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眼镜蛇和落叶等失速机动对于五代机和空战的意

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  • 2023-12-15 13:25
  • admin
11月6日上午,珠海航展举行了展会当日首次飞行表演。 如果要评选当天飞行表演中最引人注目的“首席网红”,歼10B矢量推进技术演示机(以下简称歼10B TVC)一定会以高票当选。 在短短15分钟的表演中,歼10B TVC先后表演了“眼镜蛇”、“落叶”等著名特技飞行动作。 精彩的表演赢得了观众的阵阵掌声,引发了国内外对中国航空科技发展的讨论。 的担忧。 J-10TVC的性能引起广泛关注的同时,也让“超失速机动”的概念进入了公众视野。

 

  说起过失速机动,稍微了解一点现代航空技术的人都能告诉你几个,比如“弗罗洛夫之轮”、“钟声”、“落叶”等等,甚至最糟糕的也能说出来。 一条“普加乔夫眼镜蛇”。 尽管这些概念因“侧卫”系列战斗机而普及,但根除它们并不新鲜。 所谓失速后机动是指飞机实际迎角超过失速迎角时进行的机动。 在这种状态下,当飞机需要从平飞过渡到高仰角飞行时,迎角也会迅速增大,达到30°~40°左右的失速迎角,在减速过程中甚至可能达到70°以上。 随即,飞行员控制飞机迅速改变机头方向。 当机头指向预定方向后,他扭转机动并恢复水平飞行。 上面的过程听起来很简单,但在实际执行中,并不是所有的飞机都能做到——当然,飞行员也是如此。

   眼镜蛇、落叶飘等过失速机动对于五代机和格斗空战的意义/

  注:歼10B TVC于11月6日在珠海航展上表演“眼镜蛇”机动(图:军事网英文/杨攀)

  瑞典在20世纪50年代设计的Saab-35“龙”战斗机已经可以进行类似“眼镜蛇”的准失速机动。 到了20世纪70年代,前德意志联邦共和国MBB公司率先研究了飞行包线穿越失速区的机动性以及这种能力在空战中的作用。 20世纪80年代,前联邦德国航空技术专家赫布斯特首先提出了“超机动性”的概念。 随后,美美联合研制了X-29A、X-31A、F-18HARV等车辆进行过失速机动研究。 模型。 1989年巴黎航展上,苏联试飞员普加乔夫驾驶苏27战斗机进行了“眼镜蛇”机动,失速机动正式进入公众视野。

  从视觉上看,过失速机动可以说是飞行表演的最佳选择——虽然倒飞、滚转、尾推力也考验飞行员和飞机的“基本功”,但战斗机在表演飞行表演。 飞行高度往往超过200米,沿轴机动和飞行轨迹变化不大的失速机动很容易被观众忽视。 因此,当歼10B TVC表演《眼镜蛇》和《落叶》时,地面观众欢呼也是很正常的。 即使那些不懂航空技术、不知道实现这些机动的技术难度的人也能清楚地看到这一点。 这样的动作是“高超”的。 不过,视觉效果是一回事,实际意义又是另一回事。 自从失速动作诞生之日起,关于这种动作到底是“决斗杀手”还是“纯粹炫耀”的争论就无休无止。

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  注:美国用于失速机动验证的三种飞机从上到下分别是F/A-18HARV、X-31A和F-16 VISTA。 说起来,美国是失速后机动研究的起源地之一。 它也是第一个专门设计失速后机动验证机的国家,也是第一个将失速后机动应用到战斗机设计中的国家。 然而,对失速后操纵的反对也源于同一个地方。 对于美国来说,还真不清楚美国人到底是“看穿”了失速动作,还是根本就是“精神分裂”。

  在失速后机动刚刚开始流行的时期,人们常常谈论这个动作的战术意义。 当时的普遍观点是,超失速机动在近距离空战中具有特殊作用。 具有超失速机动能力的一方可以利用这种机动来快速改变位置和机头方向,从而更快地摆脱不利位置或夺取有利位置。 然而,近十几年来,超失速机动已经成为一件既不尴尬也不尴尬的事情。 诚然,过失速操纵可以快速改变飞机的飞行状态,但随之而来的问题也非常明显——进行失速操纵后,飞机的高度、速度等关键姿态数据会大幅下降,即使它恢复水平飞行。 状态之后,不再发挥速度和高度的优势。 如果在战斗中出现这种情况,几乎可以肯定你会被对手当成“肉鸡”。

  此外,由于需要快速改变推力方向,TVC技术对于实现超失速机动是必不可少的。 不过,从目前的实际结果来看,TVC的表现有点过于惨烈了。 2008年,印度空军派出Su-30MKI参加美国空军的“红旗”军事演习。 在本次演习中,苏30MKI在战斗对抗中使用了TVC,但却被美军的F-15C咬住,甚至连美军飞行员也能清晰地追踪到苏30MKI因损失而高度迅速下降的轨迹使用 TVC 车削后的推力。 可以看出,至少在Su-30MKI这样可以实现部分过失速机动的四代机上,TVC的效果并不是那么理想。 TVC 是超失速操纵的基础,比不使用更糟糕。 这确实让人感到有些尴尬。

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  注:2008年,印度空军派出Su-30MKI前往美国参加“红旗”军事演习,并与F-15C进行模拟作战。 不过,期间开启TVC的Su-30MKI表现却不尽如人意。

  按照目前普遍的观点,超失速机动最受诟病的问题是能量损失过大。 这个问题其实并不难理解——飞机在改变姿态时就已经消耗能量了,更不用说快速进行大角度机动了。 以“眼镜蛇”机动为例,它是失速后机动中的“入门级”机动。 要使飞机快速从正常水平飞行状态适应机身垂直于地面的“旱地牵引”状态,就需要将发动机的加力燃烧室完全打开。 (即便如此,并不是所有的飞机都能执行这个动作),更不用说将飞机的机头拉到与水平面约120°的角度。 不仅如此,为了恢复姿态,飞机机头抬起并向后倾斜后,必须减小发动机推力甚至关闭,才能恢复正常的水平飞行姿态。 这期间,十几吨甚至二十、三十吨的飞机,可以说只要几天就可以飞起来。 十秒之内,推重比迅速从大于 1 下降到接近 0。这种能量损失的规模想想就可怕。

  那么有没有什么办法可以让超失速操作变得实用呢? 当然有。 理论上,只要飞机在进行失速机动后能够尽快恢复能量和速度,那么失速机动的效果就会相当明显。 然而,做到这一点却非常困难:当飞机速度突然下降数百公里每小时、高度下降数十甚至数百米时,如果想快速恢复失速机动前的能量状态,你需要大量的能量。 这不仅仅是“力量创造奇迹”。 从某种程度上来说,超失速机动实际上是在“折磨”飞机。 如果要求超失速操纵有一定的实际效果,首先必须保证发动机和推力控制系统足够强大和灵敏,以保证超失速操纵后能够快速提供推力。 同时,飞机的气动布局必须能够实现良好的升力效率。 其次,飞控系统还可以快速响应指令改变飞行姿态。 这样看来,在实战中想要使用过失速机动就不是那么容易的事情了。 很多人怀疑超失速机动是“假把戏”,这是可以理解的。

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  注:苏37战斗机完成“普加乔夫眼镜蛇”机动的运动轨迹示意图。 不难看出,完成这个动作需要在极短的时间内完成从增加推力到大幅降低推力甚至关闭发动机的整个过程。 这期间,飞机的能量损失程度可想而知。

  从这一点来看,恰恰是五代机才有希望“拯救”失速机动。 众所周知,五代战斗机强调的四个“S”之一就是超强机动性。 自然,这一概念被加入到五代战斗机的定义中之后,各国在研发新一代战斗机时,都对超失速机动性给予了高度重视。 能力。 歼22、歼20等五代机确实很容易进行过失速机动,而且得益于空气动力学、航空发动机技术和飞行控制技术的发展,五代机可以实现过失速机动的运动范围比四代机更宽,搅动后恢复正常飞行状态的速度更快,这使得过失速机动的实际意义开始显现。

  具体来说,歼10B、苏30MKI等四代机平台虽然拥有出色的气动设计,但其发动机毕竟不如歼22和人们所期待的“完整体”歼20。 与五代机相比,该机的升力体布局不如机身所能提供的升力效率,飞控系统的设计应该也存在差距。 因此,不难得出结论:即使四代机能够完成失速机动,付出的代价也可能太高,机动后也很难恢复正常的能量和飞行状态。 实战意义自然会打折扣; 相比之下,五代机的软件和硬件都更适合失速后机动。 因此,失速后机动在五代机上的实战效果显然比在四代机上更加明显。 如果套用在网络游戏中,同样的增幅招式,40级的玩家可能会掉一半的血,而60级的玩家可能只需要掉几滴血。 所以大招对于哪个级别更有用就不言而喻了。

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  注:歼20在珠海航展上进行编队飞行表演。 与歼10B相比,歼20在硬件和软件条件上更适合执行超失速机动,并且执行超失速机动后恢复速度更快。 因此可以认为,过失速机动对于五代机具有一定的实际意义(摄影:军事网英/杨攀)

  在本次航展上回答记者关于“歼20是否采用国产矢量推力发动机”的问题时,歼20总设计师杨伟笑着回答:“你怎么知道没用呢?” 也就是说,虽然珠海航展上歼10B TVC的表现堪比好莱坞大片,但后来亮相的歼20才是TVC技术和超失速机动的真正受益者——如此看来,两姐妹似乎有着相同的地方。 向高人学武,天赋稍差的姐姐会先学习秘籍,看看是否有效。 当她掌握了秘诀之后,就会将秘诀口头传授给才华横溢的妹妹。 对于歼20这样的“满级玩家”来说,过失速机动这一“大招”在实战中或许真的能发挥出非常特殊的作用。

   眼镜蛇、落叶飘等过失速机动对于五代机和格斗空战的意义/

  注:【设计对话】歼10B TVC:“20姐,失速机动绝活我已经给你想好了,从现在开始,基本功你得自己练了!” (图:司马闹腾)

  总之,无论关于超失速机动会有多大的争议,对于五代机来说,超失速机动能力只是作用大小的问题,而不是有没有用的问题或无用。 这也符合航空技术发展的一般规律——一些“超前研究”的技术在研究过程中可能很难产生实际效益,但随着技术的发展,其效果会越来越显着。 显然,歼20早在设计之初就考虑了超失速机动的应用。 因此,TVC技术成熟并安装后,可以实现具有实际意义的超失速操纵。 这也体现了“一代装备、一代开发、‘预研一代’的中国智慧”。

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