·豬鋼鬃·
摘抄學習軍政知識
徐勇淩：F-22特技表演動作剖析 |
| 2011年10月 來源： 新華網 |
從2008年開始，經過幾年的訓練磨合，美空軍飛行員確認已經掌握了F-22的操控特性，隨之就開始了世界各地的飛行表演。在美國四代機一枝獨秀的時代，這種表演總是自我感覺良好，因為對於那些愛好者而言，F-22無論做什麽動作都是那麽精彩而充滿玄奧，而即使是專業的飛行家，甚至也很難理解F-22的那些動作是如何做到的。對於飛過三代機的飛行員而言，F-22的操控理念、飛行機動特點都是全新的，你再也不能用所謂的“空氣動力機動”原理去理解四代機的機動飛行了，因為隨著矢量推力技術的引進，飛行已經進入了一個全新的時代。現在我們隻能用“超機動”去形容四代機的超凡機動能力，而在一個更為準確專業的名詞出現之前，我願意用“隨控飛行”這個新詞，因為“隨控飛行”很好地體現了四代機想怎麽飛就怎麽飛的特點。 美國人最懂得F-22技術超越的意義，因此，他們似乎很願意公開F-22表演的一些信息，包括飛行員對於特技表演的真實描述。當我讀到《code one》雜誌中保羅.摩爾上校的文字時，我並沒有為F-22的超凡所震驚，反倒是美國人做事的認真與精細打動了我，我想如果俄羅斯人對待飛行表演也能做到對細節的如此關注，那麽他們在航展上層出不窮的表演事故也會減少很多了。 開場——躍升翻轉+向下橫滾 所有表演飛行的開場都是至關重要的，對於三代機和四代機，這是表現飛機較大的推重比和垂直機動能力的最好時機。滑跑距離的遠近、離陸後爬升增速的快慢、能否完成起飛後的垂直機動、垂直向下機動的半徑如何，都可以通過開場的第一個亮相機動中展示出來。 與以往的三代機表演飛行不同，在開場的拉升、後空翻、越肩滾轉機動中，F-22得以展示其近乎無半徑垂直機動特性，也就是所謂的後空翻。在一般的表演飛行中起飛後的動作分為三種，一是直接向上做筋鬥，過頂點後下降翻轉對向表演區域；二是做躍升倒轉，完成倒轉後也是對向表演區域；三是完成一個上升或水平轉彎機動，返回表演區域。躍升倒轉或者筋鬥接下降翻轉，都需要飛機具備很好的動力特性，使飛機上升到足夠的高度，否則飛機垂直機動的半徑不夠就會發生墜機事故。在1992年的一次雷鳥單機表演中，飛行員做躍升倒轉過程中增速不夠，導致倒轉時高度過低，飛機的垂直機動半徑不足以使其在安全高度退出俯衝，飛行員在飛機即將墜機的刹那棄機跳傘。
資料圖片：拉升飛行中F-22可以憑借遠大於1的推重比做垂直躍升 F-22的性能較之F-16顯然優越得多，在拉升飛行中F-22可以憑借遠大於1的推重比做垂直躍升，而在做後空翻時可以靠發動機的矢量推力完成一個近似無半徑的垂直翻轉，使機頭由向上狀態迅速通過頂點轉為向下，更加刺激的是由於機動半徑足夠的小，飛行員甚至有機會在垂直向下的俯衝中完成一個405度的滾轉，當然，為了確保安全飛行員通報了高度，通過地麵觀察員確認其高度足以完成滾轉並退出俯衝。在這套看似簡單的動作中，充分展示了F-22的俯仰操控能力。近似無半徑的垂直機動是三代機無法完成的，其旋轉角速度遠遠大於有半徑的垂直機動，這一動作的戰術意義不言而喻，在被咬尾的不利態勢下，F-22僅靠一個拉升倒轉，就將機頭指向了追尾者，從而實現了瞬間的攻防逆轉。 在完成了垂直向下的滾轉後，飛行員講到為了退出俯衝他幾乎將駕駛杆拉到了最後但留有餘地，這樣做的目的是在速度大於400節的情況下，防止因載荷過大造成機體損傷，而飛機的能力其實還有很大的餘量，像定點的無半徑俯仰機動一樣，退出俯衝時隻要飛行員願意可以將半徑控製得很小。 總之，在精彩的開場機動中，F-22就展示了其強勁的推力和優越的垂直機動性能，這一看似簡單的動作是三代機絕對無法完成的。 彈倉門開啟穿越和垂直滾轉 F-22的隱身性無疑是其最大的優勢所在，但除了地麵靜展時可以從F-22異樣的外表、光潔的表麵和隱身塗層的灰暗顏色，最能展示其隱身特征的還是F-22的獨特設計——內埋外掛，為此，表演者精心設計了彈倉開啟關閉的穿越飛行動作。
資料圖片：為了展示多個彈倉同時開啟時飛機下表麵窗口遍布的奇妙場麵，飛行員甚至考慮到了傾斜機身這樣的細節 高度100米，速度盡可能地小（200節），為了展示多個彈倉同時開啟時飛機下表麵窗口遍布的奇妙場麵，飛行員甚至考慮到了傾斜機身這樣的細節，加之地麵觀察員的通報，飛機剛好穿越表演區域迅即收起所與艙口，並迅速將飛機改平坡度，加滿油門完成上仰垂直滾轉機動。 垂直向上滾轉機動是一個常規飛機需要大速度完成的精彩表演動作，但F-22憑借大推力在200節的速度即向上拉起並滾轉，加之飛機剛穿越表演區，向上的滾轉依然在觀眾的視線之中，表演的效果會非常好看而驚險。至於為什麽要做滾轉機動完全是為了表演效果，因為如果不是為了下接另一個方向的俯仰機動，滾轉本身是沒有戰術價值的（“桶滾”並非嚴格意義上的純滾轉機動，但桶滾的戰術意義非常重要），但在表演飛行中卻使用頻率非常高，原因是滾轉飛行的視覺效果非常好。 小速度的上仰垂直滾轉，是常規飛機難以完成的，原因是常規操控係統的俯仰操縱性不足以使飛機在低速迅速上仰成90度，而F-22憑借矢量推力卻可以很輕鬆地做到，因此，這一動作可以說是F-22的“看家本領”。 低空9G過載盤旋穿越觀禮台 低空大過載盤旋通場會在比較大的速度下完成，尤其是常規飛機如果速度不夠就無法達到9G過載，而9G也是通常的飛行員生理極限。在觀禮台上空完成9G大過載盤旋，所要達到的就是震撼的效果。 與常規飛機不同，F-22可以在相對較小的速度下完成9G過載機動，原因還是它有矢量推力的支撐。但為了達到呼嘯的震撼力，飛行員依然會選擇700公裏/小時左右的速度，由於F-22的大推力穿越是需要防止的是速度過大甚至超音，因為在低高度超音會形成巨大的破壞力，這在和平時期是被各種條令法規嚴格禁止的。 進入觀禮區之前飛行員要確認速度在可控的範圍，而高度則達到了驚人的100米（這完全是出於對觀眾安全的考慮），為了達成盤旋的震撼效果，飛機從觀眾的後方穿越並突然出現在觀禮區，隨機迅速形成9G的過載，此時飛機在巨大推力的推動下，以很大的速度迅速旋轉，機頭在矢量推力作用下向被什麽東西牽著一般，迅速地扭轉，而軌跡也迅速變化，仿佛一瞬間F-22就完成了360度的水平機動。與滿行程小速度盤旋不同的是，9G過載不是為了展示盤旋半徑有多小，而是展示飛機完成盤旋的速度有多快，伴隨著發動機和速度的呼嘯聲，觀眾在震耳欲聾的轟鳴中看見的是F-22的華麗轉身，如此迅速、如此的桀驁不馴。  9G過載是“幾何空戰”、“能量機動”的秘籍所在，在傳統的近距空戰中拚的就是飛機的過載機動能力。而在這一傳統空戰領域，作為四代機的F-22，展示的是意義截然不同機動，對F-22而言，能量不再是必不可少的機動之源，隨著矢量推力技術的引進，近距格鬥進入了一個全新的時代——超機動時代。 F-22並非無所不能 F-22畢竟是人類第一種實現超機動的現役飛機，其隱身性能的優勢更是獨步天下沒有對手。在我們還無法做到更好的情況下，我不想去“揭露”所謂F-22的“缺陷”，但作為一個軍事飛行的探索者，我必須真正弄懂有什麽是F-22做不到的！ 從某種意義上講，任何設計師都無法設計出一款十全十美的飛機，完美總是相對的。從整合設計的角度分析，一款飛機總是試圖突出設計者所想要的性能，而對一些並不重要或技術上難以實現的性能要求，隻能弱化或者放棄。 盡管在軍機技術領域美國人已經遙遙領先，但從F-22身上我們依然看到了美國人的無奈，那就是矢量推力技術。其實，要使發動機的噴流發生偏轉並不難，難的是如何精確而有效地控製噴流方向，並確保工作的絕對可靠性，在矢量噴口技術這一領域，技術的複雜程度出乎我們的想象。俄羅斯人在矢量推力方麵的探索超過了20年，由於從一開始他們就選擇了轉向噴口技術，俄羅斯人一直在矢量推力技術上處於領先地位，而美國人從當年的X-31開始就選擇了噴流舵麵技術，這種技術的控製雖然簡單，但卻無法做到全向控製。F-22為了實現隱身性的要求，從設計之初就確立了俯仰方向的推力轉向，而在橫側推力方麵則隻能有噴流舵麵來控製，這樣做盡管技術上實現起來比較容易，但與飛控係統的交聯就相對複雜，為了減小風險他們隻能簡化控製模式，在俯仰操控方麵飛發完全交聯控製，而在橫側操控方麵發動機隻起到輔助的作用，這就大大限製了F-22水平超機動性能。例如，全向矢量噴口的米格-29OVT可以做小速度、甚至0速度下的無半徑和小半徑水平機動，在複合機動中可以任意發揮隨心所欲，而F-22隻能在俯仰機動中做到“隨控操縱”，在水平機動中隻能中規中矩，做相對比較規範的小速度小半徑機動，任意狀態下的無半徑機動是無法完成的。  無半徑水平機動並非花拳繡腿，在近距格鬥中水平機動性的“隨控操縱”可以在飛機狀態變化不大的情況下，迅速實現機頭指向，這種敏捷性對於近距格鬥具有重要的戰術意義，F-22由於在水平方向無法做到隨控機動，其超機動性能大大縮水，但這也是無奈的，因為，現在美國人還無法做到隱身與全向機動的融合，因此，隻能局部放棄對水平機動性的要求。 F-22在超機動領域的技術優勢，是世界其他現役軍機無法比擬的，相對於俄羅斯人在矢量推力技術上的優勢，美國人在發動機推力和可靠性方麵優勢明顯，作為一款推重比遠遠大於1的四代機，F-22除了實現超機動外，其超音速巡航和小速度機動性能都是獨步天下的。從F-22表演飛行的設計規劃中，我們也看到了美國人科學、嚴謹的作風，這是美國空軍飛行文化的特色，這一點值得我們借鑒與學習。 |
