關(guān)于T-50的飛行性能,目前只知道其最大速度為馬赫數(shù)2、起飛滑跑距離300~400米,最大起飛重量約35噸。網(wǎng)絡(luò)信息指出T-50擁有超過4000千米的亞聲速航程(4300千米,帶2個(gè)副油箱則為5500千米)以及2000千米的超聲速航程。不過由于網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)多屬推估,即使是俄文網(wǎng)站的數(shù)據(jù)也是基于有疑點(diǎn)的空重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行推測,因此本文不予取用,僅進(jìn)行有根據(jù)的分析。
據(jù)筆者研究,T-50的空重應(yīng)在15~16.5噸,發(fā)動(dòng)機(jī)推力15000千克力,據(jù)此估計(jì)其起飛重量與推重比應(yīng)與蘇-35BM相當(dāng),即約25噸的正常起飛重量。正常起飛重量應(yīng)超過空重的1.5倍,推力空重比1.81,正常起飛推重比約1.2,空戰(zhàn)推重比約1.4。這些指標(biāo)即使與F-22相比都不遜色,更在其他戰(zhàn)機(jī)之上。
飛行性能
與蘇-35BM對(duì)比看T-50的性能
T-50的飛行性能與蘇-35BM相比也有消長現(xiàn)象,其推力與推重比應(yīng)超過蘇-35BM。高后掠機(jī)翼的亞聲速氣動(dòng)效率可能不如蘇-35BM的部分可由增加的推重比補(bǔ)償,高后掠機(jī)翼的升力效果可能不如蘇-35BM的部分則可由較大的翼面積(含升力機(jī)身)補(bǔ)償(兩者都采用升力體布局因此可直接以含機(jī)身部分的翼面積作比較,蘇-35BM是62平方米.T-50則達(dá)80~90平方米)。而大后掠角與可向下大幅偏轉(zhuǎn)的“適形前翼”能增大失速迎角、在高迎角下提供穩(wěn)定進(jìn)氣、控制兩邊渦流的不對(duì)稱性等,相當(dāng)于提升戰(zhàn)機(jī)“先天的高迎角能力”,而全動(dòng)垂尾與三維矢量推力則提供額外的控制性,使得T-50的高迎角性能極為優(yōu)異,這除了意味著飛行性能進(jìn)一步得以提高外,也表示即使在本來不靈巧的狀態(tài),如高高度、低速度、大酬載等狀態(tài)下仍能“壓榨”出很高的飛行性能。此外,由于航電技術(shù)的進(jìn)步使得T-50不必以犧牲結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為代價(jià)換取航電性能,因此應(yīng)該像蘇-35BM -樣,將10噸級(jí)燃油當(dāng)作貨真價(jià)實(shí)的內(nèi)燃油使用(而不只是內(nèi)燃油+內(nèi)建副油箱),且即使在28噸左右的重武裝狀態(tài)下也能具有相當(dāng)于蘇-30MKI的過失速機(jī)動(dòng)能力與“幻影”2000的飛行性能。
相當(dāng)值得注意的是,雖然T-50與蘇-35BM -樣都具有超機(jī)動(dòng)能力,但蘇-35BM的超機(jī)動(dòng)性主要是靠控制系統(tǒng)與矢量推力來確保,其氣動(dòng)設(shè)計(jì)并未考慮超機(jī)動(dòng)性,只是碰巧具有很出色的失速后恢復(fù)能力,所以成為三代機(jī)中超機(jī)動(dòng)性的先行者。相比之下,T-50除了具有支持超機(jī)動(dòng)性的控制系統(tǒng)以及矢量推力外,在氣動(dòng)力設(shè)計(jì)上T-50從一開始就考慮了矢量推力失效情況下的超機(jī)動(dòng)控制,進(jìn)氣道90度迎角時(shí)仍能提供足夠的低頭恢復(fù)力矩,而全動(dòng)垂尾則提供足夠的偏航控制能力。因此可以預(yù)料T-50的超機(jī)動(dòng)性會(huì)超過蘇-35BM。
與F-22對(duì)比看T-50的性能
開加力燃燒室時(shí)的比較
在這里有必要稍微了解一下F-22的重量與推力演進(jìn)。在當(dāng)初YF-22的時(shí)代,其設(shè)定是空重約14000千克,發(fā)動(dòng)機(jī)推力約13000千克力,巡航速度馬赫數(shù)1.5。稍后可能是發(fā)現(xiàn)推力不能夠滿足需求,因此提升至15918千克力。然而,后來因?yàn)榭紤]到長時(shí)間超聲速飛行的安定性問題,將許多復(fù)合材料部位更換為鈦合金,因此重量不斷攀升,依據(jù)洛克希德·馬丁官網(wǎng)以及美國空軍官網(wǎng)的資料,F(xiàn)-22的空重高達(dá)19700千克,而發(fā)動(dòng)機(jī)推力仍為15907千克力。據(jù)此換算,其推力空重比僅1.61,甚至低于F-15、EF-2000和“陣風(fēng)”。然而,這些數(shù)據(jù)不能排除有“欺敵”的成分,因?yàn)槿绻浦乇热绱瞬蛔愕脑?,發(fā)動(dòng)機(jī)不太可能十幾年不改進(jìn)以補(bǔ)償。曾有消息指出,F(xiàn)-119的起飛推力已提升至16780千克力或17300千克力,若依此計(jì)算則推力空重比約1.7或1.756。反觀T-50,在推力15000千克力的情況下,推力空重比約1.81~2,即使空重達(dá)17噸,空機(jī)推重比仍有1.76。
由此估計(jì),在相同的酬載比例下,T-50的推重比超過F-22的可能性很高,這將反映在它的加速能力上。在考慮使用加力燃燒室的情況下,T-50很可能在絕大多數(shù)情況下勝過F-22。
不開加力燃燒室的比較與超聲速巡航能力
不過,F(xiàn)-22更注重不開加力燃燒室時(shí)的性能,換言之應(yīng)該分析的不只是最大推力時(shí)的推重比,而是使用軍用推力時(shí)的推重比。官方網(wǎng)站并沒有公開F-119的無加力推力,不過由旁通比0.3的發(fā)動(dòng)機(jī)最大推力約為軍用推力1.5倍來估計(jì),其應(yīng)在11000~12000千克力(旁通比0.2~0.3的AL-41F在最大推力17500~18000千克力時(shí),軍用推力應(yīng)為12000千克力)。AL-41F1的軍用推力如果取9100千克力,則為F-119的0.758~0.827。T-50空重如果取15~16.5噸計(jì)算,則為F-22的0.761~0.838。據(jù)此估算,T-50的無加力推重比約為F-22的0.9~1.08。
由此估計(jì),在相同酬載比例、不開加力燃燒室狀態(tài)下,T-50的亞聲速推重比與F-22相當(dāng),然而進(jìn)入超聲速后,AL-41F1旁通比較大使得軍用推力較小,推重比應(yīng)遜于F-22。但另一方面,T-50的大后掠機(jī)翼以及可調(diào)進(jìn)氣道等有利于超聲速的設(shè)計(jì)可在一定程度上補(bǔ)償推力的不足,因此在T-50的巡航速度范圍內(nèi),T-50是否會(huì)輸給F-22仍有討論空間。比較可以確定的是,采用較多復(fù)合材料的T-50恐怕無法像F-22那樣達(dá)到馬赫數(shù)1.72的巡航速度。若以早期F-22的數(shù)據(jù)來模擬,則T-50的巡航速度可能就在馬赫數(shù)1.5(注意這是非常粗糙的模擬,因?yàn)檠埠剿俣戎饕Q于推力與阻力,而不是推重比)。
更多燃油確保長時(shí)間超聲速機(jī)動(dòng)
以上提到T-50的巡航速度上限應(yīng)在馬赫數(shù)1.5而不超過馬赫數(shù)1.72,主要是考慮軍用推力大小與復(fù)合材料長時(shí)間耐高溫能力的結(jié)果。T-50的大后掠機(jī)翼與可調(diào)進(jìn)氣道等設(shè)計(jì)可能擁有比F-22更高的超聲速氣動(dòng)效率,當(dāng)T-50打開加力在更高的超聲速速度下短時(shí)間飛行時(shí),其超聲速性能便可能超越F-22(即使它也打開加力)。T-50的燃油分率應(yīng)該很大,可能達(dá)到蘇-35BM的等級(jí)(試飛員便表示,T-50比蘇-27更小,但燃油更多),達(dá)0.4。F-22的內(nèi)燃油如果取官方數(shù)據(jù)8200千克計(jì)算,則燃油系數(shù)為0.29。如果放寬假設(shè)為10000千克,則燃油分率約為0.34。這便允許T-50在航程相當(dāng)?shù)那闆r下還可以更長時(shí)間地使用加力燃燒室(除非耗油率相差很多)。這樣一來,T-50在作戰(zhàn)階段(空戰(zhàn)與突防)的速度特性就未必遜于F-22,僅能確定在以超聲速巡航趕赴戰(zhàn)區(qū)期間F-22的速度較高。
不拼極限,強(qiáng)調(diào)均衡
巡航速度的差距未必是缺點(diǎn),這也可能是各項(xiàng)參數(shù)取舍的結(jié)果。F-22追求極高的巡航速度(馬赫數(shù)1.72已相當(dāng)于很多戰(zhàn)機(jī)的最大速度)固然帶來許多戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢,但卻要付出大量增重的代價(jià)。然而超聲速巡航帶來的部分戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢在T-50上也可由其他手段獲得,例如:
1)巡航速度越高導(dǎo)彈射程越大,而T-50卻可以大彈艙內(nèi)攜帶的大型導(dǎo)彈補(bǔ)償甚至超越:
2)高巡航速度可以提高穿透打擊時(shí)的突防能力,但T-50有射程更遠(yuǎn)的內(nèi)置武器。如果在更遠(yuǎn)的距離發(fā)射,即使其巡航速度不及F-22,安全性也仍然很高:
3)如果真的必需馬赫數(shù)1.72以上的速度時(shí),T-50可干脆使用加力燃燒室,此時(shí)其推重比便超越F-22。而由于T-50的燃油分率較大,因此即使使用加力燃燒室的時(shí)間稍長一些,航程也不一定小于F-22。
總結(jié)以上,整體而言T-50與F-22的飛行性能模擬如下:
1)在使用加力燃燒室時(shí)T-50推重比應(yīng)超過F-22:
2)在亞聲速不開加力時(shí)T-50推重比與F-22相當(dāng):
3)超聲速巡航時(shí)T-50推重比應(yīng)遜于F-22但可依靠氣動(dòng)力效率補(bǔ)償,因此在T-50巡航速度以下其未必遜于F-22:
4) T-50巡航速度應(yīng)不超過F-22的馬赫數(shù)1.72:
5)巡航速度不及F-22的弱勢有一部分可依靠其他特點(diǎn)(如大型武器)補(bǔ)償,一部分固然無法補(bǔ)償?shù)珦Q來了更輕的機(jī)體。
換裝第二階段發(fā)動(dòng)機(jī)后飛行性能展望
在配備真正的第四代發(fā)動(dòng)機(jī)后.T-50的推力會(huì)比F-22更大,搭配其適合高速飛行的外形,屆實(shí)其巡航速度便可能超過F-22,但由于其表面有70%是復(fù)合材料,因此除非其復(fù)合材料在高溫下的穩(wěn)定性很強(qiáng),否則到時(shí)候可能也得像F-22一樣改用金屬材料。
順便一提,F(xiàn)-22在早期試飛中曾出現(xiàn)其不開加力但伴飛的F-16卻要打開加力燃燒室才跟得上的記錄。這項(xiàng)能力意味著F-22即使不開加力也足以與打開加力的上一代戰(zhàn)機(jī)進(jìn)行空戰(zhàn),同時(shí)又具有較低的紅外信號(hào)特征等優(yōu)點(diǎn),可說具有很大戰(zhàn)術(shù)價(jià)值。然而這項(xiàng)特性已不適用于當(dāng)今的F-22:當(dāng)時(shí)的F-22軍用推力仍在11000~12000千克力,空重14~16噸,即無加力空重比1.375~1.71,而F-16C/D在最大推力下的推重比為1.35~1.5(推力取12150千克力,空重取8~9噸計(jì)算),換言之,當(dāng)時(shí)的F-22在與F-16相同的酬載比例下,無加力推重比已與后者打開加力時(shí)相當(dāng)。然而當(dāng)前的F-22無加力空重比約1.11~1.21,已不比當(dāng)年。據(jù)此估計(jì),在亞聲速時(shí)不開加力的F-22已無法與打開加力燃燒室的上一代戰(zhàn)機(jī)相比。
T-50的空重大致在蘇-27基本型的等級(jí),然而由于AL-41F1的軍用推力相對(duì)較小,無法達(dá)到早期F-22那種不開加力的推重比。但在未來換裝真正的四代發(fā)動(dòng)機(jī)后,除了推力增大外還可能縮小旁通比或采用變旁通比設(shè)計(jì),因而具有較高的軍用推力,這樣將有機(jī)會(huì)重現(xiàn)早期F-22那種“不開加力便達(dá)到上一代戰(zhàn)機(jī)加力推重比”的境界。
官方說法
俄空軍總司令澤林上將在2012年曾表示,經(jīng)過分析,T-50在速度(最大速度與巡航速度)、推重比、航程、最大重力負(fù)荷等參數(shù)上超越美制F-22、中國殲20等外國對(duì)手。他并表示,雖然T-50與F-22.殲20尺寸與重量相當(dāng),但具有更短的起飛滑跑距離,而且航電系統(tǒng)似乎也更好。
航電與武器
T-50航電與武器的“有機(jī)結(jié)合”源自蘇-35BM,因此可基于蘇-35BM的研究為基礎(chǔ),參考隱身性能、新式武器、彈艙空間后略做修正。
航電性能的消長
作為下一代戰(zhàn)機(jī),T-50的航電性能相對(duì)于蘇-35BM理應(yīng)有增無減,例如機(jī)上傳感器數(shù)目是蘇-35BM的好幾倍而構(gòu)成更強(qiáng)的“智能蒙皮”,配有完善的主動(dòng)相控陣天線與整合式無線電系統(tǒng),在光電系統(tǒng)上除蘇-35BM已有的前視探測器與分布式感應(yīng)器外,還增加了主動(dòng)光電防御裝置。而中央系統(tǒng)在架構(gòu)上已追上美系“大一統(tǒng)設(shè)計(jì)”與“高速數(shù)據(jù)干線”架構(gòu)。在這之中,側(cè)視X波段雷達(dá)、L波段雷達(dá)、主動(dòng)光電防御系統(tǒng)都是包括F-22、F-35在內(nèi)的西方最先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)所不具備的。
側(cè)視與后視X波段雷達(dá)對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)類目標(biāo)的探測距離估計(jì)約100~200千米(視口徑與單元功率而定),對(duì)空空導(dǎo)彈預(yù)警距離約24~50千米。分布式光電探測系統(tǒng)的探測距離可能也在50千米(米格-35的OAR-U數(shù)據(jù))以上。而AFAR-L在±100度范圍內(nèi)也應(yīng)可警戒約16千米內(nèi)的來襲導(dǎo)彈。這樣的探測距離在對(duì)傳統(tǒng)戰(zhàn)機(jī)的視距外火控、對(duì)導(dǎo)彈的預(yù)警、對(duì)低可視度目標(biāo)的視距內(nèi)戰(zhàn)斗都已相當(dāng)足夠,側(cè)視雷達(dá)在此理論上可與分布式光電系統(tǒng)互補(bǔ):在需要電磁靜默的情況下僅使用分布式光電系統(tǒng),在必要時(shí)使用側(cè)視雷達(dá)搭配,從而在更遠(yuǎn)的距離取得完整追蹤數(shù)據(jù),這甚至有助于發(fā)展以空空導(dǎo)彈反空空導(dǎo)彈的技術(shù)。特別是T-50還有101KS-O主動(dòng)光電防御系統(tǒng),其應(yīng)可用來破壞來襲導(dǎo)彈的光電導(dǎo)引頭,甚至如果它也具有精確定位能力的話,便可以不靠側(cè)視雷達(dá)而完全靠光電系統(tǒng)對(duì)球狀周圍的目標(biāo)作出精確定位。
主雷達(dá)相對(duì)于蘇-35BM則有消長現(xiàn)象。AFAR-X可能保持lrbis-E的探測距離并增添許多l(xiāng)rbis-E所沒有的功能。不過,由于AFAR-X比lrbis-E的天線笨重許多,短期內(nèi)并沒有采用機(jī)械輔助掃描的打算,其將只是固定安置,然后靠較小的側(cè)視雷達(dá)來補(bǔ)充球狀視野。這樣一來,其主雷達(dá)視野將只有±60度(頂多±70度),而且由于采用基座上翹設(shè)計(jì),因此俯視視角還會(huì)小于仰視視角。此外由于天線固定,因此飛機(jī)在做戰(zhàn)術(shù)運(yùn)動(dòng)時(shí),有可能目標(biāo)會(huì)脫離雷達(dá)視野,例如lrbis-E讓蘇-35BM即使側(cè)轉(zhuǎn)120度,也仍能保持對(duì)目標(biāo)的接觸,而T-50將如同其他裝備AESA(主動(dòng)相控陣)雷達(dá)的飛機(jī)一樣,只能側(cè)轉(zhuǎn)60度以內(nèi)。換言之,T-50將需要比較復(fù)雜的控制軟件,以便藉由飛行路徑的規(guī)劃,以盡可能讓目標(biāo)處在監(jiān)視區(qū)內(nèi)。由此觀之,T-50的戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)彈性可能會(huì)比蘇-35BM更小。此外,T-50也無法像蘇-35BM那樣在高達(dá)±120度的視野內(nèi)擁有主雷達(dá)的探測距離,其主雷達(dá)就不能像lrbis-E那樣可以當(dāng)成±120度范圍內(nèi)90千米內(nèi)的導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)。
武器性能消長
在對(duì)地/對(duì)海攻擊方面,T-50基于彈艙尺寸與內(nèi)掛架酬載能力限制,將無法內(nèi)掛Kh-59ME電視制導(dǎo)/M2E紅外成像制導(dǎo)對(duì)地攻擊導(dǎo)彈、Kh-59MK亞聲速反艦導(dǎo)彈、Kh-59MK2光電地圖比對(duì)巡航導(dǎo)彈、3M-54AE末段超聲速反艦導(dǎo)彈、3M-1 4AE對(duì)地巡航導(dǎo)彈、KAB-1500精確制導(dǎo)炸彈等,甚至“可能”連Kh-31系列反艦/反輻射導(dǎo)彈也無法內(nèi)掛。上述武器多屬重火力的遠(yuǎn)程武器。因此,T-50在只使用內(nèi)掛武器的情況下,武器的射程與威力略小于蘇-35BM,唯獨(dú)隱身能力補(bǔ)償了射程上的缺陷。
倘若T-50允許外掛則當(dāng)然不受此限制,此外由于T-50的生存性不完全取決于隱身性能,加上外掛的遠(yuǎn)程武器發(fā)射完后戰(zhàn)機(jī)又回歸到隱身狀態(tài),因此外掛重型武器可能會(huì)是T-50的正常使用模式之一,特別是在執(zhí)行攻擊任務(wù)時(shí)。
有資料指出,T-50內(nèi)掛武器約2000千克,外掛約6000千克。這樣的外掛能力可攜帶2枚3M-54AE、3M-14AE或4枚Kh-59MKlMK2lMElM2E空地導(dǎo)彈,相當(dāng)于蘇-35BM的重型武器攜帶量,而內(nèi)掛彈數(shù)可能高達(dá)10~12枚中短程導(dǎo)彈,幾乎是蘇-35BM滿載空戰(zhàn)武器的數(shù)量。
因此,T-50在完美隱身狀態(tài)而不外掛武器時(shí),火力略遜于蘇-35BM,但在較沒有隱身顧慮而外掛武器的情況下,其火力可能超過蘇-35BM。
航電與隱身的綜合考慮
如果只看航電性能,那么僅T-50缺少蘇-35BM那樣的±120度主雷達(dá)視野一項(xiàng),就使其預(yù)警能力遠(yuǎn)低于蘇-35BM而有“是否仍有消極反隱身能力“的疑慮。而如果只考慮武器性能,則T-50在隱身狀態(tài)下所能使用的對(duì)地、反艦武器在射程、威力與數(shù)量上都不如蘇-35BM。
這時(shí)便要把隱身性能的影響加進(jìn)來。即使T-50的RCS只降到蘇-35BM的1/10(0.3平方米),則敵方對(duì)其探測與攻擊的距離會(huì)縮短至原來的56%。若RCS進(jìn)一步降低至1/40(0.07平方米)或1/100(0.03平方米),敵方對(duì)其威脅距離會(huì)分別縮短至40%與31%。傳統(tǒng)戰(zhàn)機(jī)已經(jīng)很難在50千米外對(duì)T-50發(fā)動(dòng)攻擊,這樣一來具有50千米預(yù)警能力的T-50與具有90千米預(yù)警能力的蘇-35BM相當(dāng)。如果假設(shè)T-50的RCS為0.1平方米,則配備AESA雷達(dá)的飛機(jī)就算有機(jī)會(huì)在50~100千米對(duì)T-50發(fā)動(dòng)攻擊,T-50借隱身性能之助能大幅提升反制措施的成功率,對(duì)光電制導(dǎo)導(dǎo)彈而言它甚至有主動(dòng)防御系統(tǒng)可進(jìn)行反制。因此,就“一對(duì)一”或“少對(duì)少”空戰(zhàn)情況來說,其實(shí)很難評(píng)判T-50與蘇-35BM的自衛(wèi)能力高低。在真實(shí)情況下,由于T-50的隱身能力大幅增強(qiáng),面對(duì)的威脅其實(shí)比蘇-35BM要少(蘇-35BM的RCS與米格-21相當(dāng),這樣一來許多傳統(tǒng)戰(zhàn)機(jī)其實(shí)都有機(jī)會(huì)在50~100千米對(duì)其發(fā)射導(dǎo)彈),因此整體來說T-50的自衛(wèi)能力應(yīng)不遜于蘇-35BM。
換個(gè)角度看,蘇-35BM的自主預(yù)警距離極不尋常,目前也就這型飛機(jī)有此能耐。如果不拿T-50與蘇-35BM比較,而是與F-22、 F-35在內(nèi)的其他戰(zhàn)機(jī)相比,則顯然其自主預(yù)警距離與反制能力應(yīng)當(dāng)是最強(qiáng)的。
因此,將航電、武器與隱身技術(shù)進(jìn)行綜合考慮后,T-50稍為不如蘇-35BM的地方被隱身技術(shù)所補(bǔ)償,因此T-50實(shí)際相當(dāng)于兼具了F-22與蘇-35BM的雙重特性。
反隱身能力
盡管不知道T-50的隱身能力與F-22差異幾何,但必然遠(yuǎn)高于蘇-35BM,因此能夠大幅縮短F-22對(duì)其的探測距離,而隨著時(shí)間的推移T-50還會(huì)配備相當(dāng)于AIM-120D的“產(chǎn)品180”與略超過“流星”的“產(chǎn)品180-PD”,這些遠(yuǎn)程導(dǎo)彈更適合搭配信息較不完整的非X波段火控頻道,等于是以長射程補(bǔ)償信息不齊導(dǎo)致彈道不易優(yōu)化的問題。此外,RVV-BD、“產(chǎn)品810”將是反F-22中相當(dāng)重要的一環(huán),這種射程200千米或300~400千米的導(dǎo)彈T-50可以內(nèi)置,而美國暫時(shí)沒有,即使有也無法讓F-22內(nèi)置掛載(外掛的話F-22就不隱身了),由于這種導(dǎo)彈射程極大,其不可逃逸射程甚至都超過多數(shù)情況下對(duì)隱身戰(zhàn)機(jī)的探測距離,因此即使只知道隱身戰(zhàn)機(jī)的方位而不知道速度與距離,理論上也可使用RVV-BD或“產(chǎn)品810”進(jìn)行有效火控(不是擊落就是干擾)。以RVV-BD或“產(chǎn)品810”打普通戰(zhàn)機(jī)可能有浪費(fèi)之嫌,但用來打隱身戰(zhàn)機(jī)則絕對(duì)劃算,因此在考慮T-50(以及蘇-35BM)的反隱身戰(zhàn)法時(shí),是必須考慮美國缺少超遠(yuǎn)程導(dǎo)彈這一因素的。
隱身性能
根據(jù)印度媒體報(bào)道,T-50的RCS是0.5平方米,為蘇-30MKI的1/40。而根據(jù)T-50總設(shè)計(jì)師達(dá)維登科的說法“蘇-27與F-15的RCS約是12平方米,F(xiàn)-22是0.3~0.4平方米,T-50與F-22相當(dāng)”。這些數(shù)據(jù)與西方戰(zhàn)機(jī)公布的RCS差距甚大,這里報(bào)道的F-22與T-50的RCS只相當(dāng)于西方報(bào)道的低可視度戰(zhàn)機(jī)的RCS,而西方報(bào)道中的隱身戰(zhàn)機(jī)如F-117、F-22的RCS則遠(yuǎn)低于此。如此大的差距可能起因于RCS的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),由于報(bào)道并沒有明確定義所取用的RCS是“最小RCS”、“某些角度內(nèi)RCS的平均值”,還是“所有方向的RCS平均值”。由于再完美的隱身戰(zhàn)機(jī)也會(huì)在某些角度下出現(xiàn)不小的RCS,因此如果取平均值,數(shù)據(jù)自然不可能很漂亮。
取用平均RCS有其實(shí)戰(zhàn)意義與陷阱。就實(shí)際層面而言,由于飛機(jī)在運(yùn)動(dòng),而運(yùn)動(dòng)過程便會(huì)以好幾個(gè)不同方向面對(duì)觀察者,因此就觀察者而言,所觀察到的RCS會(huì)是一定角度范圍內(nèi)的平均值,而如果考慮到隱身飛機(jī)進(jìn)入復(fù)雜的戰(zhàn)場,會(huì)有來自不同方向的戰(zhàn)機(jī)、防空雷達(dá)的探測,那么全方位的平均RCS就具有很大的參考價(jià)值。此外,一般沒有特別設(shè)計(jì)過的飛機(jī),其RCS與方位角的關(guān)系是忽大忽小的,極大與極小值在小角度范圍內(nèi)交替出現(xiàn),而且極大值的數(shù)量級(jí)又相差不大,這時(shí)平均RCS的確是實(shí)用的參數(shù)。
然而對(duì)于有特殊設(shè)計(jì)的隱身飛機(jī)而言,平均RCS有時(shí)就失去意義。因?yàn)橥庑斡刑厥饪紤]的隱身飛機(jī)可以將RCS極值集中在少數(shù)方位,越完美的隱身戰(zhàn)機(jī)其RCS極值集中的方位范圍越窄。這些飛機(jī)只要能避免將具有RCS極值的方位面向敵方,那么實(shí)戰(zhàn)環(huán)境下敵方所觀察到的RCS其實(shí)只是非極值區(qū)的平均值,這會(huì)比全方位平均值小得多。在復(fù)雜戰(zhàn)場上,完美隱身飛機(jī)可能還是要面對(duì)來自四面八方的敵人,因此就“隱身戰(zhàn)機(jī)VS防空體系”而言全方位平均RCS仍需要參考,但就“隱身戰(zhàn)機(jī)VS局部敵人”而言,全方位平均RCS意義已不大。
由于美俄公布的RCS計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該不同,因此直接將俄羅斯公布的T-50的RCS與西方國家公布的F-22、F-35的RCS相比沒有多大意義。不過,我們可以就大原則來比較T-50與F-22的隱身性能。
隱身外形的第一大原則就是避免讓雷達(dá)波反射回原來方向,并且盡可能讓回波集中在少數(shù)幾個(gè)方向。對(duì)此,T-50的外形整體上應(yīng)該是合格的,其外形相當(dāng)于用很多大曲率半徑的表面構(gòu)成,例如其前機(jī)身與機(jī)背的橫截面就大約是多邊型,而不是蘇-27的圓弧型,而升力體機(jī)身的弧線曲率半徑也很大,對(duì)X波段等波長較短的波而言相當(dāng)于大平面,不難做隱身處理。
一般而言,正面最大的反射源是發(fā)動(dòng)機(jī)與雷達(dá)天線。姑且不管T-50是否像蘇-35BM -樣使用了等離子選頻天線罩,其雷達(dá)天線具有上翹的基座設(shè)計(jì),已可以避免正向反射。從T-50的正面也很難見到發(fā)動(dòng)機(jī),而且未來會(huì)裝上發(fā)動(dòng)機(jī)屏蔽,以進(jìn)一步減少正面RCS。從側(cè)面來看,T-50的前機(jī)身、進(jìn)氣道與平滑的升力體機(jī)身相當(dāng)符合隱身外形設(shè)計(jì)的原則,即使看起來似乎會(huì)破壞隱身性的短程導(dǎo)彈彈艙,也具有與進(jìn)氣道相同的傾斜角,因此回波會(huì)集中在相同方向,也滿足隱身外形的要求。以上這幾大原則,T-50與F-22、F-35看起來并沒有太大差別。
T-50與F-22、F-35看起來差別較大的下半部機(jī)身,相比F-22、F-35那種機(jī)體底部幾乎只是簡單的平面,T-50的進(jìn)氣道中間并沒有完全“填滿”而留有“溝槽”,而短程導(dǎo)彈彈艙附加在翼根下方,與進(jìn)氣道外側(cè)之間也有“小溝槽”,這些“溝槽”意味著一些復(fù)雜的交界面,對(duì)隱身性可能會(huì)有影響,例如進(jìn)氣道與主彈艙門之間就有幾乎90度的交角,而這正是“隱身大忌”。然而在實(shí)戰(zhàn)中,上述問題的影響不一定很大,因?yàn)槟菨撛谌毕菔前l(fā)生在飛機(jī)的下半球,并不是主要的威脅來源。
發(fā)動(dòng)機(jī)部分的確是T-50隱身設(shè)計(jì)的最大弱點(diǎn)。一般的分析僅局限在噴口構(gòu)型的討論,認(rèn)為圓形截面噴口無法有效遮蔽渦輪,使后半球RCS較大。其實(shí)除此之外,發(fā)動(dòng)機(jī)艙的外形也是一個(gè)大問題。T-50的發(fā)動(dòng)機(jī)艙與蘇-27幾乎相同,相當(dāng)于兩個(gè)圓桶放在后機(jī)身,這十分不利于隱身,其對(duì)X波段的RCS可能約等于其幾何截面積。所幸上半部發(fā)動(dòng)機(jī)短艙被垂尾遮蔽,中間一部分被機(jī)體遮蔽,使得從側(cè)面看起來只有不到50%的發(fā)動(dòng)機(jī)艙裸露在外,其幾何截面積約是1—2平方米。由于發(fā)動(dòng)機(jī)短艙像蘇-27一樣露出了金屬色,這表明該處可能根本沒有吸波材料或涂層,因此發(fā)動(dòng)機(jī)艙破壞了本來不錯(cuò)的側(cè)面隱身處理。此外,發(fā)動(dòng)機(jī)艙的半徑約60厘米,與L波段等預(yù)警雷達(dá)波長量級(jí)相當(dāng),有可能變成很明顯的繞射來源,因此T-50的外形對(duì)L波段等預(yù)警雷達(dá)的隱身能力堪憂。
從幾個(gè)大原則來看,T-50的隱身外形應(yīng)不如F-22,不過由于F-35身上與L波段曲率半徑量級(jí)相當(dāng)?shù)谋砻孑^多,也與T-50一樣采用圓形截面噴口,發(fā)動(dòng)機(jī)艙外形也不像F-22那樣方正,因此T-50的隱身外形等級(jí)可能比較接近F-35。如果再考慮T-50上幾個(gè)球狀的光電系統(tǒng),其隱身性能甚至可能還遜于F-35。
需注意的是,對(duì)T-50這樣已經(jīng)大量考慮隱身外形的飛機(jī)而言,等離子隱身技術(shù)的實(shí)用性應(yīng)該是非常高的。就功率5~50千瓦的等離子系統(tǒng)而言,大致可以產(chǎn)生局部包覆機(jī)身針對(duì)X波段隱身的等離子,若要對(duì)10厘米以上波長隱身,甚至可以實(shí)現(xiàn)全機(jī)包覆。T-50在針對(duì)X波段隱身方面整體處理不錯(cuò),可將等離子用在后機(jī)身以補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)艙外形的影響。而對(duì)于更長波長的雷達(dá)波的隱身,可以大范圍包覆等離子。有關(guān)廠商在實(shí)驗(yàn)室模擬10000~13000米高空環(huán)境時(shí),測試發(fā)現(xiàn)等離子系統(tǒng)可將對(duì)10厘米波長的RCS降低至原來的1/100。因此,若使用等離子系統(tǒng),T-50對(duì)10厘米、L波段的RCS有可能反而比F-22低。
不只是“戰(zhàn)斗機(jī)”而是“復(fù)合體”
F-117公開不久便擔(dān)任了科幻電影主角,盡管真實(shí)世界的F-117只是一架能夠攜帶靈巧炸彈的攻擊機(jī),但影片中的F-117卻是一架令敵人無法發(fā)現(xiàn),可攻擊又可空戰(zhàn)的隱身飛機(jī),這其實(shí)反映了人們對(duì)于隱身戰(zhàn)機(jī)的期望。F-22的出現(xiàn)進(jìn)一步讓電影夢想成真:隱身飛機(jī)可以很漂亮、很流線而且可以空戰(zhàn)。但F-22較小的彈艙卻無法攜帶太大的攻擊武器,目前其攻擊武器主要是具備制導(dǎo)能力的無動(dòng)力武器。
性能與成本的均衡考慮
T-50擁有流線的隱身外形,具備良好的空戰(zhàn)能力、超機(jī)動(dòng)性、超遠(yuǎn)程攔截能力,并能夠攜帶大型對(duì)地/對(duì)海攻擊導(dǎo)彈,完全是那種經(jīng)常在電影中出現(xiàn)但實(shí)際卻不存在的隱身戰(zhàn)機(jī)。這正是T-50的獨(dú)特之處:其對(duì)隱身與超聲速巡航的追求可能不像F-22那樣徹底,但兼顧了超機(jī)動(dòng)性、更廣泛的攔截能力、更強(qiáng)的自衛(wèi)能力、反隱身能力與遠(yuǎn)程對(duì)地攻擊能力等。均衡發(fā)展的結(jié)果使T-50應(yīng)擁有相當(dāng)高的效費(fèi)比。戰(zhàn)機(jī)的任務(wù)說穿了只是將火力投射到目標(biāo)區(qū)以摧毀目標(biāo),而在飛行員越來越“貴”的文明國家則更希望上述任務(wù)能在不威脅飛行員生命的前提下完成。為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo),“完全看不見的飛機(jī)搭配短程炸彈”與“完全不隱身的飛機(jī)配上絕對(duì)防區(qū)外武器”效果幾乎是一樣的,但研發(fā)費(fèi)用與維護(hù)操作成本卻可能大異其趣:前一方案的威力取決于隱身性,依賴售價(jià)昂貴且有高昂維護(hù)成本的隱身飛機(jī):而后一種組合的威力則主要取決于武器,可使用可能不是最好但易于維護(hù)的隱身科技。由于武器平時(shí)可封存,因此第二種方案在日常使用成本上可能會(huì)低廉許多。
T-50的機(jī)體設(shè)計(jì)也體現(xiàn)出了均衡設(shè)計(jì)的思想。從全動(dòng)垂尾、可調(diào)進(jìn)氣道及進(jìn)氣口可動(dòng)前緣等方面可發(fā)現(xiàn)其在追求隱身設(shè)計(jì)的同時(shí)仍極力追求更佳的氣動(dòng)效率。T-50的彈艙雖不足以攜帶所有種類的300千米射程俄制對(duì)地和反艦導(dǎo)彈,但T-50并沒有為了容納它們而一味擴(kuò)增彈艙,這樣就避免了空間的浪費(fèi)與重量的過度增加。而在飛行速度方面,由于沒有追求MFI那樣的高速度,改用超遠(yuǎn)程導(dǎo)彈補(bǔ)償,這樣便可節(jié)省重量。因此從許多角度觀察皆可發(fā)現(xiàn)T-50在飛行性能、航電與武器系統(tǒng)、重量與成本等方面都考慮得相當(dāng)周全。
最成熟的隱身戰(zhàn)機(jī)設(shè)計(jì)
可以說,T-50體現(xiàn)的是一種更成熟的隱身戰(zhàn)機(jī)設(shè)計(jì),如果說F-22是將隱身技術(shù)與傳統(tǒng)飛機(jī)融合,那么T-50就是將F-22與更復(fù)雜的探測系統(tǒng)及各種獨(dú)特武器系統(tǒng)融合的產(chǎn)物。諸多跡象顯示,T-50在設(shè)計(jì)之初就是將飛機(jī)與武器當(dāng)作一個(gè)整體而開發(fā)的,這或許可以解釋,為何第四代戰(zhàn)機(jī)的名稱從MFI、LFI、LFS、SFI這些“戰(zhàn)斗機(jī)”(1)或“攻擊機(jī)”(S)改為PAK-FA這種“復(fù)合體”(K)?!皬?fù)合體”這個(gè)字眼便可能隱含著飛機(jī)與武器的融合,在蘇聯(lián)航空史上也曾有類似的命名,例如20世紀(jì)50年代蘇聯(lián)曾發(fā)展了一種專職反艦的圖-95改型(圖-95K),其一開始就是將圖-95與配套的Kh-20反艦導(dǎo)彈當(dāng)作一個(gè)整體的反艦系統(tǒng)而研發(fā),進(jìn)行優(yōu)化整合,其計(jì)劃名稱便是K-20,這里的“K”表示復(fù)合體,“20”表示Kh-20導(dǎo)彈,因此K-20是“使用Kh-20導(dǎo)彈的反艦武器復(fù)合體”之意。此外,研發(fā)中的第四代轟炸機(jī)計(jì)劃名稱也是“遠(yuǎn)程航空兵的未來航空復(fù)合體”(PAK-DA)。
這種在設(shè)計(jì)之初就考慮全面的飛機(jī),自然可以在不追求局部完美的情況下而獲得十分出色的性能。許多評(píng)論緊抓著T-50與F-22的隱身設(shè)計(jì)差距以及AESA雷達(dá)尚未定型等“負(fù)面消息”并忽略了T-50的多波段探測與特殊武器系統(tǒng)的優(yōu)勢,從而作出T-50無法趕上F-22的評(píng)論,實(shí)乃無視于這種“復(fù)合體”與“戰(zhàn)機(jī)”的差異使然。舉個(gè)夸張的例子,F(xiàn)-16是當(dāng)代纏斗能力最好的戰(zhàn)斗機(jī)之一,但是如果它去與二戰(zhàn)的“零”式戰(zhàn)斗機(jī)玩機(jī)炮纏斗,那八成會(huì)輸。所以,偏偏拿T-50去跟F-22比隱身而忽略其他優(yōu)勢,就有如硬拿F-16跟“零”式戰(zhàn)斗機(jī)比纏斗能力并忽略F-16的超聲速、超視距、導(dǎo)彈等優(yōu)勢,而得到“F-16連‘零戰(zhàn)’也無法超越”的謬論。
總評(píng)
可以預(yù)料,最終完整版的T-50的航電技術(shù)將超越包括F-22在內(nèi)的歐美戰(zhàn)機(jī),不過,這種有時(shí)也被稱為“4+代”的T-50應(yīng)不會(huì)早于201 5年問世,初始型的T-50將是以蘇-35BM的航電技術(shù)為基礎(chǔ)由“4-代”逐漸進(jìn)化到“4+代”。初始型T-50雖不如全配版T-50那樣強(qiáng)悍,但已足與列強(qiáng)爭鋒。需注意的是,T-50的初始航電基本上移植自蘇-35BM,多是已成熟的技術(shù),甚至在原型機(jī)首飛時(shí)這些設(shè)備就已能由生產(chǎn)線提供。俄羅斯航空技術(shù)在過去20年中其實(shí)已從“3+代”戰(zhàn)機(jī)逐漸過渡到了第4代,許多評(píng)論以F-22和EF-2000的首飛與服役間隔長達(dá)8~10年而認(rèn)定T-50也需要那樣長的時(shí)間才能服役,其實(shí)是忽略了俄羅斯“有科技沒經(jīng)濟(jì)的解體強(qiáng)權(quán)”這個(gè)尷尬的身份而致。
盡管許多評(píng)論喜歡咬著T-50初期尚未配備X波段AESA雷達(dá)與真正第四代發(fā)動(dòng)機(jī)兩大“遺憾”不放,然而憑心而論,T-50是真正在隱身、飛行性能、遠(yuǎn)中近程空戰(zhàn)、對(duì)地攻擊、反制隱身戰(zhàn)機(jī)等主要方面取得平衡的戰(zhàn)機(jī),此乃F-22與F-35所遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及,因此其設(shè)計(jì)可說是極具前瞻性。而俄羅斯特殊的經(jīng)濟(jì)處境讓T-50的次系統(tǒng)有較多選項(xiàng),使其在價(jià)格上更具彈性,有利于出口。過去蘇霍伊總設(shè)計(jì)師西蒙諾夫(M. Simonov)曾表示“俄羅斯第四代戰(zhàn)機(jī)的研發(fā)目的是維持世界政治力量的均衡”,T-50的種種前瞻性設(shè)計(jì)以及其目前幾乎是“現(xiàn)成品”的狀態(tài)顯示,上述研發(fā)目的基本上已獲得成功:其大約與F-35同時(shí)投入市場,而F-22除非增產(chǎn)或改進(jìn)否則也難以憑借隱身技術(shù)維持優(yōu)勢。
2010年6月17日,時(shí)任俄羅斯總理普京至祖科夫斯基視察T-50時(shí)表示:“這將是一個(gè)可以超越我們對(duì)手F-22的機(jī)器,在機(jī)動(dòng)性、武器系統(tǒng)與航程上”。試飛員波戈丹補(bǔ)充道:“還有士氣?!逼站┗卮穑骸斑@是前提!”筆者認(rèn)為,T-50更為均衡而全面的設(shè)計(jì)的“有機(jī)交互作用”將使其作戰(zhàn)性能遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)觀點(diǎn)的想象。
結(jié)語
讀完本期專題,相信讀者一定對(duì)T-50有了更加全面而深入的認(rèn)知。其既不是“蘇-27的深度隱身改進(jìn)版”,也不是抄襲F-22的“猛禽斯基”。T-50不是一款簡單一兩句話就可以說清楚的戰(zhàn)斗機(jī),因?yàn)樗哂歇?dú)特的“兩面性”:
A面:T-50似乎不那么先進(jìn)。從外形來看,T-50不具備F-22那樣的全向隱身設(shè)計(jì);從航電系統(tǒng)來說,目前俄羅斯尚未有一種AESA雷達(dá)正式服役,所以T-50預(yù)計(jì)搭載的AFAR-X主動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)性能如何尚未可知;從動(dòng)力方面來講,能夠確保T-50實(shí)現(xiàn)超聲速巡航的第四代發(fā)動(dòng)機(jī)依然在研制之中……盡管蘇聯(lián)解體已經(jīng)20余年,但這一事件對(duì)俄羅斯的影響可以說至今猶在;
B面:T-50似乎又很先進(jìn)。T-50通過在氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)上進(jìn)行創(chuàng)新,使自身具有超越F-35甚至F-22的氣動(dòng)性能,而對(duì)特定方向RCS(比如正面)的“精雕細(xì)刻”,使其擁有了十分出色的隱身性能,如果再加上已經(jīng)通過國家級(jí)試驗(yàn)的等離子隱身系統(tǒng),其隱身能力無疑將更上一層樓;360度的紅外探測與光電對(duì)抗系統(tǒng)、L波段AESA雷達(dá)等使T-50擁有了可能超越F-22的主被動(dòng)防御能力;遠(yuǎn)超F(xiàn)-22的巨大內(nèi)置彈艙不僅使T-50擁有超強(qiáng)對(duì)地/對(duì)海攻擊能力,同時(shí)其攜帶超遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈時(shí)甚至具有將隱身戰(zhàn)斗機(jī)在視距外擊落的能力……雖然自蘇聯(lián)解體后,俄羅斯囿于經(jīng)濟(jì)原因在軍工研發(fā)方面的投入嚴(yán)重不足,但傳統(tǒng)航空強(qiáng)國的深厚技術(shù)積淀加上“后發(fā)優(yōu)勢”,T-50與F-22相比設(shè)計(jì)更加合理、更加均衡、更加成熟。
A還是B?其實(shí),很難單純比較T-50與F-22究竟孰優(yōu)孰劣,畢竟一型武器需要在相應(yīng)的體系下才能發(fā)揮出最大效能。如果兩者未來在戰(zhàn)場上相遇,除了自身性能之外,勝敗在很大程度上將取決于雙方的C41SR體系以及多軍兵種的協(xié)同作戰(zhàn)能力等。但需要注意的是,現(xiàn)在我們拿T-50與F-22作比較,其實(shí)是在用兩種相差30年的戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行對(duì)比。俄羅斯可以不斷完善T-50,而美國自然也可以升級(jí)F-22,而對(duì)于后者來說,并非能與不能的問題,而是愿意與否。