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海空争霸战:苏-33对决F/A-18E/F

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编者按:本文旨在向读者介绍两款当今最强大的舰载战斗机,让它们有机会站在同一个舞台上向大家展示各自的性能,我们的本意并非要评出谁强谁弱,只是以这种方式为大家提供一个参考平台。

双雄简史

上世纪70年代,美海军迫切需要一种低成本的飞机来补充昂贵的F-14“雄猫”战斗机。1980年4月12日,由诺斯罗普公司和麦道公司合作设计的F/A-18A开始在美海军服役。截止上世纪90年代,F/A-18先后发展了F?A-18A/B、C/D等型。但前苏联的解体意味着对美国海军真正构成威胁的力量已不复存在,大量先进的航空技术项目因为失去了应用的迫切性而纷纷下马或推迟,而代替以上两种飞机的F-35C至少要到2008年后才能正式服役。为了弥补舰载机新旧交替之间所形成的装备空缺,美海军需要一种过渡机型,要求只限于具备很高的航程和大负载能力,于是麦道公司提出了F/A-18改进计划,该机是在F/A-18C/D的基础上按比例放大机体,扩大内部空间以安装新型电子设备和加大燃油载荷量来增大航程。这个改进计划最终催生了F/A-18E/F。

而前苏联海军在很多年里一直主观地认为,航空母舰作为海军的武器没有太多的实用之处,以赫鲁晓夫为代表的许多苏联领导人非常热衷于地面作战并看中导弹的攻击力量。直到1967年安德列·格列申科任苏联国防部长时,迫于“你有我也有”的面子压力才开始建造航母,同时也开始了舰载机的研究。最初的舰载机是垂直起降的雅克-38,后来由于雅克-38作战半径小,载弹量太低,不能有效地保护航母免受敌方飞机或导弹的攻击,才提出了研制雅克-41的计划,可是直到苏联解体也未通过测试,1992年被俄罗斯放弃。作为备用的苏-27K和米格-29开始上舰测试,最终苏-27K被保留了下来,也就是现在的苏-33。

苏-33的研制和服役过程极为曲折。20世纪70年代后期,苏霍伊设计局T-10实验机设计制成后,开始研究海军衍生型,由于前苏联重型航母的研制进展缓慢,因此,舰载机的研制同样也缓慢。另一方面,前苏联没有建造大型航母的经验,众多工程技术上的难题需要克服,相应地舰载机的设计也必须同步调整。1989年11月1日,普加乔夫驾驶T10K-2原型机首次在“第比利斯”号航母(现更名为“库兹涅佐夫”号)上成功地完成了第一次着舰试验。此后苏-27K定型生产,生产型编号被正式确定为苏-33。正当该型机服役之际,前苏联面临解体,此后的一系列重大变动使得苏-33到1998年8月31日才真正进入“库兹涅佐夫”号重型航空母舰的作战编制序列。

(一)总体、气动布局篇

随着雄霸一时的美军F-14“雄猫”重型舰载机的陆续退役,F/A-18E/F“超级大黄蜂”充当了美军舰载战机的主力。而作为俄海军最先进的舰载机,苏-33竭力维护着已严重萎缩的俄海军航空兵最后的尊严,在美F-35未正式服役之前,这两种舰载机基本上代表了美、俄舰载机的最高水平。

总体气动布局

苏-33苏-33机长21.2米,翼展14.7米,折叠后7.4米,机翼面积67.8平方米,空重18.4吨。空重翼载荷约270公斤/平方米。采用了中单翼、翼身融合体、机翼翼根边条、中弧面可变弯度的前/后缘机动襟翼、整流尾锥、差动平尾和双发双垂尾气动外形,并采用了放宽静稳定度技术。整个机体由前机身、中段机身/机翼和后机身三段组成。

前机身由可向上折反的雷达天线整流罩、前设备舱、可伸缩的空中受油管、座舱、前起落架舱和后部设备舱、前条翼组成。为了改善飞机在航母上进行短距起降的能力,又对其进行了专门的改进设计。为了满足着舰时巨大的纵向过载要求,对苏-33机身主要承重部件进行了加强。前起落架支柱直接与机身主要承力梁相连接,以前轮起落架改为倒T字梁双轮式,通过加强结构和液压减振系统,增加了着舰时的抗冲击过载强度。

早期的苏-33前部没有小翼,后期为了增加其在舰上的低速起降性能而增加了可转动的前小翼,偏转角为+7°-70°左右两小翼由同一根轴相连接,因此只能同向偏转而不能反向差动。前小翼与主翼布局在同一个平面上。通过加装前小翼和改善电传飞控系统,使苏-33纵向静不安定度有很大的放宽,达到15%。前小翼与前边条在大的可控迎角下形成一股可控脱体涡,对主翼的上表面实现有利干扰,增大了升力系数,这不仅提高了飞机机动飞行时的纵向俯仰操纵性能,更主要的是提高了在舰上的起降能力。当然,这必须付出重量、空间、飞行阻力和隐身性能方面的代价。

苏-33的主翼为常规第三代战斗机通用的中等后掠翼,机翼的前缘后掠角为42°,后缘的后掠角为15°,1/4弦线为37°,翼型为常规的非超临界翼型,翼根相对厚度为6%,翼梢为4%,外翼前缘装有全翼展机动襟翼,后缘装有副襟翼,在4裕度电传飞控下可以自动控制机翼弯度,改变飞行时的升阻比。为了增加飞机在舰上的起降能力,苏-33增加了主翼的面积,并且把苏-27后缘半翼展的整体式副襟翼改为机翼内侧的两块双开缝增升襟翼,在机翼两端靠近翼尖部分设置有副翼,通过增加的双开缝增升襟翼,提高苏-33机翼升力,在外翼内侧的双开缝增升襟翼之间的位置上安装有外翼折叠铰链,通过液压折叠机构把外翼分为固定翼段和可折叠翼段两部分,通过布置在机翼折叠机构开缝处后段的液压作动筒来控制机翼的打开和折叠,这样有利于减小在甲板上放置的面积,相应增加了甲板上的战机容量。苏-33发动机的进气道位于主机翼翼身融合体的前下方平滑区内,在过渡翼身融合体的屏蔽下,即使在大迎角下流场中仍能保持顺畅稳定。而且进气道下表面设有格栅式开缝辅助进气口,这是为保证在大迎角条件下,发动机正面流场的气流不发生大的畸变而设计的。因此,苏-27系列之所以在“眼镜蛇”这样的超大迎角下发动机能稳定工作,不喘振,除发动机自身性能可靠外,其优良的进气道设计也功不可没。

苏-33的尾翼由一对双垂尾和水平尾翼组成。垂尾由垂直安定面和方向舵组成,且垂直地布置在两台发动机的外侧,垂尾的前缘后掠角为40°,为保证有足够的方向稳定度,垂直向下延伸成腹鳍。苏-33的垂直安定面高度较苏-27略有增加,这主要是为了提高飞机侧向安定性,使苏-33在侧风条件下能顺利地在航母上起降。水平尾翼布置在垂尾后缘和发动机舱之间,全动式平尾既可同向偏转以满足俯仰操纵要求,又可反向差动偏转以提高横向操作性能。平尾翼展为9.8米,前缘后掠角为45°,活动范围为+16°-21°,尾容量与F-15差不多,

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