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蘇-57戰機尚存設計缺陷,難敵美F-22

原標題:蘇-57戰機尚存設計缺陷,難敵美F-22


綜合參考消息網



圖為敘利亞當地居民在赫梅尼姆空軍基地附近拍到的2架俄軍蘇-57隱身戰機飛抵畫面。


以隱身性能和超音速巡航等先進性能為特徵的第四代戰鬥機,一向是各國軍隊、軍工科技行業乃至軍事愛好者普遍關心的熱門話題。然而,由於隱身戰機的研發成本和技術門檻較高,因此除美國和中國研發的第四代戰機外,目前尚無第3個國家研發的隱身戰機投入現役。近日,俄羅斯空天軍4架尚在試飛中的蘇-57隱身戰機飛赴敘利亞赫邁米姆空軍基地進行實戰測試的新聞成為全球各大媒體關注的熱點。俄軍為什麼將這種連國家試驗都尚未完成的最新戰機部署到前線呢?

獨家視頻:首次海外實戰!俄蘇-57隱身戰機飛赴敘利亞測試


《今日俄羅斯》網站於2月26日發布的消息稱,蘇-57此次部署敘利亞,主要是要在「半實戰環境」中測試其雷達及其他航電系統,武器系統並非試驗重點。俄軍事專家阿列克謝·列昂科夫日前評論稱:「配備了N036『松鼠』相控陣雷達的蘇-57,作戰性能將超越美國現役的F-22和F-35隱身戰機」。據悉經過測試後,俄軍技術人員似乎對蘇-57的雷達系統十分滿意。



圖為以色列ISI地理信息公司的衛星於2月23日拍攝的俄駐敘赫邁米姆空軍基地衛星照片,可見2架蘇-57隱身戰機與蘇-35S重型戰機並排停放在停機坪上。


俄軍事專家阿列克謝·列昂科夫評論稱:「蘇-57裝備的N036雷達(實際上他指的應該是Sh121多功能雷達系統,包含3部X波段相控陣雷達)可以為飛行員提供近360度態勢感知能力,蘇-57全方位多角度布置的雷達天線系統可使美軍F-22和F-35的所有隱身創新失去效用」。不難看出,這位專家對蘇-57的雷達和航電系統雖有誇大之詞,但就目前公開資料來看,蘇-57在反隱身戰機探測性能方面與傳統俄制戰機相比的確有了質的飛躍。


蘇-57是俄羅斯蘇霍伊設計局本世紀初(2002年左右)開始研發的單座雙發隱身多用途重型戰機,脫胎於俄空天軍的PAK-FA(「未來前線戰鬥機系統」的俄語縮寫)項目,首架原型機於2010年1月成功試飛,截至2017年9月已製造了11架原型機(其中4架派往敘利亞)。



圖為俄軍方於2017年9月公開的最新一架蘇-57(單機編號511,即第11架原型機)原型機照片。


蘇-57航電系統中,起到核心作用的是Sh121多功能雷達系統,由3部X波段「有源相控陣雷達」(AESA)組成,包括一部布置在機頭位置的用於前視探測的N036-1-01型AESA,以及2部布置在前機身左右兩側的N036B-1-01型側視AESA(用於補充X波段前視雷達的盲區,起輔助探測作用)。


圖為俄軍公開的蘇-57搭載的多種雷達系統,從左至右依次為N036L-1-01型L波段雷達(負責探測敵軍X波段隱身戰機及敵我識別),N036B-1-01型X波段側視雷達(輔助探測,用於補充X波段前視雷達的盲區)以及N036-1-01型X波段前視雷達(主要探測)。


俄軍公開數據顯示,Sh121雷達系統的最大探測距離超過400千米,可同時跟蹤60個空中及地面目標,並對其中16個目標實施同步攻擊。除3部X波段雷達外,蘇-57還在兩側主翼前緣上裝有2部N036L-1-01型L波段雷達,除用於探測能在X波段隱身的敵軍隱身戰機外,還起到敵我識別功能,可以看作是X波段雷達的輔助探測手段。



蘇-57全外掛地面測試資料圖


如果單從搭載的雷達種類和數量看,蘇-57可能比F-22率先實現了「智能蒙皮」共形天線技術(最初由美空軍於1985年提出,將不同波段的雷達天線集成嵌入到戰機的蒙皮系統內部,不僅能將機載雷達的探測和通信距離提升5倍以上,還能有效減少戰機的飛行重量和飛行阻力,同時降低雷達反射面積),但其應用仍晚於美軍的F-35。


除上述5部雷達外,蘇-57還配備了俄制戰機的傳統感測器,即位於座艙前方、機頭附近的OLS-50M紅外搜索與跟蹤感測器(簡稱IRST)。按俄軍宣傳,蘇-57利用該系統,可在雷達不開機的情況下,從遠距離探測和鎖定敵軍戰機。


另外蘇-57在全動垂尾上還搭載有最新式的L402「喜馬拉雅」新型電子對抗系統,俄軍稱該系統也可用於「破解美軍的隱身戰機優勢」,但詳細技術細節尚未公開。可見俄軍在強化蘇-57的反隱身戰機作戰方面已經達到了空前的高度,但在實戰條件下對美軍F-22和F-35能有多大效果仍需檢驗。



圖為蘇-57啟動AL-41F1發動機後燃器特寫照,仍採用俄軍戰機傳統的全向軸對稱推力矢量噴口,儘管空戰機動性能強,但不利於紅外隱身。


儘管在反隱身戰機探測方面下足了「功夫」,但蘇-57自身仍存在著多項致命的設計缺陷,很可能導致其在還沒探測到F-22的情況下就被對方遠程鎖定。

首先是蘇-57並未採用4代機標誌性的S形進氣道設計,即進氣口與發動機不在同一軸線上,可防止雷達波直接照射發動機葉片形成凹腔反射,提升隱身能力。


從對比照片上可看出,美軍F-22採用了S形進氣道設計,從正面無法看到發動機葉片,而蘇-57則仍採用常規進氣道,渦扇發動機葉片清晰可見,經雷達波照射時會形成致命的「凹腔反射」(除了在反射過程中被進氣道壁面吸收的部分,進入凹腔的雷達波會完全反射回入射方向,形成強烈的雷達回波)。



左小圖F-22採用的S形進氣道,而右小圖的蘇-57則仍採用常規進氣道,渦扇發動機葉片清晰可見,雷達波照射時會形成強反射特徵,後者是隱身戰機的「大敵」。


做個形象比喻,就像人對著井裡吼一聲,回聲出奇地大,遠遠超過對著同等距離的牆面吼一聲的回聲。發動機進氣道恰好是這樣一個凹腔,在凹腔的底上,還有和前進方向垂直的發動機正面,會進一步加強雷達反射。而高速旋轉的發動機葉片會形成有規律的回波,很容易被敵方雷達捕捉到。雷達甚至可以通過對葉片的不同轉速來識別戰鬥機型號。對於隱身戰機來說,進氣道隱身是頭等要務,沒了這個,一切免談。


另一大劣勢是蘇-57目前使用的AL-41F1渦扇發動機,其仍採用俄軍戰機傳統的全向軸對稱推力矢量噴口,儘管能提供較強的空戰機動性能,但會令蘇-57後半球的紅外隱身性能大打折扣。而美軍F-22隱身戰機採用的二元推力矢量噴口則在兼顧推力矢量性能(會損失部分能量,但屬於可接受範圍)的同時,保證了後半球的紅外隱身性能,不論是設計理念,還是實際性能都要優於目前蘇-57使用的AL-41F1發動機。



儘管俄軍於2017年10月公開的其為蘇-57研發的最新的代號「產品-30」的渦扇發動機照片上,顯示其噴口採用了鋸齒設計,隱身性能略有提升,但與二元推力矢量噴口相比仍存在差距。


最後是蘇-57的武器系統設計。除一門30毫米GSh-301固定航炮外,蘇-57可搭載總計10噸的包括空空導彈、空地導彈、制導炸彈在內的各種武器彈藥,例如射程超過193千米的K-77M遠程空空導彈,以及射程超過140千米的Kh-58UShKE高速反輻射導彈等。


蘇-57的載彈量與F-22幾乎不相上下,但從外形上來看,蘇-57的狹長形內置彈艙空間十分有限,估計只能搭載4枚空空或空地導彈(F-22則最多可搭載6枚AIM-120C空空導彈),而位於進氣道兩側的武器艙是否存在,還是一個謎。而其大部分能搭載的武器仍要通過翼下外掛,無疑對蘇-57的隱身性能又要大打折扣。


俄方製作的蘇-57所能搭載的大部分武器彈藥CG效果圖


綜合來看,目前仍處測試階段的俄軍蘇-57在整體作戰性能上實際要落後於美軍F-22戰機,尤其在隱身性能方面,最多只能勉強符合「准隱身戰機」的標準,距離俄軍專家所說的「全面超越F-22和F-35」仍有相當長的距離。


由於近期在敘利亞戰區活動的美國和以色列空軍都擁有F-22和F-35隱身戰鬥機(其中以色列只配備有F-35I隱身戰機),美軍的F-22更從2014年以來就在敘利亞多次執行作戰任務。因此,蘇-57近期的部署行動也引起了輿論對於這型戰機進行戰區部署的動機用意的猜測。此前即有國內媒體認為,由於美國和以色列在該戰區均部署了隱身戰鬥機,而俄軍在敘利亞的戰機卻以第三代戰機如蘇-30SM,甚至更陳舊的蘇-24M戰鬥轟炸機和蘇-25攻擊機為主,因此目前俄空天軍在敘利亞的空中優勢受到了美以空軍的技術挑戰。在這種情況下,俄軍才匆匆將尚未正式列裝的蘇-57戰鬥機調往敘利亞,與F-22和F-35等戰機進行對抗。而在美、以、俄三國隱身戰機匯聚敘利亞空域,三國又因庫爾德問題、敘政府軍和以軍的作戰問題等齟齬不斷的情況下,美俄最新型戰鬥機的遭遇甚至發生空戰的可能性正在不斷增大。


儘管從俄軍在敘利亞所遭遇的技術挑戰來看,這種推測不無道理。不過,由於美俄雙方目前在敘利亞均以維持和鞏固既得利益為目標,且雙方也在極力避免美俄直接發生軍事衝突,因此美俄空軍隱身戰機發生的空戰的可能性較低。至於近期非常活躍的以色列空軍,其裝備的F-35I戰鬥機尚未形成戰鬥力,因此也不會與蘇-57發生正面接觸。從上述情況看,蘇-57在敘利亞應主要發揮象徵性的威懾和力量平衡作用,投入實戰的機會有限。


蘇-57戰鬥機的研發現狀,也使其難以在空中作戰中發揮顯著作用。據美國媒體報道稱,蘇-57戰鬥機在研發過程中遭遇的多次進度拖延,且尚未完成作戰性能測試的情況,顯示該型戰機的技術性能仍處於不穩定的狀態。同時,目前正在執行測試飛行任務的蘇-57戰鬥機在雷達、火控系統和其他電子設備方面也處於「簡配」狀態,許多用於作戰的航電設備尚未完成安裝。此外,據曾參與蘇-57戰鬥機研製項目的印度軍工部門的消息稱,蘇-57在近期仍存在發動機可靠性較低,新型雷達功能不完善以及隱形功能設計失當等諸多問題。另據俄羅斯媒體分析稱,由於蘇-57尚處於測試階段,因此該戰機的技術手冊和作戰條令也尚未出爐。在技術性能存在問題,航電設備未全部安裝且缺乏技術和作戰規範的情況下,蘇-57戰機能夠發揮的實際作用也是極為有限的。

那麼,在技術條件非常不成熟的情況下,此番蘇-57倉促飛赴敘利亞,或許蘊含了俄軍通過貼近實戰化的測試飛行,來加快蘇-57戰鬥機的性能改進、技術磨合和作戰規範的生成進度的期望。此外,對在敘利亞空域活動的美以隱身戰機的觀察和接觸,也為蘇-57提供了具有參考價值的現實「樣板」。儘管蘇-57目前仍存在諸多問題,但在敘利亞戰場獲得的經驗或將對其列裝服役頗有助益。

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