王者之翼——F-22 飞行性能优势探析(14)
最小速度
F-22 已经完成了 0 空速试飞。这对于现代战斗机来说算不上什么值得夸耀的能力,F-16、苏-27 等第三代战斗机在进入尾冲、榔头等机动时都会进入 0 空速状态。真正有意思的东西在后面——琼·比斯雷提到:“在所有机动中,猛禽反应良好。在空速 20 节时机头仍然可控。飞机在 0 空速下的运动是可知的。在垂直爬升 0 空速状态下,飞机甚至可以自动缓慢恢复正飞状态。在 0 空速或其附近机动,由于飞机受重力和惯性控制,通常会沿垂线快速飘摆。在很多现代战斗机上,这个运动通常是钟摆机动的开始,然后接一个垂直斤斗。而对于猛禽而言,机头可以很容易地稳定在向下位置,没有明显摆向另一侧的趋势。”
看出来了吗?这段话有两个意思:1,即使在包线最左端,F-22 仍然具有稳定飞行的能力,而不会突然失控;2,F-22 在包线左端仍具有可靠的机头指向能力——这对于过失速机动的最终成功非常关键。对于第一点,大部分第三代战斗机(特别是第三代后期)都具有这种能力。但对于第二点,在包线左端气动操纵面已经失效,没有 TVC 的第三代战斗机只能依靠自身的气动特性保持稳定坠落,直至速度增大恢复机动能力为止——而在这段时间里,目标可能早就飞出己机的攻击区了。以苏-27 来说,如果它的眼镜蛇机动真的非常幸运地迫使对手冲前,那么只要对手有足够的能量作高速向上机动,苏-27
是一点办法没有,因为已经没有能量供其跟随机动了,而且此时苏-27 的速度还在 200km/h 左右,如果在 0 空速附近,等加速完毕,目标早就不知跑到哪里去了。但对于 F-22 来说,这一点就不必担心了
,TVC 足以保证其完成精确的机头指向——唯一遗憾的是 F-22 的推力矢量控制能力仅限于俯仰轴和横轴,而航向轴仍然依赖于气动操纵面,在 0 空速状态下是无能为力的;虽然可以利用双发推力差产生控制力矩,但发动机控制的滞后使得这种控制手段还无法适应精确灵活的控制模式。
发动机失速
发动机是所有飞机的基础,不管你想让你的飞机干什么,不管你的飞机设计如何出色,失去了发动机的动力,就只有一个结果——废铁一块。AL-31F 发动机之所以名头如此响亮,很大程度上得益于 1988 年那个震惊世界的“普加契夫眼镜蛇”。能够在如此恶劣的情况下仍稳定工作的发动机,其自身的可靠性不用说是相当高的。
那么 F-22 的心脏——F119-PW-100 的可靠性又如何呢?按照琼·比斯雷的说法,F-22 在所飞过的每种条件下(包括 0 空速)都进行过发动机测试,油门从军用推力猛地推到全加力,然后迅速拉回。除了正常的油门变化外,他们还在油门过渡顶峰状态加入快速横侧操纵输入,以便利用液压泵尽可能多地分享发动机功率,加大发动机的负载。即使在这样的条件下,发动机仍然正常工作。对于飞行员来说,这实在是一个福音:F-22 的设计保证了几乎在任何状态下都不会失控,变成一个疯狂旋转的陀螺,但一个在稳定可控状态下撞地的铁块实在比一个失控的陀螺好不到哪里去;而 F119 可以解决飞行员在这方面的顾虑。F-22 最终实现“无忧虑操纵”,发动机是关键之一。