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用气动产生推力矢量的效果——浅析部分非推力矢量战机的“J转弯”能力

发布时间:2018-04-25  原作者:李炳乾 邱海峰   点击数:

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不使用推力矢量完成该动作的战斗机

  进入上世纪90年代,超常规机动能力逐渐受到重视,最直接的做法是使用推力矢量技术,但受限于成本没有普及。有部分喷气式战斗机不使用推力矢量,而采取纯粹气动的方式,实现了J转弯,用自身的机动能力成功逆转了苏联/俄罗斯基于R-73建立的离轴发射能力优势(在AIM-9X服役前)。F/A-18E/F“超级大黄蜂”即为其中典型。其初始“框架构想阶段”本没有做这方面考量,但应海航飞行员的强烈要求,麦道设计团队花费了大量精力,通过巧妙使用前机身不对称涡流(气动细节将在后文描述),成功实现了这一机动,在2002年范保罗航展过程中首次表演,而且是带副油箱完成的,凸显了实用性,见图7:

图7 F/A-18F带副油箱在2002年范保罗航展表演的J转弯机动,爬升后迅速调转机头指向
图7 F/A-18F带副油箱在2002年范保罗航展表演的J转弯机动,爬升后迅速调转机头指向

  虽然J转弯角速度较高,但是过载不大,普通人也可承受。2001年,澳大利亚的航空评论家,苏-27/30系列资深粉丝Kopp教授坐在F/A-18F的后座上体验了这一机动,而且体验了两次。第一次由前座飞行员完成,第二次亲自操作。他对这种类似于小型运动飞机的“跃升倒转”机动非常感兴趣,尤其是能量上的收支是平衡的,构成了能量机动和角度机动的统一:带一个副油箱的情况下,前半程的上升转弯会消耗75节空速,但是后续下降转弯又增加了135节。这表明F/A-18F即使带一个副油箱也能连续完成该动作。Kopp教授在心得中表示“这种机型有出奇好的机动品质。一旦交汇进入机动空战,F/A-18E/F对于任何俄制战斗机,包括苏-27/30,都是极难对付的对手”。另一方面,美国海航飞行员在2000年的全面作战评估中多次使用J转弯,表示该动作“可以连续做出,以取得第一指向之后的后续指向,让机炮一直瞄准目标”。这进一步表明了只要在亚音速有足够的加速性,J转弯和持续机动并不矛盾,因而也不是瞬时机动那样的“一锤子买卖”。

  另一种不用推力矢量做出J转弯的战机是仍在拓展飞行包络线阶段的F-35。根据最新的测试情况,已经能做出J转弯。报告截图见图8:

图8 F-35机动测试报告截图。明确指出可以做出J转弯
图8 F-35机动测试报告截图。明确指出可以做出J转弯

  F-35的J转弯特点是角速度更高,以不到2秒的时间完成回转调头,见图9??梢院屯?的F-18HARV的J转弯轨迹比较,如出一辙:

图9 以每秒20帧拍摄F-35的J转弯机动,可见角速度非常高。动作轨迹和图2的F-18HARV几乎如出一辙
图9 以每秒20帧拍摄F-35的J转弯机动,可见角速度非常高。动作轨迹和图2的F-18HARV几乎如出一辙

  目前尚不清楚F-35做这一动作时的能量收支情况如何。但考虑到F-35A的240-4.2构型在M0.95以下的加速性测试中表现出了不弱于空载F-16C的性能,明显高于带一个副油箱的F/A-18E/F的性能,F-35有大概率也能保证收支平衡。

  需要注意J转弯尚未在F-35的飞行员培训中普及,这和海航F/A-18E/F飞行员不一样。目前只有少部分F-35试飞员熟悉高度损失更多的“落叶飘”(pedal turn)机动而不是J转弯,所以F-35的这一能力在空战中究竟表现如何,还有待进一步测试。

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