瑞典的「鷹獅」單挑蘇霍伊「側衛」,中國的航天事業並不樂觀
薩伯(Saab)公司的「鷹獅」飛機幾乎是創造了一項奇蹟。它在所有的高度上都具有超音速的能力,可以從粗糙的道面上起飛,採用了集成化的航電設備,使飛行員具有良好的空情警覺性,設計時考慮了盡量縮短外場使用時的復飛準備時間,外場只需要少量維護人員。「鷹獅」飛機的機身較小,無論從氣動力還是從結構來講,都是高度複雜的。
70 年代後期,當瑞典空軍編製「鷹獅」飛機的技術要求的時候,是準備用它來替代 Saab-35「龍」和 Saab-37「雷」的,著重強調飛機的「變用途」能力和飛機的空中優勢能力,因此命名為 JAS-39 戰鬥、攻擊、巡邏機。「變用途」是指飛機在執行任務的過程中改變用途的能力;「多用途」要求飛機在執行任務之前按照特定的任務進行配置。JAS-39「鷹獅」飛機的主要目標是截擊接近瑞典海岸的外國飛機。
當時,華沙條約國和北約成員國的飛機經常進人瑞典的領空。具體來講,瑞典空軍希望尋求一種能夠對抗蘇聯的 Su-27「側衛」及其改型機的飛機。據瑞典情報部門預測,在「鷹獅」飛機的服役過程中,Su-27 飛機是它可能遇到的最大的威脅。
由於俄羅斯距瑞典的最近點只有 200km,「鷹獅」飛機不必要設計成為一種大型的雙發飛機——這一點不同於同時代的其它飛機。這種輕型單發的設計方案的直接優勢是減少了飛機的成本,「鷹獅」飛機的出廠成本只有「颱風」或「陣風」的三分之一,但同樣具有良好的機敏性和較小的雷達截面。較小的機身也降低了飛機的耗油率。
JAS-39「鷹獅」飛機的設計論證始於 70 年代,當時政府出資進行了一個論證項目,研究下個世紀的國防需求。該項目的目標是減小戰鬥機的尺寸、降低戰鬥機的費用,而不是提高飛機的性能。
其實,在 1965 年當瑞典考慮 Saab-37「雷」的替代機種的時候,政府的採購委員會認為麥道公司的 F-4「鬼怪」飛機比較合適,但仍有一些缺點。它不能滿足瑞典空軍的作戰需求,使用和維護費用較高,換裝瑞典的綜合控制系統還需要花費更多的費用。
當時瑞典方面就預測,從 60 年代到 80 年代,技術的進步將使飛機的重量減輕一半左右。技術進步的主要方面是:發動機的改進、複合材料的使用、縱向不穩定性與電傳飛行控制技術以及航電技術的發展。現在看來這些預測都是正確的。
當時研究了許多飛機構型,其中包括前掠翼+V 型垂尾、傳統後掠翼+前置尾翼以及各種鴨翼+三角翼布局。瑞典還與許多其它的飛機製造商進行了討論,其中包括英國航宇公司(BAe)、MBB 和洛克韋爾公司。MBB 和洛克韋爾公司當時特別關注過失速機動,但 Saab 公司一直認為在未來作戰中過失速機動不會發揮重要作用。直到今天,這仍然是一個爭論熱點,許多飛機製造商開始認真地考慮矢量推力,使飛機獲得「超機動」能力
Saab2110 方案最後發展為 JAS-39,它採用了鴨翼+三角翼布局和側置進氣道。側置進氣道的方案受到了許多觀察家的批評,但是,Saab 公司認為,該機的機身較長,足以平滑飛機迎角引起的氣流畸變。另外,通用電氣公司的 F404-400 發動機也是一種氣流適應性較好的發動機。項目的早期研究表明,機腹進氣道(像洛馬公司的 F-16 飛機那樣)並不適合機身較小的飛機。
首先,這種布局的飛機前起落架過於靠前,使前後輪距過小,地面操縱性變差。另外,這種布局限制了機身中線外掛物的長度,存在嚴重的外來物損傷的威脅,產生髮動機無法承受的氣流畸變,飛機正面的雷達特徵信號過大。
Saab 公司最後得出結論,採用縱向不穩定和近距耦合的鴨翼+三角翼設計可以獲得良好的機動性、加速性和短距起降能力。這是一種能夠滿足 JAS-39 飛機三種主要用途的理想構型。在初始設計過程中,曾經考慮過採用二維矢量噴管,以提高飛機的機敏性和短距起飛降落能力。
但是,對 JAS-39 來講,最主要的需求是儘可能簡單而廉價的縮短飛機的滑跑距離,要實現這一點,可以使前翼和升降舵產生向下的力,並在 4 個機輪上都採用剎車裝置。因此,JAS-39「鷹獅」最後沒有採用矢量推力。
為了獲得最佳的翼身融合效果,採用了中置機翼布局,這樣也使外掛物獲得了良好的地面間隙。而一般來講,外掛物的地面間隙一直是小型飛機的一個不好解決的問題。由於採用中置機翼,JAS-39 飛機的主起落架安裝在機身上,另外,為了與主翼獲得最佳的氣動力耦合前翼要具有一定的安裝角。
JAS-39「鷹獅」採用切角三角翼,鋸齒形前緣,後掠角 45°。增升裝置由兩組前緣襟翼組成,通過全許可權三餘度電傳飛行控制系統與飛機的升降舵相連。大迎角時,前緣襟翼下偏,可以延遲機翼失速。後緣襟翼向下偏轉時,可以使飛機抬頭,從而提高飛機的機敏性。這一點與傳統的縱向穩定飛機不同,對於縱向穩定的飛機來講,後緣襟翼下偏會使飛機產生低頭力矩。全動鴨翼也是切角三角形,前緣後掠角 43°。
JAS-39「鷹獅」的布局形式的優點之一是,通過同時偏轉鴨翼和升降舵可以產生直接升力。差動地偏轉鴨翼可以產生側向力,結合方向舵的偏轉,可以產生直接側力,而不用改變飛機的航向。在使用航炮進行空對空攻擊的時候,或對地面目標投放非制導武器的時候,這種「非耦合」的飛行模式是非常有用的。
JAS-39 飛機是瑞典研製的全天候全高度戰鬥/攻擊/偵察機。氣動布局採用三角形機翼和全動前翼,機體的大約 30% 採用複合材料,可以減輕重量 25%,可以在所有高度上實現超音速飛行。該機按照一機多用的原則進行設計,同一架飛機可以執行幾種不同的任務。雖然 JAS-39 飛機服役時間不長,但瑞典已經開始對它進行改進。
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