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巴黎航展后的F-35:机动性相比三代机并无显著提高
关键字: F-35机动性落叶飘过失速机动应该指出的是,F-35对机内余油的要求高于常规,这是因为机内燃油同时用作电子系统的冷却。因为隐身的要求,F-35的机体表面不宜开孔太多太大,这使得常规的空调进气和排气成了问题。复材蒙皮散热不好,连依靠机体表面散热都不行。发动机当然发热更大,但发动机的散热主要由喷气带出热量,与电子系统的散热是两回事。
热管理已经成为隐身飞机的重要设计问题,所以美国空军正在研究的三涵道发动机的第三涵道就有热管理的任务,但F-35无法得益于尚在预研中的三涵道发动机。幸好F-35有很大的机内燃油量,较冷的燃油可以用作热交换的冷源,F-35的地勤加油车也因此要求涂刷成白色,还要避免长时间露天停放,以避免高温暴晒使得燃油温度在加入飞机时就过高。
在理想情况下,电子系统的热量通过换热器传入燃油,燃油进入发动机燃烧做功,喷气形成推力,同时把热量带入环境大气。但发动机的燃油消耗是随飞行状态改变的,电子系统的发热量则不随飞行状态改变,所以直接与即将燃烧的燃油换热并不能保证稳定的除热,还是需要与油箱内的燃油换热补充,也就是需要两套换热系统。为了节约系统重量,就直接采用后一方法了。但这样也要求油箱内燃油温度相对稳定,只有依然有足够多的余油才能做到。
因此,F-35的最低机内燃油量实际上不仅取决于着陆规定的余油,也取决于冷却需要,据报道后者的需要量还大于前者。应该指出,冷却需要是针对主动电扫雷达等发热大户,而不是飞控计算机。单纯从飞行安全角度来说,冷却用油不是问题,即使机内燃油低于冷却需要的最低限度,飞行安全依然不是问题,只是雷达、数据链等工作会受到影响,严重时可能当机。
在问答中,没人问及弗林的最低燃油是按着陆规定还是按冷却要求,诺曼也没有提及。估计余油还是按照着陆要求,反正飞行表演根本不需要开启雷达和数据链。
AN/APG-81卓越的性能背后,是越来越大的散热压力
诺曼特意指出,最后的小直径盘旋有7g,这是3I版飞控的容许极限,到3F版就可以提高到9g。这里“I”指初始版(Initial),“F”指最终版(Final)。诺曼可能说的是实话,也可能不是。
当年美国在向伊朗巴列维国王演示F-14的时候,就悄悄在地面启动发动机空转,把燃油烧到勉强够飞行表演的数量,用作弊把推重比与同场表演的F-15拉平,然后做出一系列在战斗重量下不可能做出的超水平机动,看得巴列维的下巴直接摔碎在地上,当场拍板买80架。弗林用不着这样搏命,只要飞控工程师调整几个参数,放宽g限制,降低阻尼,就可以不动声色地开演了。这也不算多少作弊,毕竟3F是要达到9g的,现在只是调试没有完成而已。
但弗林不会有所保留,不会不把F-35的机动性最关键的部分和盘托出。航展给老百姓解闷提气,但这是第二目的。对珠海来说,第一目的是为国争光;对巴黎来说,第一目的就是做生意、拉订单,不赚足眼球这力气就白花了。保密也不是理由,F-35A已经卖给盟国,盟国也有自己的航展,也会卖力向自己的老百姓表演,以表明纳税人的钱用到刀刃上了。洛克希德让盟国的表演盖过自己的风头,这没有道理,也保不了密。
“阵风”在巴黎航展上展示出了丝毫不逊于F-35A的机动性,只有个别动作没有安排(图片来自防务新闻)
饶是如此,弗林手下的F-35A在爬升、横滚、盘旋等基本动作中没有表现出显著优于第三代战斗机的性能。相反,紧随其后的法国“阵风”展现了更加凌厉的基本机动性。F-35A将在巴黎表演,法国人没有理由不使出120%的力气展现“阵风”的性能。
不过弗林的”落叶飘”机动是“阵风”的动作套路中没有的。这是垂直爬升后转入小直径筋斗,改出时用蹬舵使得飞机在掉落中进入过失速但可控的平螺旋,180度后改出,恢复正常飞行。诺曼说,”落叶飘”可以左转或者右转,飞行员可以在任何时候改出,不一定要等到完成180度,但这是第四代战斗机的代表性动作,只有F-22和F-35能做到。可巧,这两架都是洛克希德的战斗机,诺曼这么给第四代战斗机的代表性动作下定义有点自卖自夸,但“落叶飘”把人们的眼光重又拉到过失速机动上来了。
自从普加乔夫“眼镜蛇”和阔恰“钟摆”之后,过失速机动似乎成为俄罗斯战斗机的招牌动作。F-22在美国战斗机中首次展现了过失速能力,F-35则是第一架没有推力转向而具有显著的过失速能力的美国战斗机。过失速指速度过低、迎角过大的超常状态,此时机翼不再产生升力,襟翼、副翼、平尾、垂尾等气动控制面的控制效率也急剧降低。推力转向能重建一定的控制能力,但无推力转向的战斗机能有效、可控地做过失速机动动作是气动和飞控设计强悍的标志,也显示出发动机对进气畸变的宽容。
传统上,美国战斗机较少重视过失速,苏联也未必是刻意追求,反而是在极限测试中偶然发现的。作为航展噱头,“眼镜蛇”和“钟摆”赚足了眼球,但战术价值一直受到质疑。
过失速不仅意味着丧失能量,更意味着机翼丧失升力,因此所有过失速机动都是在不同程度的“挣扎”中完成的。这是高度不稳定的过渡过程,打开武器舱门、发射武器引入额外的不利扰动,可能进一步加深失控状态,危及飞行安全。这好比悬崖飚车,在四轮漂移的同时,还要开窗、探头、拔枪射击。作为电影镜头,这很好看;对于最高超的试飞员,这甚至可能做到,但也是在没有敌人导弹瞄准的情况下,而且要装上阻力伞那样的额外安全措施,避免不可收拾的失控。但作为典型战术动作,这是不现实的期望。
英国皇家空军想象中的VIFFing机动实战,至今还处于想象中
事实上,英国皇家空军在70年代对类似的问题早就悄悄做出结论。BAe早就鼓吹“鹞”式可以用非常规机动在空战格斗中占优。“鹞”式的推力转向本来是垂直起落用的,但可以在空空悬停、转向、抬头、低头等,还能在这些状态下发射翼下的“响尾蛇”空空导弹。这种机动成为“前飞中的推力转向”(简称VIFFing)。
为了验证VIFFing概念,皇家空军用一架老式的“猎人”战斗机与一架“鹞”式作空战格斗验证飞行,结果“猎人”不与“鹞”式缠斗,而是高速掠飞后,在爬升中滚转,然后俯冲,把还在VIFFing中手忙脚乱的“鹞”式当作固定目标打,一而再,再而三,打得“鹞”式没了脾气。
这还是在红外制导空空导弹必须抢占6点钟位置才能发射的时代,但BAe和皇家空军很不满意,换人再上。第二个飞行员“奉旨落败”,皆大欢喜,于是VIFFing的神话作为“鹞”式的促销得以流传,甚至有说法成为马岛战争中的得胜法宝,尽管实战中并没有这样的记录。
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