苏-75
据塔斯社的报道,苏霍伊公司近期公布了一些苏-75战斗机相关的专利报告;值得玩味的是,在这些报告中,苏-75大量对比了美国在20世纪70年代研发的F-117隐身攻击机,并宣称苏-75克服了大量曾在F-117上存在的缺陷——飞行不稳定、操纵性能差等。
塔斯社报道截图
仅从技术角度而言,F-117确实存在不少总体飞行性能和操纵品质上的问题。这些问题的根源,在于F-117看起来非常科幻感的多面体气动外形设计——这是第一代实用化隐身飞机在当时技术水平下别无选择的结果。
加装吸波层的U-2验证机。
早期坠毁的U-2改装隐身验证机的蜂窝结构吸波层。
电磁隐身技术的发端源于二战后期的潜艇作战,当时德国人试图减小潜艇排气管的信号反射特征,避免潜艇被空中的反潜飞机探测到。正式为飞机开发隐身能力,则要追溯到美国在1956年的彩虹项目,主要针对U-2侦察机。很多我们今天熟知的隐身设计基本原则和电磁信号测量/技术验证思路,在1957年已经被明确提出、或是出现原型;包括但不限于避免外形的直面、直角相交,采用吸波材料。
SR-71“黑鸟”
但是由于技术能力的限制,早期的隐身设计探索并不成功。第一种在设计之初就要求具备隐身能力的飞机是“黑鸟”家族,并且在50-60年代就应用了后来被俄寄予厚望的等离子隐身技术,但实际性能证明,“黑鸟”家族的隐身能力并不成功。
“黑鸟”家族隐身设计失败的原因中,最关键的一点就是:直到80年代之前,对于复杂曲面/深腔结构反射电磁波信号的过程,人类的电磁学水平和雷达水平严重不足,既不能完成大致准确的计算,也无法实现精密的测定。
因此,在吸收U-2改型和“黑鸟”家族的教训后,美国在70年代中期开始研制的F-117攻击机上,采用了以平面反射处理为核心的隐身设计,以牺牲动力性能、气动性能和操纵品质为代价,彻底在飞机上消除复杂曲面和直接暴露的深腔。
F-117
F-117的进气道
这就是F-117的最终外形是由各种平面元素组成的关键;特别是为了遮掩深腔结构的进气道,整个进气口都是用格栅结构盖住的,进气损失很大。
由于F-117时代所应用的技术基础和设计原则,不足以在形成优秀隐身能力的前提下,设计出兼顾飞行性能的战斗机,这是事实——甚至连超声速飞行都做不到。在70-80年代,美国、英国一些飞行员甚至是飞机设计专家,在首次接触到F-117外形时,第一反应都是质疑它能不能飞起来。
F-22的隐身进气道,在超声速下拥有很高的总体效率。
但随着计算电磁学等相关领域研究和工业能力的飞速进步——必须要强调,F-117项目在这个过程中起到了巨大的推动作用;在进入80年代之后,复杂曲面和深腔设计,就不再是隐身飞机在设计上的禁区了。
B-2隐身轰炸机和F-22隐身战斗机都是这方面的典型代表——特别是F-22,实现了隐身性能和高速、高机动飞行性能的良好兼顾。
因此从技术发展的角度来看,一种近十年内研发的新型隐身战斗机,拿F-117作为展示自身技术和性能优势的竞品,实在是颇不合适——尽管从被动隐身能力上讲,F-117的指标在今天依然优秀。
但如果放在俄罗斯的特殊国情考量,这或许又是可以理解的,F-117在俄罗斯航空界甚至已成为一种具备图腾性质的“观念枷锁”。从80年代超大规模集成电路开始大量使用开始,俄罗斯的电子产业和相关领域就开始跟不上世界最前沿了;这不仅仅是硬能力的问题,还包括了思想观念上的问题。
比如80年代,苏联电子专家坚称美国F-18战斗机雷达具备合成口径功能是不可能的,是“美国炮制的假情报”,“这样的机载电子信号处理系统不可能存在”,直到在瑞典接触到同类功能的实物才被迫接受现实。
F-22的AN/APG-77雷达。不破坏隐身能力的探测、通信、电子战能力,是B-2、F-22、F-35研制过程中的核心重点和关键技术难点。
直到21世纪之后,以费多索夫院士为典型代表,俄航空界至少有好几位顶级权威一直对隐身作战飞机持有不信任和抵制的心态。在他们的各种公开采访、评论文章、回忆录、专著中,一方面否认隐身能力的可靠性和真实性;另一方面又喜欢指出隐身设计必然要极大的牺牲飞行性能,而且一旦雷达等机载电子设备工作,隐身性能就会丧失殆尽。
这两个缺陷在F-117上毫无疑问都是存在的,这也是为什么F-117根本没有配备雷达的关键原因。长期以来,俄航空界在争论隐身是否具备实际价值、在航空产业发展和飞机总体设计中应该占据多少比重时,F-117总是一次又一次被拿出来当成典型,用来论证隐身设计的“必然缺陷”。
既想做隐身,又不信任隐身,这是苏-57总体设计的核心问题所在。
毫不夸张的说,F-117在几十年时间内,成为了很多俄航空专家的“观念枷锁”——他们对隐身飞机的认识和态度几乎完全建立在F-117的缺陷之上。而这正是在苏-57飞机上,设计取向显得异常矛盾的根本原因——
“既带有显著隐身特征,又在进气道等关键环节上对隐身的意义和价值并不确信,宁愿舍弃隐身能力也要获取出色的动力性能。”
在苏-75的总体设计上,隐身原则的贯彻显然要比苏-57坚定得多。显然,俄航空界在苏-57之后的近十年中,对于隐身的观念有了相当程度的扭转。这大概就是苏-75飞机专利报告中,强调他们克服了F-117缺陷的关键所在——他们承认了,F-117的缺陷并不等于隐身飞机的根本缺陷。
对于俄罗斯来说,相较于苏-57,苏-75最大的价值也许并不在于技术上的进步,而是观念上的解放。对于F-117“思想枷锁”的解除,是否意味着俄罗斯在隐身飞机研制的道路上已经开始步入正轨?我们拭目以待吧。