
T―50战术技术特性总体检.doc
22页T-50战术技术特性总体检关于T-50的飞行性能,目前只知道其最大速度为马 赫数2、起飞滑跑距离300〜400米,最大起飞重量约35吨 网络信息指出T-50拥有超过4000千米的亚声速航程(4300 千米,带2个副油箱则为5500千米)以及2000千米的超声 速航程不过由于网络上的数据多属推估,即使是俄文网站 的数据也是基于有疑点的空重数据进行推测,因此本文不予 取用,仅进行有根据的分析据笔者研究,T-50的空重应在15-16.5吨,发动机推 力15000千克力,据此估计其起飞重量与推重比应与苏-35BM 相当,即约25吨的正常起飞重量正常起飞重量应超过空 重的1.5倍,推力空重比1.81,正常起飞推重比约1.2,空 战推重比约1.4这些指标即使与F-22相比都不逊色,更在 其他战机之上飞行性能与苏-35BM对比看T-50的性能T-50的飞行性能与苏-35EM相比也有消长现象,其推力 与推重比应超过苏-35BMo高后掠机翼的亚声速气动效率可 能不如苏-35BM的部分可由增加的推重比补偿,高后掠机翼 的升力效果可能不如苏-35BM的部分则可由较大的翼面积 (含升力机身)补偿(两者都采用升力体布局因此可直接以 含机身部分的翼面积作比较,苏-35BM是62平方米.T-50则 达80〜90平方米)。
而大后掠角与可向下大幅偏转的“适形 前翼”能增大失速迎角、在高迎角下提供稳定进气、控制两 边涡流的不对称性等,相当于提升战机“先天的高迎角能 力”,而全动垂尾与三维矢量推力则提供额外的控制性,使 得T-50的高迎角性能极为优异,这除了意味着飞行性能进 一步得以提高外,也表示即使在本来不灵巧的状态,如高高 度、低速度、大酬载等状态下仍能“压榨”出很高的飞行性 能此外,由于航电技术的进步使得T-50不必以牺牲结构 强度为代价换取航电性能,因此应该像苏-35BM -样,将10 吨级燃油当作货真价实的内燃油使用(而不只是内燃油+内 建副油箱),且即使在28吨左右的重武装状态下也能具有相 当于苏-30MKI的过失速机动能力与"幻影” 2000的飞行性 能相当值得注意的是,虽然T-50与苏-35BM -样都具有超 机动能力,但苏-35BM的超机动性主要是靠控制系统与矢量 推力来确保,其气动设计并未考虑超机动性,只是碰巧具有 很出色的失速后恢复能力,所以成为三代机中超机动性的先 行者相比之下,T-50除了具有支持超机动性的控制系统以 及矢量推力外,在气动力设计上T-50从一开始就考虑了矢 量推力失效情况下的超机动控制,进气道90度迎角时仍能 提供足够的低头恢复力矩,而全动垂尾则提供足够的偏航控 制能力。
因此可以预料T-50的超机动性会超过苏-35BMO与F-22对比看T-50的性能开加力燃烧室时的比较在这里有必要稍微了解一下F-22的重量与推力演进在当初YF-22的时代,其设定是空重约14000千克,发动机 推力约13000千克力,巡航速度马赫数1.5稍后可能是发 现推力不能够满足需求,因此提升至15918千克力然而, 后来因为考虑到长时间超声速飞行的安定性问题,将许多复 合材料部位更换为钛合金,因此重量不断攀升,依据洛克希 德•马丁官网以及美国空军官网的资料,F-22的空重高达 19700千克,而发动机推力仍为15907千克力据此换算, 其推力空重比仅1.61,甚至低于F-15.EF-2000和“阵风” 然而,这些数据不能排除有"欺敌”的成分,因为如果推重 比如此不足的话,发动机不太可能十几年不改进以补偿曾 有消息指出,F-119的起飞推力已提升至16780千克力或 17300千克力,若依此计算则推力空重比约1.7或1.756o 反观T-50,在推力15000千克力的情况下,推力空重比约 1.81〜2,即使空重达17吨,空机推重比仍有1. 76O由此估计,在相同的酬载比例下,T-50的推重比超过 F-22的可能性很高,这将反映在它的加速能力上。
在考虑使 用加力燃烧室的情况下,T-50很可能在绝大多数情况下胜过F-22o 不开加力燃烧室的比较与超声速巡航能力不过,F-22更注重不开加力燃烧室时的性能,换言之应 该分析的不只是最大推力时的推重比,而是使用军用推力时 的推重比官方网站并没有公开F-119的无加力推力,不过 由旁通比0. 3的发动机最大推力约为军用推力1. 5倍来估 计,其应在11000〜12000千克力(旁通比0.2〜0. 3的AL-41F 在最大推力17500〜18000千克力时,军用推力应为12000 千克力)AL-41F1的军用推力如果取9100千克力,则为 F-119的0. 758〜0. 827O T-50空重如果取15〜16. 5吨计算, 则为F-22的0. 761〜0.838据此估算,「50的无加力推重 比约为F-22的0.9〜1. 08o由此估计,在相同酬载比例、不开加力燃烧室状态下, T-50的亚声速推重比与F-22相当,然而进入超声速后, AL-41F1旁通比较大使得军用推力较小,推重比应逊于F-22 但另一方面,T-50的大后掠机翼以及可调进气道等有利于超 声速的设计可在一定程度上补偿推力的不足,因此在T-50 的巡航速度范围内,T-50是否会输给F-22仍有讨论空间。
比较可以确定的是,采用较多复合材料的T-50恐怕无法像 F-22那样达到马赫数1. 72的巡航速度若以早期F-22的数 据来模拟,则T-50的巡航速度可能就在马赫数1.5 (注意这 是非常粗糙的模拟,因为巡航速度主要取决于推力与阻力, 而不是推重比)更多燃油确保长时间超声速机动以上提到T-50的巡航速度上限应在马赫数1.5而不超 过马赫数1. 72,主要是考虑军用推力大小与复合材料长时间 耐高温能力的结果T-50的大后掠机翼与可调进气道等设计 可能拥有比F-22更高的超声速气动效率,当T-50打开加力 在更高的超声速速度下短时间飞行时,其超声速性能便可能 超越F-22 (即使它也打开加力)o T-50的燃油分率应该很大, 可能达到苏-35BM的等级(试飞员便表示,T-50比苏-27更 小,但燃油更多),达0. 4O F-22的内燃油如果取官方数据 8200千克计算,则燃油系数为0. 29o如果放宽假设为10000 千克,则燃油分率约为0.34这便允许T-50在航程相当的 情况下还可以更长时间地使用加力燃烧室(除非耗油率相差 很多)这样一来,T-50在作战阶段(空战与突防)的速度 特性就未必逊于F-22,仅能确定在以超声速巡航赶赴战区期 间F-22的速度较高。
不拼极限,强调均衡巡航速度的差距未必是缺点,这也可能是各项参数取舍 的结果F-22追求极高的巡航速度(马赫数1.72已相当于 很多战机的最大速度)固然带来许多战术优势,但却要付出 大量增重的代价然而超声速巡航带来的部分战术优势在 T-50 也可由其他手段获得,例如:1)巡航速度越高导弹射程越大,而T-50却可以大弹舱 内携带的大型导弹补偿甚至超越:2) 高巡航速度可以提高穿透打击时的突防能力,但T-50 有射程更远的内置武器如果在更远的距离发射,即使其巡 航速度不及F-22,安全性也仍然很高:3) 如果真的必需马赫数1.72以上的速度时,T-50可干 脆使用加力燃烧室,此时其推重比便超越F-22而由于T-50 的燃油分率较大,因此即使使用加力燃烧室的时间稍长一 些,航程也不一定小于F-22O总结以上,整体而言T-50与F-22的飞行性能模拟如下:1) 在使用加力燃烧室时T-50推重比应超过F-22:2) 在亚声速不开加力时T-50推重比与F-22相当:3) 超声速巡航时T-50推重比应逊于F-22但可依靠气 动力效率补偿,因此在T-50巡航速度以下其未必逊于F-22:4) T-50巡航速度应不超过F-22的马赫数1. 72:5) 巡航速度不及F-22的弱势有一部分可依靠其他特点 (如大型武器)补偿,一部分固然无法补偿但换来了更轻的机体。
换装第二阶段发动机后飞行性能展望在配备真正的第四代发动机后.T-50的推力会比F-22更 大,搭配其适合髙速飞行的外形,届实其巡航速度便可能超 过F-22,但由于其表面有70%是复合材料,因此除非其复合 材料在高温下的稳定性很强,否则到时候可能也得像F-22 一样改用金属材料顺便一提,F-22在早期试飞中曾出现其不开加力但伴飞 的F-16却要打开加力燃烧室才跟得上的记录这项能力意 味着F-22即使不开加力也足以与打开加力的上一代战机进 行空战,同时又具有较低的红外信号特征等优点,可说具有 很大战术价值然而这项特性已不适用于当今的F-22:当时 的F-22军用推力仍在11000〜12000千克力,空重14〜16 吨,即无加力空重比1.375〜1. 71,而F-16C/D在最大推力 下的推重比为1. 35〜1. 5(推力取12150千克力,空重取8〜 9吨计算),换言之,当时的F-22在与F-16相同的酬载比例 下,无加力推重比已与后者打开加力时相当然而当前的 F-22无加力空重比约1. 11-1.21,已不比当年据此估计, 在亚声速时不开加力的F-22已无法与打开加力燃烧室的上 一代战机相比。
T-50的空重大致在苏-27基本型的等级,然而由于 AL-41F1的军用推力相对较小,无法达到早期F-22那种不开 加力的推重比但在未来换装真正的四代发动机后,除了推 力增大外还可能缩小旁通比或采用变旁通比设计,因而具有 较高的军用推力,这样将有机会重现早期F-22那种“不开 加力便达到上一代战机加力推重比”的境界官方说法俄空军总司令泽林上将在2012年曾表示,经过分析, T-50在速度(最大速度与巡航速度)、推重比、航程、最大 重力负荷等参数上超越美制F-22、中国歼20等外国对手 他并表示,虽然T-50与F-22.歼20尺寸与重量相当,但具 有更短的起飞滑跑距离,而且航电系统似乎也更好航电与武器T-50航电与武器的“有机结合”源自苏-35BM,因此可 基于苏-35BM的研究为基础,参考隐身性能、新式武器、弹 舱空间后略做修正航电性能的消长作为下一代战机,T-50的航电性能相对于苏-35BM理应 有增无减,例如机上传感器数目是苏-35BM的好几倍而构成 更强的“智能蒙皮”,配有完善的主动相控阵天线与整合式 无线电系统,在光电系统上除苏-35BM已有的前视探测器与 分布式感应器外,还增加了主动光电防御装置。
而中央系统 在架构上已追上美系"大一统设计”与”高速数据干线” 架构在这之中,侧视X波段雷达、:L波段雷达、主动光电 防御系统都是包括F-22、F-35在内的西方最先进战机所不 具备的侧视与后视X波段雷达对战斗机类目标的探测距离估计 约100〜200千米(视口径与单元功率而定),对空空导弹预 警距离约24〜50千米分布式光电探测系统的探测距离可 能也在50千米(米格-35的OAR-U数据)以上而AFAR-L 在100度范围内也应可警戒约16千米内的来袭导弹这样 的探测距离在对传统战机的视距外火控、对导弹的预警、对 低可视度目标的视距内战斗都已相当足够,侧视雷达在此理 论上可与分布式光电系统互补:在需要电磁静默的情况下仅 使用分布式光电系统,在必要时使用侧视雷达搭配,从而在 更远的距离取得完整追踪数据,这甚至有助于发展以空空导 弹反空空导弹的技术特别是T-50还有101KS-0主动光电 防御系统,其应可用来破坏来袭导弹的光电导引头,甚至如 果它也具有精确定位能力的话,便可以不靠侧视雷达而完全 靠光电系统对球状周围的目标作出精确定位主雷达相对于苏-35BM则有消长现象AFAR-X可能保持 lrbis-E的探测距离并增添许多lrbis-E所没有的功能。
不 过,由于AFAR-X比lrbis-E的天线笨重许多,短期内并没 有采。
