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超音速機動性能是F-22的設計重點之一,也是該機與第三代戰斗機的『代差』標志之一。除了前述超巡、超音速加速/爬昇性能外,超音速狀態下的盤旋能力也有明顯提高。有資料稱,該機在M1.7時穩定盤旋過載可達6.5G。考慮到F-15在同等條件下盤旋能力遠遜於此,而蘇-27在M0.9、中空纔達到這個水平,不能不說這是一個相當驚人的進步。
能夠達到如此之大的超音速盤旋過載,發動機是一個重要原因,而同樣重要的還有飛機的超音速昇阻比和配平能力。
關於昇阻比,不難理解。要拉出足夠的過載,機翼就必須產生相應的昇力,伴隨而來的就是誘導阻力的急劇增大(誘阻系數與機翼迎角平方成正比,與機翼展弦比成反比)。如果誘阻系數太大,誘阻增長極快,那麼很快就會抵消發動機的剩餘推力,飛機雖仍可能拉出較大過載,但發動機推力已不足以維持穩定飛行,當年的幻影III瞬時盤旋性能好而穩定盤旋性能差,正是為此。以現代航空技術水平而言,要設計出具有高昇阻比的機翼或者具有良好超音速性能的機翼均非特別困難,但要將兩者合而為一卻非一日之功。這也是F-22足以自傲的一點。
而配平能力則往往容易被人忽略。機翼的高昇力是拉出大過載的基礎,但昇力越大,產生的俯仰力矩也越大。如果飛機自身不能提供足夠的俯仰配平力矩,那麼要麼進入上仰發散狀態而失控,要麼被機翼昇力產生的低頭力矩壓回去,無法拉到需要的迎角。特別是在超音速條件下,飛機焦點大幅度後移,機翼昇力產生的低頭力矩相當大,進行超音速機動需要更強的配平能力。以超音速性能著稱的米格-25,就是由於配平原因而無法進行較大過載的超音速機動——該機超音速平飛時,平尾偏轉就已接近極限,能用於超音速機動的餘量相當小,所以雖然機體可以承受更大的載荷,但M2時的最大盤旋過載僅有3G。
要解決配平問題,一是大幅放寬靜穩定度,將飛機焦點前移。這樣超音速飛行時飛機焦點雖然仍會後移,但距離重心近,產生的低頭力矩相對較小。不過,這樣一來飛機在亞音速大迎角機動時同樣會面臨配平問題——這次是配平機翼產生的抬頭力矩。被媒體過分渲染的近耦鴨式布局,由於鴨翼距離重心較近,配平能力不足,F-16的總師哈瑞·希爾萊克就曾說過:『鴨翼最好的位置是在別人的飛機上。』廣為人知的LAVI戰斗機就始終未能解決大迎角配平問題。因此,在當年ATF方案論證時雖然出現過不少鴨式布局方案,但F-22最終還是選擇了具有較強配平能力的正常式布局,縱向靜穩定度也大幅放寬。解決配平的另一個途徑是采用推力矢量控制(TVC)技術。采用TVC,其主要優點有:在氣動操縱面基礎上又增加了一個配平手段,配平能力自然大幅增強;高速飛行時氣動操縱面偏轉將產生極大阻力,而采用TVC可以起到同樣的操縱效果卻無需偏轉操縱面;TVC並不僅僅是偏轉推力矢量而產生法向分力,強大的發動機噴流將在後機身形成引射作用,產生新的『昇力』增量,同時參與配平。F-22的超音速機動性大幅提高,TVC技術功不可沒。
就超音速盤旋本身的特點而言,其最大優勢體現在日趨重要的超視距空戰中。前面已經提到,在超視距空戰中無論是攻擊還是防御態勢,超巡能力都非常有用,而超音速盤旋能力則是保證攻防轉換順利銜接的關鍵一環。當AIM-120進入自導段時,F-22為了避免進入對方武器有效射程或者衝得太快進入風險極大的近距格斗,需要轉向高速脫離。可以想象,對於F-15這類飛機而言,為了盡快轉向,轉彎前的速度需要保持在其角點速度附近,完成轉向之後再加速脫離,這必然限制其發射AIM-120時的速度,減小了有效射程;或者為了提高有效射程增速到超音速,發射後再次減速,但犧牲了時間。對F-22來說,完全沒有這些麻煩。良好的超音速盤旋能力使之可以在超視距作戰階段始終維持較高的能量狀態,以應付各種突發事件。