的問題。
后掠翼的戰機要想提升低速機動性,就要提升展弦比(機翼翼展和平均幾何弦之比)。從直觀的視覺表現來看,更大展弦比的戰機,其后方機翼更接近一條直線。更小展弦比的戰機,后方機翼更像一個三角形。
大展弦比戰機的典型代表,就是美國現役的F/A-18型艦載機。從下圖我們能看出,F/A-18型艦載機后方的兩側機翼,在形狀上可以說是已經接近長方形了。
小展弦比戰機的典型代表,就是我國的殲-20戰機。殲-20后方機翼就是非常明顯的三角形。
此外中國更早之前服役的殲-8戰機,后方機翼的展弦比更小,整架戰機的外形已經接近一根棍子。
如果在美國F/A-18型艦載機的基礎上,進一步“提升”其展弦比會怎么樣呢?結果就是像蘇聯金雕戰機一樣,機翼直接朝向前方,成為了“前掠翼戰機”。
所以金雕戰機這個“前掠翼設計”的目的顯而易見,是戰機不斷追求低速狀態下機動性的結果。
從表現上看,金雕戰機的確有非常強的低速機動性。
該款戰機在低速狀態下,就算是對比蘇-27、米格-29等以機動性著稱的戰機,在機動性上都有明顯優勢。
并且前掠翼設計的戰機幾乎不存在翼尖先失速的問題,這意味著金雕戰機可以實現“零半徑轉彎”、“空中懸?!钡认喈敳豢伤甲h的機動動作。
正因如此,這款戰斗機不管是在問世之初,還是說哪怕到了如今,仍然有不少人對它可謂是“吹上了天”。
金雕戰機的劣勢
不過金雕戰機最終還是沒有服役,這就說明其還是有非常明顯的劣勢的。
首先是金雕戰機這其它的前掠翼形狀嚴重擠占了機體的容積,使得該款戰機的彈艙容積非常小。
金雕戰機在設計的時候,彈艙容積僅僅能容納2枚中距空空導彈。這個缺陷就使得金雕戰機那極強的機動性毫無用武之處。
畢竟低速機動性能給戰機帶來的最大優勢,就是強悍的近距離纏斗能力。但你都近距離纏斗了,戰機自然不能只有一次空射導彈的機會。
金雕戰機只能搭載2枚空空導彈,那就只有1次空射敵機的機會。那金雕戰機獲取強大機動性的優勢在哪呢?難道要用機炮和敵機纏斗么?
其次就是金雕戰機的速度問題了。
金雕戰機的前掠翼設計雖然會使得它擁有強悍的低速機動性,但也會讓其高速飛行時遭遇極大的阻力。
這就使得金雕戰機很難飛到比較快的速度,且就算其飛行速度達到了其它正常戰機的水平,也會因為這個阻力導致戰機油耗增加,從而大幅度削減航程。
更要命的是,蘇聯研發金雕戰機的時候還面臨著較大的材料問題。
當金雕戰機以1.6馬赫的速度飛行時,其前掠翼遭遇的阻力會讓其機翼承受巨大的扭曲應力。
這股扭曲應力高達400噸左右,相當于8輛主戰坦克的重量。以當時的材料學水平,金雕戰機飛到1.6馬赫的速度基本等于機翼被撕裂解體。
事實上這種前掠翼戰機并不是蘇聯的專利,在二戰時期,德國就研發過“JU-287型噴氣式飛機”,這款戰機就是一款“機翼反向向前”的機體。
到上世紀80年代時,美國也生產過X-29型技術驗證機,該型飛機也是一款前掠翼戰機。
但是不管是德國的“JU-287型噴氣式戰機”還是美國的X-29,最終都沒有解決前掠翼戰機的速度和材料問題,所以美蘇德三國的前掠翼戰機沒有一個服役的。
前掠翼不符合空軍發展趨勢
時至今日,前掠翼戰機帶來的低速機動性優勢在現代空戰中的作用正變得越來越小。
因為現代空戰都是“超視距空戰”,空戰距離都在100公里以上了,這使得空軍強國之間的空戰很少出現近距離狗斗的情況。
而且金雕戰機的這種前掠翼的形狀和尾翼會形成“角反射器”,極大的提升其RCS值(雷達散射截面積),會使得敵方雷達更容易發現它。
因此金雕戰機這種重視低速機動性而不重視高速性能,且隱身能力更差的設計,只會出現戰機去和敵人的空空導彈狗斗的局面。
金雕戰機本身因為RCS值更大就使得其在遠距離空戰中更容易陷入劣勢了,它速度又慢,到時候敵機隔著它100多公里發展遠程空空導彈,它跑都跑不掉,那就只能和敵方的空空導彈狗斗。
像中國的殲-20作為一款非常重視速度和高速機動性的戰機,其就在追求更小的展弦比。
再搭配上殲-20強悍的隱身能力、雷達系統,以及和其配套的預警機體系、射程高達200公里的遠程空空導彈,就使得其有強悍的超視距打擊能力。
金雕戰機雖然有強悍的低速機動性,但是不符合現代空戰思路,甚至可以說是反其道而行之。
信息來源:
【1】澎湃新聞·《失敗的“王者”!那些曇花一現的武器裝備!》
【2】中國軍網·《反向翅膀一展英姿 前掠翼戰機浴火重生并非奢望》
【3】澎湃新聞·《科幻的前掠翼》
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