簡介
俄羅斯第四代戰機(俄方稱第五代)T-50為單座雙發重型戰機,具備隱身性能好、起降距離短、超機動性能、超音速巡航等特點。根據俄媒體透露的技術指標,T-50最大起飛重量34噸,在以27噸重量起飛時,最高速度能達到每小時1900千米。其超音速巡航速度可達每小時1450千米,作戰半徑1100千米,戰鬥負荷可達6噸,內置3個武器艙,能實現飛行性能和隱身性能的良好結合。
英國《飛行國際》2007年4月24日報導,俄羅斯的發動機製造商——“土星”科研生產聯合體(NPOSaturn)的網站首次對外透露俄羅斯第五代戰鬥機可能的布局圖片。俄羅斯未來第五代多用途戰鬥機作為未來戰術航空綜合系統(PAKFA)項目的一部分正在進行開發,蘇霍伊設計局的T-50戰鬥機在與俄羅斯米格飛機製造集團競標俄羅斯國防部第五代機項目中取勝,“土星”科研生產聯合體被選擇為該機提供發動機。
俄印最早在2000年便已開始就聯合研製第五代戰鬥機進行接觸。蘇霍伊公司領導人波戈相曾向印方承諾,俄方研製的新一代戰鬥機的性能將與美國的F- 22“猛禽”相當。由於研製新型戰鬥機的費用極其高昂,俄方獨自承擔會帶來巨大的壓力,而印度則想從俄方那裡獲得製造第五代戰機的技術,因此兩國很快便在聯合研製新一代戰機的問題上達成了初步協定。
據悉,俄空軍需要的是一種單座戰鬥機,而印空軍則希望新一代戰近期俄羅斯將在茹科夫斯基城開始第五代(註:按美國、中國的標準為第四代)重型多用途戰鬥機T-50的飛行試驗。試驗時間大約持續五年,第一批T-50將在2015年交付俄羅斯空軍,並開始部隊測試,然後組建飛行大隊。
俄羅斯空軍打算購買450-600架同類飛機,T-50的生產將在阿穆爾-共青城進行。到2025年,俄羅斯將用T-50全部替換老舊的米格-29和蘇-27飛機,同時為了打造新型航母,還計畫製造飛機的艦載型。
T-50第五代重型多用途戰鬥機由俄羅斯蘇霍伊設計局研製,該計畫隸屬於“未來前線航空系統”(PAKFA)項目。目前飛機的外形和技術數據還是軍事秘密。T-50是雙發重型戰鬥機,最大起飛重量約為32-35噸,機翼有變化的後掠角,飛行時機翼的載荷比F-22“猛禽”稍小,這個特點與其他的氣動性能結合在一起使其機動性將比F-22更優越。
基本資料
類型:多用途戰機
生產公司:蘇霍伊
首次飛行:2010年1月29日
使用狀態:開發中
主要用戶:俄羅斯
生產數量:1
乘員:1人
長度:22.0m
翼展:14.2m
高度:6.05m
翼面積:78.8m²
空重:17,500kg
載重:26,000kg
最大起飛重量:36,000kg
發動機:2×LyulkaAL-41F後燃器,數位控制渦輪扇發動機
推力:每個9,800kgf
後燃器推力:每個17,950kgf
向量推進:範圍:-20°至+20°;噴口轉速度:30°/秒(上下左右4方向)
技術性能
性能
最高速度:2,600km/h
巡航速度:1,400km/h
航程:4,000km
實用升限:18,000m
爬升率:350m/s
翼負荷:470kg/m²
武器
機炮:1×30mmGSh-30-1機炮,備彈150發
飛彈:14個掛點
空對空:R-77,R-77PD,R-73,K-74
空對地:X-29T,X-29L,X-59M,X-31P,X-31A,KAB-500,KAB-1500
相似機種蘇-47、F-22、X-29、YF23,米格1.44、中國J-20(鯤鵬)
設計時序蘇-27-蘇-30-蘇-32-蘇-33-蘇-34-蘇-35-蘇-37-蘇-47-T-50
設計
作為第5代戰機(即歐美標準的第4代),必須擁有向量推力技術,不開後燃器下維持超音速巡航,匿蹤功能。T-50戰機使用等離子隱身技術,大小則略小於蘇-30,飛彈完全內置,雷達可探測性大大降低。
由於發動機的高推重比,使T-50可於300-400米內起飛。與美國F-22比較,根據俄羅斯首次發出之圖片,可看出其布局與F-22相似,同樣是因為隱身及超音速巡航需要然而T-50的水平和垂直控制面更小,這表明T-50希望使用向量推力技術進行俯仰、偏航和滾轉控制另外,T-50的最大起飛重量約在25-30噸,與F-22相約但有傳T-50會利用等離子隱身技術(不等於等離子引擎),這種技術比F-22使用的有更好隱身性T-50並非使用等離子發動機(引擎),而是使用AL-31發動機系列的一種發展版本這發動機類似土星公司於2005年莫斯科航展透露的117A至於等離子發動機本身尚未可達成隱身功能。
T-50戰機,由俄軍機製造巨頭“蘇霍伊”公司主導研製。通過此前流傳的T-50圖像和俄官方聲明,可以初步斷定,T-50是一款重型雙發殲擊機,最大起飛重量32~35噸。由於其機翼載荷要低於美國的第四代戰機F-22“猛禽”,再加上氣動布局獨特、機身本身可產生升力,這使得T-50的機動性能要優於“猛禽”。在隱身性能方面,T-50也不比“猛禽”遜色。機頭、機艙、進氣管等都採用了獨特的形狀設計,保證了對雷達波的低可探測性。為增強隱身效果,武器艙採取內置方式。擁有至少兩個大型武器艙,主要用於裝載超大、大型和中型空空飛彈,整個武器艙室幾乎是飛機容量的1/3。如執行戰鬥任務不需隱身時,T-50可外掛智慧型炸彈及飛彈。T-50在不加油情況下的續航能力尚不清楚,但應該不會少於蘇-35S的3600~4000公里。
航電設備一向是俄制戰機的“軟肋”,但在T-50身上有了質的改善。其裝備的機載雷達可發現400公里外的目標,能同時跟蹤60個空中目標並打擊其中的16個。除先進的雷達系統外,T-50還裝備新型無線電偵察和對抗系統,可以在不打開雷達、不暴露自己的情況下,發現敵人並實施干擾。飛行員對飛機的指揮控制也完全實現了數位化,所有信息都顯示在座艙內彩色液晶大螢幕上。
武器系統方面,T-50將裝備超遠距離空空飛彈(射程可達420公里),其中機體內可攜彈不少於兩枚,機身外掛可攜更多。此外,T-50還裝備射程為120~230公里的中遠距空空飛彈。目前已有3架T-50樣機完工,首飛將在茹科夫斯基機場進行。
雖然T-50的部分設備已經在俄4++代戰機蘇-35S和米格-35S上做了試驗,但整個試驗階段將持續近5年,到2015年首批量產型T-50有望編入空軍進行飛行作戰試驗,然後才正式成軍。俄聯邦空軍有意採購450~600架該型戰機。預計在2025年前,T-50將替代屆時已老邁的米格-29和蘇-27殲擊機,成為俄空軍的主力戰機。
構造
機身
T-50機身的橫截面為橢圓形,全機主要由鈦鋁合金建造,13%為複合材料。機鼻雷達罩在前部稍微變平,底邊為水平,為的是將它的反尾鏇性能最最佳化。
駕駛艙
駕駛艙的設計著重於飛行員高度的舒適性,使得飛行員能夠以極高的G力負載操駕下控制飛機。機上配有了新型的彈射椅和維生系統。幾何可變適應彈射椅以60°角的傾斜,用來減少高G力之下對飛行員的衝擊。這個座椅可以讓飛行員以一般情形下無法承受的高G力負載來做出近戰纏鬥(dogfight)。
尾翼
布置在發動機艙兩側的尾撐上,力矩點在發動機尾噴口以後,相信是梯形機翼帶來的重心前移導致發動機布局也必須前移的問題所致,-22,-35也是如此。和-22不同的是,-50沒有採用-22種尾翼和機翼形成重疊剪裁的形式,機翼上也沒有過多的控制面。俄羅斯T-50戰鬥機採用兩個和-22極為相似的外傾垂尾,位置布置比較靠前,翼根弦長有接近一半與機翼根部重合,垂尾根部在發動機艙外側,外傾角度大約在27度到29度左右,這樣設計主要是為了大迎角狀態下垂尾的使用效率,在大迎角時邊條產生的渦流帶來的穩定的強氣流會對垂尾形成有利干擾,減小機身禁止,使飛機有較好的大迎角飛行的穩定性和可控制性,同樣設計的一22在迎角達到60度時垂尾仍然能提供有效的穩定和一定的控制回響。
隱身能力
T-50的機尾仍舊保留了大尾錐,主要是為了減阻。從飛機的仰、俯視圖來看,T-50非常象F-22“猛禽”戰鬥機,因此叫“猛禽斯基”頗為適合。但從機頭和機尾來看還可以隱約看到蘇-27的影子,因此似乎可以把該機視為創新與繼承並存的一種戰鬥機,這也符合俄羅斯目前經濟技術實力的選擇。從布局上看,T-50放棄了I.42的鴨式布局,而改為常規邊條翼布局。這樣的改變,似乎可以看出俄羅斯空軍在新的戰鬥機計畫中將隱身放在了更為重要的位置,否則不會把原來的設計全面推翻。T-50採用了與F-22同樣的菱形翼,這是因為就目前的技術水平而言,菱形翼是平衡隱身、機動、航程等方面要求的較好方案,所以F-23、F-35採用的都是菱形翼。
T-50的機尾仍舊保留了大尾錐,主要是為了減阻。這次PAFFA也採用同樣的機翼,表明菱形翼在隱身和機動方面的優勢得到了東西方的認可。另外,T-50的機翼和尾翼前、後緣平行,使雷達反射信號只向幾乎垂直與側面的方向反射,避開了正前方和正後方。兩個垂直尾翼向外傾斜,避免側向發生鏡面反射。T-50也採用了S形進氣道和機身彈艙,這些都降低了整機的雷達反射面積。
但是從飛機的尾部來看,T-50幾乎和蘇27一樣,幾乎沒有經過什麼隱身處理。特別是其保留了蘇27系列的尾錐設計,讓該機從後部看起來幾乎和蘇-27一模一樣。這樣做可能是因為戰鬥機要在機身設彈艙,導致飛機的橫截面增大,從而增加了飛機的阻力,採用尾錐可以按面積律來平滑機身,降低飛機的阻力。所以,T-50的隱身能力估計仍不及F-22,但兩者應該在同一水平。
機動性能
俄羅斯T-50戰鬥機因為採用了軸對稱推力矢量噴口,所以隧道較厚。俄羅斯T-50戰鬥機因為採用了軸對稱推力矢量噴口,所以隧道較厚。從飛機整體布局來看,T-50的機身扁平,顯然延續了蘇-27的升力體設計。加上機翼面積較大,翼荷較低,因此T-50具備較大的升力係數。另外,其機翼前緣後掠角似乎大於F-22,這顯示T-50更重視高速飛行,更注重超音速攔截能力。從這一點來說,T-50似乎更象當年F-22的競爭者YF-23。
另外,T-50進氣道的位置與蘇-27相近,這有助於改善戰機的大迎角性能。還有就是,T-50採用了蘇-37/-30MKI系列的軸對稱推力矢量噴口(TVC),但是取消了這兩者的鴨翼,也就是放棄了90年代俄羅斯戰鬥機典型的三翼面布局。從技術上講,TVC為戰鬥機提供氣動控制面外的一種控制方式,可以提高飛機低速、高攻角範圍的機動性能,與氣動控制面相配合可以增加飛機的迎角和機頭指向能力。
T-50的可動邊條是一個設計創新,起到可控渦升力的作用。因此從整體上說,T-50放棄鴨翼除了隱身方面的考慮外,另外一個原因可能就是俄羅斯在氣動、飛控等方面的進步,能夠在常規布局整合進TVC,進行飛控系統控制律的最佳化,即可得到較好的機動性能。T-50避免了採用過多的控制面而造成飛機重量和複雜程度的上升,從而降低飛機的成本,另外也降低了飛控系統編寫的難度,特別是各操縱面的偏轉控制與協調的問題。
綜上所述,T-50應該具備了與F-22同一等級的超音速巡航和機動性能,但T-50受到發動機推力不足所困擾。
存在問題
T-50目前仍舊採用117S發動機,性能低於F-22配備的F119。T-50目前仍舊採用117S發動機,性能低於F-22配備。與外形布局的進步相比,T-50的發動機則更接近傳統。根據俄羅斯媒體的報導,其早期可能還會採用目前蘇-35BM配備的117S渦扇發動機來做為動力。117S可以看做用原來AL-41技術改進的AL-31F。從目前的指標來看,AL-41的中間推力是88千牛,最大加力推力在145千牛級,兩個指標都低於美國的F119渦扇發動機,後者的指標分別是98千牛和155千牛。考慮到117S的重量可能也高於F119,所以T-50在推重比方面可能比F-22要差,因此在機動性方面比F-22要略差。
總體上看T-50似乎延續了蘇27的設計思想,即通過加大升力來彌補發動機方面的不足,這反映了俄羅斯在航空動力技術方面比美國的不足。按照俄羅斯方面的說法,真正配備T-50應該是編號為129的渦扇發動機,其性能與F119相近,但該發動機還在研製之中。
從T-50對隱身性能的重視,也可以看出俄羅斯的國防戰略已經立足於與鄰國打一場局部戰爭,而不是象以前那樣的美蘇全面對抗,畢竟俄羅斯現在的經濟技術實力不但比不上美國,比前蘇聯也有很大的差距。
同樣受限於俄羅斯目前的經濟技術實力,未來的T-50與現有的飛機將不會有大的變化。儘管俄羅斯媒體說這只是第四代戰鬥機的原型機,但實用型估計與該機應該大同小異,頂多一些細節處理可能要更合理一些,如機頭的前視紅外搜尋/跟蹤系統(IRST)。T-50全面改動的可能性不大,甚至象蘇27原型機T-10到T-10S那樣的大改可能性都不大。
歷史回顧
T-50終於首飛成功了。首飛成功的訊息一公布,普京就迫不及待地宣布將在2013年交付俄羅斯空軍試用,2015年開始大批生產,將俄羅斯空軍提升到一個全新的技術水平。
過往經驗
俄羅斯空軍的現役主力蘇-27的首飛已經是30年前的事了。30年前,蘇霍伊設計局為了後來居上,不惜放棄已經首飛的原型機,重起爐灶,鳳凰涅磐,終成正果,推出了一代名機蘇-27,在技術上壓倒了F-15。但航空技術沒有停頓,美國率先進入隱身時代,推出F-22戰鬥機,再次拉開了航空技術的差距。F-22所代表的隱身、超音速巡航、超機動和網路戰能力代表了空戰的新境界,俄羅斯空軍再次面臨來自西方的沉重壓力。
再展藍圖
進入21世紀,俄羅斯空軍委託蘇霍伊設計局研製名為PAK-FA(意為“未來前線戰鬥機系統”)的第五代戰鬥機,還把印度弄進來“負責”開發雙座型,再一次激發了人們的想像。蘇霍伊設計局對PAK-FA的內部代號為T-50,T是三角翼的意思,前掠翼或者後掠翼的內部代號則為S。多年來,人們對T-50的外形和性能大加猜測,但直到這一次正式亮相,T-50一直是猶抱琵琶半遮面,不露真相。
開發困難
T-50是一架單座、雙發、雙垂尾的重型戰鬥機,採用兩側翼下進氣,具有較大的機腹武器艙。T-50明顯地和F-22有很多相像之處,但也繼續了很明顯的蘇-27的特色。T-50力圖在隱身、超音速巡航、機動性方面達到較好的平衡,在氣動設計上結合了F-22和蘇-27的特點,而不是簡單的抄襲F-22或者簡單的蘇-27升級。T-50的隱身、超音速巡航和超機動能力是見仁見智的事情,但蘇霍伊在這個時候推出T-50是一個耐人尋味的事情。
時局影響
蘇聯解體之後,俄羅斯經濟嚴重滑坡,軍工生產嚴重萎縮,軍工科研陷於停頓。在普京時代,俄羅斯經濟有所恢復,軍工生產和科研有所恢復,但還是還債多於趕超,遠遠低於重占世界軍工科技前沿應有的水平。米格凋零之後,蘇霍伊碩果僅存,但一氣吃了蘇-27的老本20年之後,這一兩年隆重推出最新的蘇-35BM,但明眼人一眼就能看出來,這是已經30年之久的蘇-27的重新包裝,航電和武器系統自然是大幅度改進,但基本的氣動設計還是如假包換的蘇-27,如果不是火眼金睛的航空迷,根本看不出兩者的外表差別。發動機的推力增大了,但依然是原發動機的偉哥版,不是新設計。不管電子技術如何進步,戰鬥機的飛行性能還是由基本的氣動設計和發動機決定的,這就是說,蘇-35BM的飛行性能不可能有質的提高。就是這樣一架老太婆搽粉的飛機,試飛和投產還是一波三折,俄羅斯空軍已經訂貨的48架最早要2010年開始交付,預計6年才能全部交付。相比之下,當年中國訂貨的蘇-27和蘇-30基本上都是在18-24個月內交付完畢。這只能說明兩個可能:1、蘇霍伊的生產能力已經不足以快速交貨;2、俄羅斯空軍的支付能力限制了蘇霍伊的生產速度;估計是第二個可能性更大。
問題所在
在這樣的情況下,T-50的首飛一推再推就容易理解了。俄羅斯的航空理論和技術基礎依然雄厚,但理論和基礎要化作具體的工程設計,這還是一個用投資和時間堆出來的過程。太多的設計細節需要用大量的風洞和真實大氣測試,需要研製大量的試驗平台,收集大量的技術數據,而不是理論家們拍拍腦袋、天馬行空就會天上掉下來的。惡魔總是在細節之中,而這個惡魔是出名的吞金獸,俄羅斯是不是還供養得起這個惡魔是一個大問題。俄羅斯經過這么些年的人才流失、技術檔案散落、科研設備老化,軍工科研要首先從泥坑裡爬出來,才談得上趕超。“戈爾什科夫”號航母改裝的嚴重拖延,“布拉瓦”飛彈的發射接連失敗,蘇-35BM的發動機問題,都說明了同一個問題。
另一方面,蘇霍伊在和印度就蘇-30MKI的合作中,嘗到了國際合作的好處。也就是說,借力發力。印度軍工是一個心比天高、力比紙薄的典型,從LCA戰鬥機到“阿瓊”坦克到“殲敵者”核潛艇,印度軍工屢敗屢戰,樂此不疲。與此同時,印度試圖利用俄羅斯的經濟困難和技術實力,通過出資入股,獲得先進裝備和技術,並帶動印度自己的軍工科技。蘇霍伊在推出了三翼面和推力轉向技術後,苦於沒有資金完成技術開發,和印度一拍即合。
事情轉機
但技術主導權和進度控制完全在蘇霍伊手裡,印度實際上成了提款機。不過印度似乎並不在乎,希望借參與T-50計畫大躍進,一舉登上世界戰鬥機技術的前沿。俄羅斯拋出的橄欖枝是承諾由印度“負責”雙座型,似乎印度真成了和俄羅斯對等的合作夥伴了。事實上,蘇霍伊依然掌握完全的技術主導權,在設計單座型T-50的時候,已經為雙座型預留了空間、重量和氣動設計方面的考慮。蘇霍伊也完全主導研製進度,只不過這個進度的發言權更多地在俄羅斯空軍的手裡,或者更確切地說,在俄羅斯財政部的手裡。但為了抓住印度這個合作夥伴,俄羅斯必須早日把T-50弄上天去,再無限制地拖下去,連世界上耐心最好的印度都要不耐煩了,要是印度也撤了,那T-50就真的要步米格I-44的老路了。
但是,T-50首飛成功離批量生產和形成戰鬥力還相差很遠。T-50首飛一成功,普京已經在信誓旦旦地宣稱要在2013年開始交付俄羅斯空軍試用,2015年開始大量生產,印度也宣稱將在2020年前開始裝備T-50。但俄羅斯《獨立報》1月29日報導,試飛的T-50使用的是蘇-35BM的4++代發動機,沒有採用第五代發動機,也沒有第五代的主動電掃雷達。這樣看來,試飛飛機主要是驗證氣動外形和基本飛行性能的,離實戰水平的第五代戰鬥機還有一定的距離。這本來是符合世界慣例的做法,但也為T-50(或許會被命名為蘇-47)的量產時間帶來極大的問號。
俄羅斯有保密的傳統,但近年來,俄羅斯一反傳統,轉向吹噓和空頭支票。T-50的首飛已經公開許諾了好久了,從蘇霍伊總師到俄羅斯空軍司令到副總理,一個個信誓旦旦,但允諾的日期一個一個過去,直到現在。T-50的標準配備發動機是AL-41,而不是代號117S的AL-31大改。和T-50的高調首飛計畫不同的是,AL-41的進展和定型情況俄羅斯秘而不宣,T-50標配的主動電掃雷達也是一樣。如果這些關鍵系統不能及時定型,2013年交付空軍就是空的。美國在技術驗證型YF-22首飛到生產型F-22首飛之間用了7年,即使排除冷戰結束美國空軍不再急急忙忙的因素,依然需要不少的時間,這還是在F119發動機和APG-77雷達已經就緒的情況下。即使T-50的試飛一帆風順,3年定型也是一個極其雄心勃勃的計畫。
俄羅斯還有生產組織和工藝人才的問題。T-50需要的新技術、新材料、新工藝、新測試規範都和職工培訓需要時間才能建立起來,還有原材料和分系統的生產組織問題。要把俄羅斯冬眠已久的軍工體系和原材料供應鏈重新動起來,解凍就需要相當的時間。
在劃時代的蘇-27首飛30年後,T-50凝聚了俄羅斯航空技術的精華,也凝聚這俄羅斯航空人的希望。T-50的性能還有待時間證明,如果T-50的量產型和現在首飛的飛機有所不同,這並沒有什麼可驚奇的。問題是當年T-10在襁褓中遇到嚴重問題後,總師西蒙諾夫毅然壯士斷腕,在鳳凰涅磐之後塑造了一代名機蘇-27,不僅在口頭上壓倒F-15,在實際上也做到了,真正做到了後來居上。但今日俄羅斯是否還有這樣的勇氣、魄力甚至能力,就十分值得懷疑了。YF-22是在1990年首飛的,要是20年後T-50後來而不能居上,俄羅斯的窘境是可見一斑。
試飛
俄第五代戰鬥機T-50即將於2010年1月29日進行首次試飛。出於保密的目的,俄第五代戰機的首飛地點已被定在俄遠東阿穆爾河畔共青城航空生產聯合體的一處機場內。俄第五代戰鬥機已在2009年12月底成功進行了首次地面滑行試驗。當時該機並未進行任何塗裝,也就是說,其尚未做好試飛的準備。
目前,俄軍方和新機的研製單位蘇霍伊公司均未透露有關這款戰機外形和性能的任何訊息。不過,有目擊者表示,T-50的外形很容易讓人想起美國的F-22A“猛禽”戰鬥機。不過,根據印度國防部官員此前透露的訊息,俄印聯合研製的第五代戰機將是一種能夠躲避雷達探測的“隱形戰鬥機”,其雷達散射截面僅有0.5平米,只是印空軍現役蘇-30MKI的40分之一(後者的雷達散射截面約20平米)。
此外,這種重量為30-35噸的新型戰機還能夠將雷達、紅外探測系統和其他光學感測器獲取的信息進行整合後,以方便飛行員讀閱的方式顯出出來。