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[武器展望] 再来看看苏霍伊的苏-75“将军”

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 楼主| 发表于 2025-7-24 00:45:36 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2025-7-23 11:38 编辑   i4 E; D8 |# Z- y0 _: n, l

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苏-75名为“将军”(Checkmate),但这不是名词“将军”,而是动词“将军”,就像下棋时出棋绝杀时说的。苏-57在2021年推出全尺寸模型的时候,轰动一时。几年下来,没消息了。估计俄罗斯没钱推动,外国金主又没有出现,苏霍伊只好搁置。要不是近来有“库兹涅佐夫”号的风波,可能没人想得起来世界上还有过苏-75这回事。
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“库兹涅佐夫”号到底是继续砸钱修复,还是就此凉凉,现在什么说法都有。俄罗斯海军养不起这样的大型航母,大型航母与俄罗斯海军在可预见将来的需求和海军战略也不符合,所以凉凉的可能性很大。俄罗斯海军未来要是重走航母之路,也可能是更小的中型航母,比如印度“维克兰特”号的级别。更加可负担,也更加适配俄罗斯的需要。
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/ M* V& ]- N6 C& ^- a在舰载战斗机方面,苏-33肯定凉凉了。太大、太重,也早就停产,重启的代价太大,也不值得。米格-29K的问题小些,但也落后太多。苏-75实际上成为唯一选择。
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5 @6 d3 }+ f; l* C! ^  u现在谈苏-75复生还太遥远,但这不妨碍苏-75实际上是个挺有意思的设计。$ Y4 n, l6 U: @1 s/ d* |7 h5 T2 B

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7 D2 ?! ^# b; x* e- S) k! n苏-75比苏-57小一号,但载弹量并不少,可在机内携带3枚中距弹和2枚近距弹,另有6个外挂挂点,内外可携带7400公斤。最大速度达到M1.8,航程2900公里。最大过载为9g,作战升限16500米。
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苏-57采用大面积的带点后缘前掠的截梢三角翼,机翼平面形状和苏-57差不多。尾翼不再是传统的四翼面形式,而是V型。与苏-57一样,尾翼是全动的。单台涡扇发动机与苏-57的“项目30”一样,正是型号为土星AL-51,加力推力达到161.9kN。
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苏-57设计中,最特别的是进气口。这张大嘴很容易使人联想起波音X-32。6 b; k; e* l2 J$ }+ q9 z! B* {9 S
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在某种程度上,苏-57、波音X-32、成飞歼-10C都有点远亲关系,但三者因为完全不同的理由走成了亲戚。; D0 G! {) v$ W, u: O3 L& h5 z$ O3 S
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波音X-32的设计围绕STOVL要求。STOVL的难点之一是垂直升力,难点二是姿态控制。波音X-32大体延续了BAe“鹞”式的思路,但把“四立柱”原理改称“双立柱”外加“拐棍”。“四立柱”本身就同时提供垂直升力和姿态控制,问题是这使得发动机设计高度别扭。为了“四立柱”,罗尔斯-罗伊斯“飞马”发动机像个趴着的乌龟,从压气机引出左右“前支柱”的喷气,尾喷口也分叉,形成左右“后支柱”。这使得“鹞”式不仅注定是单发战斗机,而且没法采用加力推力等常用技术。“四立柱”也要求“飞马”的压气机出力很大,在“前支柱”在巡航状态下关闭是,成为涵道比1.2的“高涵道比”战斗机发动机,有利于省油,不利于减阻。特异的喷口设计也阻力较大,不利于“鹞”式提高速度。这是60年代以后世界唯一的亚音速战斗机。; k' P& V0 B* s: X, V9 s
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6 \3 V" c" e1 @7 x# @波音X-32不仅把“四立柱”改为“双立柱”,还对发动机-STOVL专用系统全面重新设计。发动机本身改为简单的单一尾喷口,用导流板控制喷流转向,形成左右双推力,导流板控制向下和向后的推力分配,尾喷管再次分为左右,而且都可上下偏转,用作俯仰和横滚控制。部分喷气导向翼尖,提供额外的横滚控制。还有部分气流导向前方,一部分通过前控制喷口提供额外的俯仰控制,另一方面通过专用的气帘喷口形成向下的气帘,阻隔发动机喷流回流到进气口。1 L& g6 r* v) r/ r3 j* D% x

% a% T; W% Y( z  ^) {发动机喷流回流到进气口是“鹞”式的老问题,在一定程度上也阻扰了发动机推力的进一步提高。一旦喷气和进气形成环路,不仅推力损失,还容易因为进气温度过高而损坏发动机。波音X-32用前气帘解决,洛克希德X-35用前升力风扇解决,升力风扇的“喷气”接近常温(有压缩产生的升温,但没有燃烧产生的高温)。
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6 T& q# z/ ?, q) X" t* v这些设计考虑迫使波音X-32的发动机尽量前置,只能采用现在看到的血盆大口进气道,机头锥起一点预压缩和DSI的作用,隐身则用雷达屏障解决。这是进气口后方、发动机正面之前的叶轮状格栅,涂覆吸波涂层,自身结构避免入射雷达的直视,也对进气起到整流作用。F-18E首先采用雷达屏障技术。
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$ S/ R9 j! V. X- ?  t) [/ J歼-10C则是完全不同的路径爬上类似的山头的。除了鸭式三角翼vs正常布局,歼-10A的设计接近F-16的思路:机腹进气口相对短直,座舱和机头锥“骑坐”在进气口上方,向前延伸,不仅飞行员视野较好,雷达天线也有较大的空间。机头锥提供了预压缩作用,提高超音速进气效率。6 T( u+ `2 p1 b' P0 b* e6 ^
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歼-10A强调超音速飞行,采用可调斜板的进气口。歼-10B和C采用DSI进气口,结构重量大大减轻,前向隐身大大改善,代价是最高速度有所降低,从M2.2降低到M1.8。作为空地兼优的多用途战斗机,M1.8够用了。* J, J9 B8 ^. U) @& F6 D$ o

8 F1 U# E- x6 t6 z苏-57既没有波音X-32的STOVL要求,也没有歼-10C的历史负担,自然走不同的路径爬上同一座是山头。与歼-10C相比,苏-57可以看成进气口“嘴角”大大上翘的DSI,同时DSI鼓包与很大的机头锥完美融合。机头锥的预压缩作用更强,有利于提高速度,苏-57的最大速度也确实提高到M1.9,而且机头锥和座舱完美遮挡了发动机正面,没有“漏光”的可能。进气口“嘴角”向后延伸,自然形成边条,与F-22的加莱特进气口相似。
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& T9 m! G) c- C3 H3 V机体下半在后部形成“船尾”,有利于减阻。
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# r. O! z" v6 ]: Z1 g/ }$ N问题是这样的U形(或者说“平底V形”)进气口的进气流动高度复杂,很难保证各种机动状态下的进气均匀、流畅。歼-10C和波音X-32进气口都可以极端粗略地看成均匀流动,只有DSI鼓包部分为了附面层控制而有意引入三维流动。换句话说,进气道设计相对简单,在传统设计工具上辅以DSI修正就能搞定。
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但是苏-57的U形(或者说“平底V形”)进气是本质三维流动的,设计工具极大复杂,技术上的不定性也极大增加。为了控制气流,苏霍伊实际上在进气口里加了一道垂直的隔板。现在还不清楚隔板的更多细节,但很有可能苏-57的进气道在进气口后分叉,绕过座舱后再汇合,通向发动机正面。" j$ \6 s3 W) p( M5 C8 N
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也就是说,与米格-15异曲同工。
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0 p6 U; \: a2 ^& e  s. H米格-15的进气道从座舱两侧绕过去,进气口的中隔起到整流作用,在侧滑飞行时,尽量确保两侧绕流均衡,以保证汇合时形成均匀的气流。相比之下,F-86貌似同样的机头进气,进气实际上是从座舱下绕过去的,依靠很长但直通通的进气道达到“自然整流”。3 {, a3 W- \; S: I
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米格-15的座舱比F-86低矮,阻力更小,速度更快。F-86的座舱位置更高,在战斗中便于观察四周,也不是没有优点的。苏-75似乎走的是米格-15路线,不过在两侧绕过座舱后,再向上绕过机体底部的主弹舱。好处也一样:降低座舱高度,降低阻力。这一次倒未必以增加速度为主要动力,更可能是减少“吃推力”,有利于提高起飞重量和机动性。这也有利于利用两侧的“边角空间”安排近距弹舱,主弹舱则在机体底部居中的位置,靠近重心。在结构受力和飞行平衡方面都有利。
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进气道中隔的前缘向后倾倒,这是为了与进气口外唇边缘对齐。
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总的看来,苏-75构思巧妙,挑战不少。但可能最终只能成为航空史上有意思的what if。不过在战斗机已经进入第六代的现在,要求已经上升到全向隐身、深度穿透、体系作战,苏-75做不到,顶多能做到“小巧的五代机”,估计也只有what if的命了。

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沙发
发表于 2025-7-24 09:45:46 | 只看该作者
挑个小刺:好像很多地方把 苏-57 和 苏-75 写混了。例如下面:
  E( c, i9 @8 h, ~: r: v5 C' }3 G& a, O) @0 e8 `; F; Z
苏-57采用大面积的带点后缘前掠的截梢三角翼,机翼平面形状和苏-57差不多。尾翼不再是传统的四翼面形式,而是V型。与苏-57一样,尾翼是全动的。单台涡扇发动机与苏-57的“项目30”一样,正是型号为土星AL-51,加力推力达到161.9kN。
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苏-57设计中,最特别的是进气口。这张大嘴很容易使人联想起波音X-32。3 k* o8 b& [3 @; [
4 _$ {' y- @& w( _  `. k2 ~
在某种程度上,苏-57、波音X-32、成飞歼-10C都有点远亲关系,但三者因为完全不同的理由走成了亲戚。
. w' J0 _6 p; V$ L/ U

4 ]3 Y" M5 k- S: h) V还有好几处也是类似的问题。
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    2020-1-2 23:51
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    [LV.1]炼气

    板凳
    发表于 2025-7-24 10:43:11 | 只看该作者
      o: i4 T& k" [/ \5 I
    不是说单发路子已经是死路一条了吗?
    5 t$ c. w% J4 L! ?: I  X7 J7 @6 o; J. c$ K% n) K2 P
    有人都搞到三发了。。。
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