
分类: 社会民生 >> 军事
解析: 普加乔夫眼镜蛇动作
“普加乔夫眼镜蛇”机动,是由俄罗斯著名飞行员普加乔夫于1989年在巴黎航展上首次表演的苏-27战斗机特技。
一.“眼镜蛇”动作过程剖析
在进行“眼镜蛇”动作前,飞行员将飞机调整至适当速度(单座型约400km/h,双座型430km/h),并从平飞状态开始微调操纵杆,使飞机形成小的上升角。随后,飞行员迅速拉杆到底并保持,同时调整发动机转速以满足需求。苏-27飞机具有良好的上仰跟随性,几乎在杆向后移动的瞬间便开始上仰转动,并在极短时间内形成较大的上仰角速度,产生约4g的载荷,此时前缘襟翼自动打开至最大。
上仰转动角速度在0.15秒时达到峰值,飞机仰角约38°;0.2秒时,仰角增至62°左右;0.4秒时,仰角达到约62°,全机焦点前移,飞机继续快速上仰,平尾的相对迎角从负转到正,对全机的力矩贡献由上仰转为俯冲,对上仰转动起到阻尼作用。飞行员加大推力,轨迹继续向上弯曲,飞机的气动力减小,并在阻力方向的投影分量开始增加,飞机迅速减速。
飞机仰角在0.6秒时达到约73°,机翼已进入深失速,平尾也失速,气动阻力显著增加,不仅使飞机继续减速,对上仰转动的阻尼也明显加大,转动角速度明显减小,但飞机继续上升。1秒时,飞机继续保持上仰转动和减速,在2.5至3秒间,飞机仰角达到110至120°的最大值,气动力合力已转向后下方,飞机轨迹开始向下弯曲,飞机从上仰转为下俯。
接近5秒时,飞机迎角已恢复至30°左右,并开始增速。接近5.5秒时,飞机恢复至进入迎角。6秒时,飞机开始明显下降高度,数秒后,飞行员已控制住飞机,进入下一个动作。
二.“眼镜蛇”机动的主要特点
从分析可知,飞机进入“眼镜蛇”动作后的0.1至0.2秒,上仰转动的角速度即达到约200°/s。尽管现代作战飞机理论上都能达到此速度,但在实际飞行中很难实现,受到操纵律的限制,同时需避免飞机过载荷或进入失速。苏-27充分利用其宽静稳定度(-4~±2%)实施“眼镜蛇”机动。动作中,飞行员选择静稳定度为正值,关闭电传操纵系统的迎角限制通道,并实施非正常减重和减油,使翼载荷降至270kg/m²以下,使上仰转动角速度迅速达到最大值,迎角大大超过正常值。
飞行员在进入“眼镜蛇”动作的第1秒内将杆迅速拉到底并保持,平尾保持在最大下偏位置,既保证飞机不会向后仰翻,也可靠地使飞机迅速自动恢复低头。这也表明,“眼镜蛇”动作中,飞行员唯一所作的动作是拉杆到底和调整发动机推力,飞机的恢复完全自动实施,飞行员无法控制。因此,“眼镜蛇”动作仅是一种被动式“上仰—恢复”的摆动过程。
三.苏-27的气动性能
俄国人宣称:目前只有苏-27及其系列飞机才能作“眼镜蛇”机动。的确,目前西方国家的先进战斗机,包括F-22、F-16、阵风等高机动性飞机也未有此方面的报道。这是由苏-27独特的结构所决定的。
“眼镜蛇”机动只能在小速度区进行,因而要求飞机有极好的升力特性。苏-27飞机采用了中等展弦比的大边条翼、中等后掠机翼布局,充分利用脱体涡的有利干扰,结合可变弯度、翼身融合技术及机身升力体技术,使全机具有失速迎角大,可用升力系数高、速度适用范围宽的突出性能,使其能在410km/h的小表速迅速拉出4g的载荷,而且最小速度只有125km/h,对于一架重达25吨的大型超音速战斗机是很不容易的。
“眼镜蛇”动作既要求飞机在大迎角状态下应有很好的对称流场特性,同时也要求飞机在失速状态下对不对称流场的反应较为迟钝。因为在失速状态下飞机处于一种高度的不稳定状态,对不对称流场的反应过于灵敏会导致飞机难以控制。苏-27的宽机身、中等后掠翼和大型双垂尾布局要比窄机身、大后掠翼、单垂尾布局的战斗机在这方面有更好的性能。如F-16、阵风这类战斗机要完成这样的动作,困难就较大。目前也没有这些飞机能完成该动作的报道。
苏-27采用了翼下布置的直通式斜板调节二元超音速进气道,进气口成楔形,进气唇比较靠后,位于重心附近,进气喉下方装有百叶窗式辅助进气门。AL-31低涵道比涡扇发动机前级压比小,因而发动机能在M数0到2.5,迎角直至110°左右都能可靠的工作,即使飞机处于直立状态开满油门、尾喷口拖出黑烟时,工作仍很可靠。
四.“眼镜蛇”机动究竟有没有战术意义呢?
1. 由于苏-27飞机在作“眼镜蛇”动作中,飞行员除了拉杆到底外,基本依靠飞机自身的特性完成全部动作,因而既不是常规机动或非常规机动,也不是过失速机动,只能算是迎角变化超常范围的大摆动。
2. 不能用于“突然减速”空战战术。在一般介绍中通常可以看到“该机动可以突然减速使得尾追的敌机减速不及而冲到前面去,使得空战形势逆转”。这种看法是片面的。如果把“眼镜蛇”机动用于这种战术,飞机就必须先将速度减至400~450km/h左右。这是现代空战的时间和紧迫性所难以接受的。其次,“眼镜蛇”动作虽然在俯仰方向和速度上变化激烈,但飞行轨迹平直,无论处于攻击或被攻击的状态都及为不利。最后,飞机在机动中垂直投影面积增加,相当于把自己宽大的背部暴露给了后面的对手,而且飞机此时正处于一种飞行员无法控制的状态,极易受到攻击。
3. 不能作机头指向机动。“眼镜蛇”机动充其量只能作垂直方向的机头方向变化,停顿时间短,无法提供火控系统截获目标和发射导弹的时间。
总之,一般认为“眼镜蛇”机动仅仅是一个演示飞机具有优异的低速、失速等综合气动性能的表演动作,在实战中有何意义值得怀疑。
最后,介绍一下苏-27的两位“胞弟”苏-35和苏-37以及它们所完成的“钩转”机动和“超级眼镜蛇”机动。