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徐勇凌:F-22特技表演动作剖析
2011年10月24日 16:06:20  来源: 新华网 【字号 收藏打印关闭

    低空9G过载盘旋穿越观礼台

    低空大过载盘旋通场会在比较大的速度下完成,尤其是常规飞机如果速度不够就无法达到9G过载,而9G也是通常的飞行员生理极限。在观礼台上空完成9G大过载盘旋,所要达到的就是震撼的效果。

    与常规飞机不同,F-22可以在相对较小的速度下完成9G过载机动,原因还是它有矢量推力的支撑。但为了达到呼啸的震撼力,飞行员依然会选择700公里/小时左右的速度,由于F-22的大推力穿越是需要防止的是速度过大甚至超音,因为在低高度超音会形成巨大的破坏力,这在和平时期是被各种条令法规严格禁止的。

    进入观礼区之前飞行员要确认速度在可控的范围,而高度则达到了惊人的100米(这完全是出于对观众安全的考虑),为了达成盘旋的震撼效果,飞机从观众的后方穿越并突然出现在观礼区,随机迅速形成9G的过载,此时飞机在巨大推力的推动下,以很大的速度迅速旋转,机头在矢量推力作用下向被什么东西牵着一般,迅速地扭转,而轨迹也迅速变化,仿佛一瞬间F-22就完成了360度的水平机动。与满行程小速度盘旋不同的是,9G过载不是为了展示盘旋半径有多小,而是展示飞机完成盘旋的速度有多快,伴随着发动机和速度的呼啸声,观众在震耳欲聋的轰鸣中看见的是F-22的华丽转身,如此迅速、如此的桀骜不驯。

资料图片:F-22在观礼台上空完成9G大过载盘旋,所要达到的就是震撼的效果

    9G过载是“几何空战”、“能量机动”的秘籍所在,在传统的近距空战中拼的就是飞机的过载机动能力。而在这一传统空战领域,作为四代机的F-22,展示的是意义截然不同机动,对F-22而言,能量不再是必不可少的机动之源,随着矢量推力技术的引进,近距格斗进入了一个全新的时代——超机动时代。

    F-22并非无所不能

    F-22毕竟是人类第一种实现超机动的现役飞机,其隐身性能的优势更是独步天下没有对手。在我们还无法做到更好的情况下,我不想去“揭露”所谓F-22的“缺陷”,但作为一个军事飞行的探索者,我必须真正弄懂有什么是F-22做不到的!

    从某种意义上讲,任何设计师都无法设计出一款十全十美的飞机,完美总是相对的。从整合设计的角度分析,一款飞机总是试图突出设计者所想要的性能,而对一些并不重要或技术上难以实现的性能要求,只能弱化或者放弃。

    尽管在军机技术领域美国人已经遥遥领先,但从F-22身上我们依然看到了美国人的无奈,那就是矢量推力技术。其实,要使发动机的喷流发生偏转并不难,难的是如何精确而有效地控制喷流方向,并确保工作的绝对可靠性,在矢量喷口技术这一领域,技术的复杂程度出乎我们的想象。俄罗斯人在矢量推力方面的探索超过了20年,由于从一开始他们就选择了转向喷口技术,俄罗斯人一直在矢量推力技术上处于领先地位,而美国人从当年的X-31开始就选择了喷流舵面技术,这种技术的控制虽然简单,但却无法做到全向控制。F-22为了实现隐身性的要求,从设计之初就确立了俯仰方向的推力转向,而在横侧推力方面则只能有喷流舵面来控制,这样做尽管技术上实现起来比较容易,但与飞控系统的交联就相对复杂,为了减小风险他们只能简化控制模式,在俯仰操控方面飞发完全交联控制,而在横侧操控方面发动机只起到辅助的作用,这就大大限制了F-22水平超机动性能。例如,全向矢量喷口的米格-29OVT可以做小速度、甚至0速度下的无半径和小半径水平机动,在复合机动中可以任意发挥随心所欲,而F-22只能在俯仰机动中做到“随控操纵”,在水平机动中只能中规中矩,做相对比较规范的小速度小半径机动,任意状态下的无半径机动是无法完成的。

资料图片:美国的X-31开始就选择了喷流舵面技术,无法做到全向控制

    无半径水平机动并非花拳绣腿,在近距格斗中水平机动性的“随控操纵”可以在飞机状态变化不大的情况下,迅速实现机头指向,这种敏捷性对于近距格斗具有重要的战术意义,F-22由于在水平方向无法做到随控机动,其超机动性能大大缩水,但这也是无奈的,因为,现在美国人还无法做到隐身与全向机动的融合,因此,只能局部放弃对水平机动性的要求。

    F-22在超机动领域的技术优势,是世界其他现役军机无法比拟的,相对于俄罗斯人在矢量推力技术上的优势,美国人在发动机推力和可靠性方面优势明显,作为一款推重比远远大于1的四代机,F-22除了实现超机动外,其超音速巡航和小速度机动性能都是独步天下的。从F-22表演飞行的设计规划中,我们也看到了美国人科学、严谨的作风,这是美国空军飞行文化的特色,这一点值得我们借鉴与学习。

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( 编辑: 郑文浩 ) 【字号 打印关闭
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