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10-16◆〖历史〗苏霍伊的第五代验证机

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转载自空军之翼
美国是第一个研制出第四代战斗机(老标准第三代)的国家,推出了大名鼎鼎的F-15“鹰”式战斗机和F-16“战隼”战斗机。苏联则针锋相对地研制了苏-27“侧卫”和米格-29“支点”战斗机,作战性能与美国战斗机相当甚至超出,例如与早期型号的F-16A相比,米格-29拥有中距空空导弹、红外搜索与跟踪(IRST)系统、头盔瞄准具(HMS),可在空战中对F-16形成压制。
  表面上看美国在第五代战斗机的研制上再次领先,在1981年启动了先进战术战斗机(ATF)项目并最终研制出F-22“猛禽”战斗机。而俄罗斯直到21世纪初才开始未来战术空军战斗复合体(PAK-FA)项目,T-50到现在还没能正式服役。但实际上苏联第五代战斗机的研究早在上世纪70年代中期就开始了,为了研制能在20世纪90年代进入苏联空军和防空军服役的新一代战斗机、攻击机和战略轰炸机,苏联军方当时一口气启动了I-90(战斗机)、Sh-90(攻击机)和B-90(轰炸机)三大研发项目,可惜最后都未成功。


IP属地:美国1楼2016-10-16 08:14回复
    苏联的第五代战斗机项目——I-90
      这三个项目研究规模空前,有众多机构参加了理论研究和数据分析,试图预测未来作战飞机的发展趋势。在I-90项目中,至少有5个大研究院参加了理论探所和资料分析,根据对手国家的技术发展情况来制定I-90的任务需求和技术性能指标。其中苏联国防部所属的第30中央科学研究院(TsNII-30)及第2科学研究院(NII-2)负责制定未来战斗机整体性能要求,中央流体力学研究院(TsAGI)负责大致确定战斗机的外型尺寸和气动布局等,中央航空发动机研究院(TsIAM)负责提出先进发动机、进气道布局、尾喷管的基本构型,国家航空系统研究院(GosNII AS)负责规划第五代战斗机的火控系统、武器、生存能力等指标。
      I-90项目的正式研制工作启动于20世纪80年代初,苏联人为该机制定出“3S”指标,分别是:
      -超机动性:必须能以至少60度的攻角(AOA)的持续飞行。
      -超音速巡航能力:不开加力实现超音速巡航飞行。苏联人当时的想法是该机只在必要时才开启加力,从而增大航程。
      -隐身:低雷达反射面积(RCS)和低红外特征。
      此外飞机还需要装备新一代武器和人工智能架构航电,并具有很高的起降性能和可维护性,具有多目标超视距交战能力以及空战大离轴角全向攻击能力。
      五代机的综合航电套件成为研制工作的优先重点之一,航电设计人员需要研究出全新的数据呈现方式,这不仅适用于导航(用于显示飞机的空间定位、坐标和地形),还用于真实呈现地面和空中的目标。
      “态势感知”对五代机的航空电子设备而言是一个关键性能,制定了以下要求:
      -以3D视觉和声音方式显示地面和空中威胁。
      -显示友军的行动,使飞行员集中精力于优先威胁并知道哪些目标正被友军飞机攻击。
      -显示武器和电子战(ESM)设备的状态。

    (当年西方对苏联下一代战斗机——“米格-2000”的猜测)


    IP属地:美国2楼2016-10-16 08:15
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         --进攻腾讯大水军总部!收到!收到!收到!收到!收到!收到!收到!收到!我方部队,已夺取了腾讯大水军总部!


      IP属地:广东来自Android客户端3楼2016-10-16 08:18
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        I-90项目被分成重型和轻型两种型号,并行研制。第一种是双发重型多用途战术战斗机MFI(俄语“多用途前线战斗机”的缩写),第二种是单发轻型战术战斗机LFI(俄语“轻型前线战斗机”的缩写)。重型战斗机装备有强大的远程雷达,能挂载大量导弹,轻型机则要在最大程度上实现与重型机的通用性。
          I-90项目据苏联传统采用竞争模式进行,首先开始的是MFI竞标,各大战斗机设计局都提交了各自的重型方案。有趣的是苏霍伊设计局起初对MFI项目并不感冒,当时的总师叶夫根尼·A·伊万诺夫甚至拒绝参加该项目,他认为苏-27的现代化改型才是最适合苏联空军的90年代战斗机。伊万诺夫深信苏-27及其改进型在21世纪前都能保持先进性,历史也证明了他的正确性。
          但在航空工业部部长伊万·西拉耶夫的命令下,苏霍伊设计局还是提交了自己的MFI方案。这是一种双发前掠翼设计,气动布局基于中央流体力学研究院和西伯利亚航空研究所的研究成果,在风洞测试中显示出了很高的敏捷性,在90度甚至更大攻角中仍能提供良好的稳定性和操控能力。

        (苏霍伊的S-22前掠翼方案)
          雅克设计局也提交了一种鸭式三角翼单发双垂尾方案,机身具有明显的隐身外形,鸭翼和机翼都是双折线后缘,垂尾大幅外倾,前机身截面呈菱形,类似于洛克希德·马丁公司的F-22,发动机矢量喷管只能上下偏转。


        (雅克设计局的MFI方案)
        雅克方案的单发成为了一个明显缺点,苏联军事专家认为多任务战斗机必须具备两台发动机才能保证生存力,因此雅克设计局的方案首先出局。
          米格设计局的方案是一种鸭式三角翼双发双垂尾布局,具有超音速巡航优势,但在跨音速机动性上不及苏霍伊的前掠翼布局。

        (米格的MFI早期方案,两侧进气道布局)
        苏联空军最后选择了米格方案,原因很简单,一方面米格设计局是苏联空军战斗机的传统供应者,另一方面是米格方案的技术风险也比苏霍伊的前掠翼方案低。


        IP属地:美国4楼2016-10-16 08:18
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          垃圾,我有米格-28


          IP属地:加拿大来自Android客户端5楼2016-10-16 08:23
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            苏霍伊为什么采用前掠翼布局?
              虽然米格设计局的鸭式三角翼方案在MFI项目竞争中胜出,但苏霍伊方案也成了备选,同时开始了研制工作。在苏联解体后,俄罗斯空军终止了对苏霍伊项目的支持,但该设计局并没有放弃这个前掠翼设计,自筹资金继续研制。这个决定在很大程度上要归功于苏霍伊总设计师米哈伊尔·西蒙诺夫的高瞻远瞩。后来S-37项目的负责人谢尔盖·科罗特科夫对此解释到:“虽然俄罗斯国防开支在90年代初期大幅削减,但苏霍伊设计局仍决定继续发现这种前掠翼发展,其出发点是必须维持先进的飞机制造技术。要知道,在战斗机技术的一代代延续中,即使是一步跟不上也会给独立研制先进战斗机的能力带来损失。德国、英国、日本的战斗机研制比美俄落后一代就是明证。”

            在前掠翼上,机翼表面气流向翼根方向流动,正好与后掠翼相反,这提高了升力

            前掠翼则完全不存在翼尖先失速问题,相反是翼根先失速,这意味着在大攻角下,前掠翼的副翼始终能保持有效操控
              苏霍伊的工程师为什么要采用非传统的前掠翼布局呢?因为与后掠翼相比,前掠翼具有很多可贵的优点:
              -升阻比更高,尤其在低速时。
              -配平阻力低,使亚音速巡航升阻比更高,航程更远。
              -升力更大,有效载荷更大。
              -更好的低速操控性和起降性能。
              -更低的失速速度,从而提高了低速飞行安全性。
              -极佳的尾旋特性(几乎无法进入尾旋)。
              -翼身连接后移创造出更大的机身内部空间,能从容布置内部弹舱,这有助于隐身。
              -前掠翼布局能在宽泛的速度范围内保持稳定性,所以适应同样宽泛的任务剖面。


            IP属地:美国6楼2016-10-16 08:24
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              使用碳纤维复合材料制造的前掠翼能通过调整碳纤维的铺设优化机翼刚度分配,从而彻底消除外翼段的不良扭转

              美国航空专家通过计算发现,如果把F-16改成前掠翼布局,转弯速率将提高14%,作战半径增加34%,起降性能提高35%
                巧合的是,美苏两国的研究机构在下一代战斗机研究中都评估了前掠翼设计。美国航空专家通过计算发现,如果把F-16改成前掠翼布局,转弯速率将提高14%,作战半径增加34%,起降性能提高35%。
                格鲁曼公司在1981年开始研制Model 712(X-29A)前掠翼验证机,两架X-29A在1984年12月14日开始试飞。但不知何故美国没有沿这个方向继续发展下去,试飞结束后一架X-29A被移交给NASA进行气动研究,另一架被封存。
                美国第五代战斗机仍采用传统的后掠翼设计,后掠翼的一个主要缺点是飞机在机动中翼尖会首先失速,随着攻角进一步增大,气流分离会不可避免地蔓延到整个机翼表面,除导致升力降低外,飞机会最终失速。前掠翼则完全不存在翼尖先失速问题,相反是翼根先失速,这意味着在大攻角下,前掠翼的副翼始终能保持有效操控。
                前掠翼飞机的大部分升力由内翼段产生,这不仅降低了机翼的弯曲载荷,从而能加大机翼的展弦比,还提高的升力系数,降低了机动时的诱导阻力。而且大展弦比机翼还有增大航程的好处。
                还有一点要指出的是,相对于传统的后掠翼设计,前掠翼飞机具有更低的前半球雷达反射面积。美国人把这个现象地利用在全球唯一量产的前掠翼飞行器——AGM-129空射巡航导弹上,从隐身原理上看,这是因为前掠翼前缘反射的雷达波被弹身遮蔽所致。

              美国人把这个现象地利用在全球唯一量产的前掠翼飞行器——AGM-129空射巡航导弹上,从隐身原理上看,这是因为前掠翼前缘反射的雷达波被弹身遮蔽所致
                考虑到上述所有优点,苏霍伊设计局的工程师们最终为自己的设计选择了前掠翼。这是一种具有一定隐身能力的超机动战斗机,内部代号S-32。不过这个代号之前已被苏-17“装配匠-C”使用过,再次使用的原因可能仅仅是为了迷惑西方情报机构。这个设计也获得了一个非官方绰号:Berkut(金雕)。设计团队在该机上大量采用了苏联最新的航空科技,如静态不稳定气动布局、新一代致动器和大型机身部件制造新技术。


              IP属地:美国8楼2016-10-16 08:25
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                原型机试飞
                  1997年春,第一架S-37原型机在苏霍伊实验工厂接受了非破坏性静态测试。这是俄罗斯首次进行这类试验,苏霍伊工程师找到了一种能精确测定机身结构强度极限而又不会导致结构永久变形的新方法。

                (S-37原型机的静力测试)
                  同年夏天,这架编号“蓝色01”的原型机来到格罗莫夫试飞院,9月初完成高滑测试。首飞原计划在1997年9月24日进行,但由于4余度线传飞控系统的一个电路问题而被推迟。问题很快就被解决,莫斯科时间9月25日下午3点10分,蓝色01号在苏霍伊设计局首席试飞员伊戈尔·沃京采夫的驾驶下顺利升空,首飞持续30分钟,没有出现任何问题。

                (苏霍伊设计局首席试飞员伊戈尔·沃京采夫)
                  为了加快研制进度,S-37采用了固定式进气口,并大量借用的苏-27的现成组件(如座舱盖和起落架),取消了矢量喷管,双垂尾改为外倾。与米格1.44原型机身穿一身浅灰色空优涂装不同,S-37全身被涂成亚光黑色,雷达天线罩和其他电介质天线面板是白色,翼尖和进气口两侧点缀以红白相间彩条。之所以采用黑色涂装是为了保密,苏霍伊设计局认为这多少可以掩盖机身表面的一些细节(如机腹弹舱)。
                  沃京采夫对S-37的首飞表现评价很高,称赞该机的敏捷性很不错。一架来自格罗莫夫试飞院的苏-30在首飞中伴随飞行。

                (苏-30MKK原型机伴飞下的S-37)
                  原型机在10月1日进行了第二次试飞,第三次试飞是10月8日,第四次在10月13日,试飞员都是伊戈尔·沃京采夫。
                  五天后的10月18日,S-37在茹科夫斯基为俄罗斯国防部和政府官员做了静态和飞行演示。这个日子是经过精心挑选的,大多数俄罗斯飞机设计局都在茹科夫斯基航空城设立了机构,选在10月18日周六休息日能把目击S-37飞行的无关人数控制在最少。尽管这样,10月24日出版的《操盘手日报》还是刊登了“金雕”的第一张飞行照片。
                  苏霍伊发现一些新的制造技术来制造S-37原型机,例如使用整张金属板制造的具有精确曲面外形的大尺寸机身蒙皮,这种最大长度达8米蒙皮能够形成及其光滑的表面,最大限度降低蒙皮紧固件的数量,在改善气动效率的同时降低结构重量。

                (这种最大长度达8米蒙皮能够形成及其光滑的表面,最大限度降低蒙皮紧固件的数量)
                  虽然苏霍伊设计局已经决定为S-37安装AL-41F推力矢量发动机,但原型机安装的是经过修改的D-30F-6M发动机。原因可能是当时Al-41F还无法交付,也可能是使用成熟的D-30F-6M来降低试飞风险。按照计划,“金雕”将在试飞后期换装AL-41F发动机,从而获得超音速巡航能力。
                  一些俄罗斯军事专家估计,即使安装D-30F-6M发动机,S-37也能实现不开加力突破1马赫的飞行,但D-30F-6M高耗油率并不能坚持较长时间的超音速巡航。
                  S-37第一阶段试飞在1998春顺利完成,然后蓝色01号暂时停飞直到年底,苏霍伊工程师在此期间根据初步试飞的结果对飞机实施了一些改装。到1999年1月,S-37已经飞行了19架次,之后又接受了更多修改。试飞基本确认了前掠翼布局的机动性优势,苏霍伊设计局认为“金雕”的机动性至少相当于F-22A“猛禽”,在某些方面还有所超出。
                  航空专家估计“金雕”的正常起飞重量和最大起飞重量之间相差10吨左右,这种额外的载荷能力可以根据任务需求进行灵活分配。苏-27的内部载油量是9.4吨,可以假设S-37的载油量至少相当甚至更大,这是因为前掠翼布局能最大限度利用内部空间。所以“金雕”的作战半径也许比苏-27更大。

                (1999年在茹科夫斯基试飞的S-37)


                IP属地:美国12楼2016-10-16 08:32
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                  首次公开
                    1999年夏,苏霍伊高层决定在当年的莫斯科航展上公开展示S-37。这届航展在8月17-22日举行,但实际上S-37在8月14-15日的莫斯科图希诺机场航空节上就完成了首次公开亮相。
                    到1999年莫斯科航展开幕前,S-37原型机已经飞了50架次。蓝色01号在航展期间每天都飞,长长的翼尖涡流给观众留下了深刻印象。苏霍伊工程师发现亚光黑涂装根本无法掩盖住机身细节,航展摄影师拍摄的照片能清楚显示出机腹弹舱长长的舱门。另一件值得注意的现象是S-37的发动机喷流呈明显的橙色,表明一氧化二氮含量较高。


                  (苏霍伊工程师发现亚光黑涂装根本无法掩盖住机身细节)

                  后期改装后,机腹弹舱门出现了明显的变化

                  蓝色01号在航展期间每天都飞,长长的翼尖涡流给观众留下了深刻印象

                    正如苏霍伊预想的那样,S-37成为这届航展的明星,“金雕”独特的前掠翼也使它很快获得了“弹弓”的绰号。
                    第二阶段试飞在2000年2月结束,S-37实现了超音速飞行。根据试飞员沃京采夫的说法,S-37的超音速操控特性良好,有小道消息说原型机在这个阶段飞到了1.3马赫。
                    这是苏霍伊迈出的重要一步,这种非常规战斗机验证机已在世界航空界引发了强烈反响。苏霍伊从“金雕”项目上获得的宝贵经验和知识有助于未来先进作战飞机的研制。


                  IP属地:美国13楼2016-10-16 08:34
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                    发动机
                      两台修改过的索洛维约夫D-30F-6M加力涡扇发动机,全加力推力约20吨,发动机并列安装在后机身。计划试飞后期换装两台留里卡-土星AL-41F推力矢量加力涡扇发动机,全加力推力约17.7吨,但未实现。
                      D-30F-6M的涵道比是0.57,发动机分为七个模块,分别是五级低压(LP)压气机、带五级可变定子的十级高压(HP)压气机、带12个火焰筒的环行燃烧室、两级高压涡轮、两级低压涡轮、带四个环形火焰稳定器的加力燃烧室,超音速收敛-扩散轴对称喷管。压气机第5和第10级设有放气活门。
                    飞控
                      莫斯科航空电子科研生产联合体(MNPK Avionika)研制的四余度线传飞控系统。横向控制由副翼和平尾差动提供,俯仰控制由全动鸭翼和平尾提供。座舱具有压力感应式侧置操纵杆。
                    航电
                      生产型计划安装俄罗斯最先进的航空电子设备,包括武器控制系统(WCS)、导航套件、通信套件和电子战套件。武器控制系统的核心将是一台相控阵脉冲多普勒多模式火控雷达,此外还包括安装在风挡前方的红外搜索和跟踪装置/激光测距仪(IRST/ LR)以及安装在尾梁中的后向雷达告警接收机。

                    S-37生产型的座舱布局
                    弹射座椅
                      标准的星辰K-36DM零零弹射座椅,向后倾斜36度以提高飞行员的抗过载能力。原计划后期会换装一种具有低空倒飞安全弹射能力的先进座椅。
                    武器
                      S-37原型机没有武器,但有一个内置弹舱。生产型将在机身左侧边条内安装一门30毫米格里亚泽夫/希普诺夫GSh-301单管机炮,射速1500发/分钟。为了保持隐身外形,炮口有一个特殊舱门,只在射击时打开。
                      生产型内部弹舱可挂载R-77主动制导中距空空导弹或R-73近距格斗弹。翼下挂点也可以挂载副油箱和各种对地弹药。

                    生产型内部弹舱可挂载R-77主动制导中距空空导弹或R-73近距格斗弹
                    尾声
                      2001年,苏霍伊设计局把飞机重新命名为苏-47。这一阶段的试飞报告显示飞机达到了9g过载和1.6马赫的速度。

                    PAK-FA项目启动后,外界普遍认为苏-47项目已经终止,第二架试飞原型机始终没能出现
                      2002年4月,苏霍伊设计局被选中负责为俄罗斯空军研制一种全新的第五代战斗机——PAK-FA,虽然该机没有采用苏-47激进的前掠翼布局,但其研制工作大大受益于苏霍伊在“金雕”项目上积累的宝贵经验,第一架原型机T-50-1在2010年1月首飞。
                      PAK-FA项目启动后,外界普遍认为苏-47项目已经终止,第二架试飞原型机始终没能出现。不过俄罗斯空军司令邦达列夫上将在2014年8月11日表示,俄罗斯仍在继续研究苏-47或类似的前掠翼战斗机。也许在不久的将来,会有新一代俄罗斯前掠翼战斗机问世。

                    ----作者:Armstrong


                    IP属地:美国16楼2016-10-16 08:37
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                      su47目前作为t50技术验证机被封存
                      @苏47战斗姬 监禁play


                      IP属地:美国17楼2016-10-16 08:41
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                        学习一个


                        来自Android客户端18楼2016-10-16 08:42
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                          给大家推荐一个讲翼型基本原理的链接
                          http://www.iw168.cn/news/jixsj/6990.html
                          好难啊来个人给我讲讲


                          IP属地:美国19楼2016-10-16 08:59
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                            我猜楼下一定又有大神要“科普”什么材料强度,什么隐身外形,反正就是毛子做梦,毛子死坑云云了
                            “失去人性失去很多,失去兽性失去一切!”“我选择人性。“


                            IP属地:北京来自WindowsPhone客户端20楼2016-10-16 09:20
                            收起回复
                              顶一下,非常不错,想问一下这飞机现在还服役吗


                              来自Android客户端21楼2016-10-16 09:23
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