三翼面佈局
用蘇霍伊設計局的說法,C—37“金雕”採用的是“縱向一體化三翼面佈局”。從飛機三面圖看,前翼、主翼和平尾完全在一個平面上,這大概就是“縱向一體化”的含義所指。這種作法確實也很少見,一般情況是主翼和平尾在一個平面上,而前翼往往高於主翼。前翼的平面形狀為梯形,前緣後掠角超過45度。主翼翼展16.7米,由內外兩段組成,靠近翼根的內翼段為後掠翼,前緣後掠角約75度;外翼段為前掠翼,占整個機翼的絕大部分,平面形狀為梯形,前緣前掠角約20度,後緣前擦角稍大一些,後緣內側一半以上為襟翼,外側為升降副翼。水準尾翼的平面形狀為切尖三角形,前緣後掠角很大,約為75度,後緣平直。整個翼面通過從前到後的邊條與機身相連,使機翼與機身融合在一起,構成一個統一的升力體。
C—37的垂直尾翼仍借用蘇—27戰鬥機的設計,採用左右對稱的雙垂尾,分別由安定面和方向舵組成,略有一些向外傾斜,這樣做據說也是出自于降低雷達反射截面積的考慮。C—37的座艙蓋也與蘇—27基本相同。前風擋類似於美國的F—22“猛禽”,採用整體曲面防彈玻璃,而非傳統的框架式結構。這樣做不但可改善飛行員的視界,同時有助於減小雷達反射截面積。座艙內裝備有(或將裝備)新型的飛行員生命保障系統,彈射座椅可向後傾斜20度,有利於提高飛行員的抗超載能力。這種設計與蘇—35飛機很類似,但可能使彈射過程更加複雜。為了便於高機動和大迎角飛行,飛行員駕駛杆可能為短程側杆式,油門可能為應變傳感式。據說具有“超機動性”的蘇—37採用的也是這樣的設計形式。C—37的起降裝置沿用了蘇—27K艦載型飛機的設計。主起落架採用尺寸較大的單桃輪,固定在機翼與機身交接處,可向前收入進氣道下的機身兩側。
前起落架為雙輪式,可向前收入前機身內。主輪距為4米,前後起落架輪距約8米。在結構上,C—37廣泛採用先進材料,尤其是前掠機器幾乎全部採用複合材料製作而成,通過合理的纖維鋪層克服了前掠翼的“氣動彈性發散”問題,龐該說這是蘇霍伊設計局在應用新技術和新材料方面取得的又一項成果,也是C—37之所以引入注目的主要原因之一。據介紹,C—37—隨機僅機翼使用複合材料達90%,也有資料說是整個機體結構的9O%,總之僅此一項就可使飛機提高有效載荷20-25%,壽命延長0.5--2倍,而材料本身的利用率可達85%,人工製造零部件的勞動強度也降低不少,尤其是可大大減小飛機的雷達特徵,提高飛機的隱身能力。美國在研製F—22飛機時所做試驗表明,與使用鋁和鈦合金材料的結構相比,使用碳纖維複合材料的結構有更大的作戰生存能力,也就是說其結構一般小易被破壞。
動力與設備
首飛的C—37“金雕”危機使用的動力裝置,是兩臺彼爾姆航空發動機聯合企業製造的II—30Q6型渦扇發動機,目前米格—33M截擊機使用的也是這種發動機,單臺推力252千牛(15500公斤),發動機本身靜重2419公斤。目前使用的II—3099發動機。不帶推力向量控制系統。最終,C—37將使用留裏卡—土星科研生產聯合體研製的A31—41Q(英譯為AL—41F)加力式雙涵道渦輪風扇發動機。據稱,這種發動機採用廠更新的技術,個但結構更簡單,推力更大,耗油率更低,而且可進行推力向量控制。AII—41Q發動機的單臺推力可達到196千牛(20000公斤力)在攜帶空空武器和副油箱的條件下,如果飛機的正常起飛重量是24噸,使用AII—41Q發動機可使起飛時的電機推重比達1.5。這麼大的推重比,肯定優於現在所有飛機,其中包括美國的第四代超裔戰鬥機F—22A,為C—37實現超音速巡航提供了動力保證。
該機採用了固定幾何形狀的進氣道,進氣口位於鴨翼前的邊條翼下,截面形狀為四分之一圓形,上面的邊條翼正好可起導流和遮擋作用。據介紹,用不可調的固定式進氣道,可減少雷達反射截面積,有利丁提高隱身性,但不利於提高最大飛行速度。估計C—37的最大速度,在海平面為1400公 裏/小時,在9000米高空可達到2200公裏/小時。
為了滿足俄羅斯空軍提出的上述戰術技術要求,C—37肯定使用了更加先進的機載設備、這是不容置疑的。主要有數位式多通道自動控制設備,一體化自動指揮和導航系統。在導航系統中,又有由衛星導航和“數位地圖”組成的鐳射陀螺儀慣性導航系統。這種系統已在多種飛機上使用,如蘇—30MKII、蘇—32/32QH和蘇—34戰鬥機等。
雷達是戰鬥機最重要的機載設備,俄羅斯早就在作這方面的工作。1992年,一個名為法紮特龍的聯合企業推出了一種新型機載雷達,先後裝到了稱為“重量級”戰鬥機的蘇—35和蘇—37飛機上,該雷達使用在X波段工作的相控陣天線。裝備在C—37機頭的主機載雷達也是這種型號,或者是更先進的改進型。從雷達天線的設置和尺寸來判斷,其探測範圍是很大的。據研製者介紹,用於C—37飛機上的雷達系統還有很大發展潛力,為擴大垂直和水平面上的視區,將電子和機械掃描相結合,就可使新型雷達的方位角擴大到60度。
根據目標的有效散射面的不同,C—37的主雷達系統對空中目標的發現距離為165--245公裏,可同時跟蹤24個目標,同時對其中的8個目標實施導彈攻擊。除主雷達外,該機還有兩部後視雷達,裝在機翼與發動機噴管之間。在垂尾、邊條翼、鴨翼和平尾的前緣或頂部,均有各種功能不同的天線。“金雕”還裝備了電視和紅外成像,以及鐳射探測設備等。這些光學設備分別安裝在機身前部或飛行員座艙風擋下方,與蘇—33和蘇—35戰鬥機上的一樣,不會影響飛行員的視野。
武器裝備
目前試飛的C—37技術驗證機沒有掛裝任何武器,機上除翼根外再沒有其他外部掛架。但如果將來發展成原型機或生產型戰鬥機,肯定需要攜帶機載武器及其系統。考慮到隱身性的需要,C—37的武器載荷將盡可能地採用保形安裝,即儘量安裝在機體內部,而不是暴露在外部。但機體內部的空間畢竟有限,為了加強飛機的火力和增大航程,在飛機的外部或多或少總會設計一些外掛架,以便攜帶導彈武器或副油箱。按照俄軍方對第五代噴氣戰鬥機的要求,C—37是作為一種多用途戰鬥機設計的,因此在武器配備方面也必須考慮多用途的需要,其中包括遠、中、近距武器,使用時可根據任務需要選擇安裝。從蘇—35和蘇—37兩種飛機使用的武器來判斷,在遠端武器方面,C—37飛機可能配備KC—172型導彈。這是一種大型遠端空對空導彈,飛行速度可達到高超音速。它採用了複合尋的導引系統,可攻擊4O0公裏以外的空中目標。不過使用 KC—172導彈時,發射後需要有其他導引設備將其引向目標。
中程武器將是C—37飛機的主要武器裝備,將配備先進的PBB—AE型中程導彈。這是一種採用主動雷達制導的空對空導彈,據俄羅斯有關人士介紹,它可以與美國的AIM—120先進中距空對空導彈婉美。其彈翼可以折疊,以便於安裝在彈艙內。俄導彈研製生產部門已宣佈,該導彈又發展了新的改進型,並已在蘇—27飛機上成功地進行了飛行試驗。改型導彈上使用了新的衝壓式噴氣發動機,不但加快了飛行速度,而且可增大射程。近距武器對於戰鬥機來說仍然具有重要意義,可供C—37選擇的近距武器餘地比較大。在1997年的莫斯科航展上,展出了一種俄羅斯研製的新型導彈K—74。它是在K—73導彈的基礎上製造的,主要區別在於改進了紅外制導系統,目標截獲角從原來的80--90度增加到120度。使用新的紅外制導系統也使導彈的最大殺傷距離增加了30%,達40公裏。K—74導彈的研製始於80年代中期,但直到1994年才開始進行飛行試驗,現在該型導彈已準備投入成批生產。除K—74導彈外,俄“長旒”科學生產聯合企業還研製了一系列近距導彈可供C—37選用。
在C—37的機載武器中仍保留使用FIII—301型30毫米機炮。這種機炮重量很輕,只有45公斤,射速為每分鐘1500發,炮彈的初始速度為每秒850米。現在,米格—29和蘇—27飛機上使用的就是FIII—301機炮。與蘇—33、蘇—35和蘇—37等其他俄羅斯戰鬥機機一樣,C—37飛機也將裝備空對面攻擊性武器,包括空對地高精度導彈和集束炸彈,用於摧毀地面和水上的目標,如敵方的雷達站、交通樞紐和武器陣地等。關於C—37飛機自我防衛系統,有可能採用一種“複合式假目標”裝置,可以保護飛機免受雷達、紅外線和鐳射制導導彈等多種武器的攻擊。與以往作戰飛機上使用的被動保護手段不同的是,它對於空對空和麵對空武器的所有波段都有效。
在防止紅外制導武器攻擊的時候,使用“複合式假目標”時會在飛機後形成一個燃燒區,在很大範圍內給敵方造成假目標;而且燃燒區的光譜與所保護飛機的光譜相同,使敵方的紅外制導武器真假難辨;再說假目標與真目標又保持一定的距離,即使敵方武器擊中了假目標,也不會傷及真目標(自己飛機)。
而在防止雷達制導武器攻擊時,“複合假目標”可運用等離子添加物,它可增強燃燒區的無線電彼反射。此種添加物在燃燒區內產生自由電子,然後迅速集中,形成一個極象金屬物體的假目標。在對付鐳射制導武器的進攻時,“複合假目標”則使用一種粉沫狀鐳射作用物質。這種物質在燃燒過程中,可產生照射敵鐳射武器工作頻率段的電磁波,或者燃燒後遊離於燃燒區之外,在冷卻過程中產生所需波段的電磁波,從而幹擾來襲的鐳射武器尋找目標。總之,“複合式假目標”設想是非常巧妙的,不管是何種制導武器的進攻,都可以迷惑對方,達到保護自己的目的。當然,“複合式假目標”是否真的有這麼靈驗,現在下結論還為時過早。
綜上所述不難看出,目前C—37雖然還只是一種技術驗證機,但也確實應用了俄羅斯航空工業近年研究成果和最新技術。首先是成功地應用了前掠翼技術,當然美國的X—29A也應用了這一技術,但尺寸上兩者不是同一個量級,如前掠翼翼展C—37是16.7米,而X—29A是8.28米,僅為前者的二分之一。也就是說C—37採用的前掠翼已接近實用的水準,而X—29A要走向實用還有不少工作要做,風險也比較大。其次是“超機動性”,雖然C—37成功地採用了三翼面佈局和前掠翼設計,可暫時還沒有安裝推力向量控制系統,目前還不可能達到這一性能。但是,應用推力向量技術,對於蘇霍伊設計局來說已經有蘇—37的成功先例,應該說將來C—37裝上向量控制發動機後實現這一要求是有把握的。第三是隱身性能,在C—37飛機已經採取了不少措施,如結構材料大量使用複合材料、機體外塗刷吸波材料、進氣道採用特殊設計以及將武器儘量安裝在機體內等。據專家分析,採用這些措施後,C—37的前半球雷達特徵值比較小,隱身性能較好,相比之下後半球較差。至於超音速巡航性能,如果裝上大推力的AII—41Q新型發動機,應該說是可以實現的。因為與F—22比較,C—37的起飛重量更小,而發動機推力更大,前者具備超音速巡航性能,後者也不會有問題。
當然,在上面的介紹中也存在分析和推測的成份,最後C—37能否走向實用,真正達到下一代戰鬥機的技術性能要求,還得看它的發展。最終決定“金雕”命運的,一是面臨與I—42的競爭,再就是俄羅斯軍方的財力支持,而後者顯得更為重要。
http://www.caep.cetin.net.cn/chg/russia/russiazdjs-37.htm