軍情銳評 | 隱身技能“見光死”?俄軍蘇 -57 戰機尚存設計缺陷 難敵美 F-22

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近日,俄羅斯空天軍 4 架蘇 -57 隱身戰機飛赴敘利亞赫邁米姆空軍基地進行實戰測試的新聞成為全球各大媒體關註的熱點。人們都很好奇,俄軍究竟是出於什麼目的,才會將這種連國傢試驗都尚未完成的最新戰機部署到前線呢?

▲獨傢視頻:首次海外實戰!俄蘇 -57 隱身戰機飛赴敘利亞測試

《今日俄羅斯》網站於 2 月 26 日發佈的消息稱,蘇 -57 此次部署敘利亞,主要是要在 " 半實戰環境 " 中測試其雷達及其他航電系統。俄軍事專傢阿列克謝 · 列昂科夫日前評論稱:" 配備瞭 N036 ‘松鼠’相控陣雷達的蘇 -57,作戰性能將超越美國現役的 F-22 和 F-35 隱身戰機 "。那麼蘇 -57 究竟隱身性能如何?與美軍 F-22 相比孰優孰劣?本文就此為您解讀。

▲圖為以色列 ISI 地理信息公司的衛星於 2 月 23 日拍攝的俄駐敘赫邁米姆空軍基地衛星照片,可見 2 架蘇 -57 隱身戰機與蘇 -35S 重型戰機並排停放在停機坪上。

據《今日俄羅斯》網站援引俄羅斯《生意人報》內部人士報道稱,俄空天軍此次將蘇 -57 隱身戰機派往敘利亞,主要是要在 " 半實戰環境 " 中測試其機載雷達及其他航電設備,武器系統並非試驗重點。據悉經過測試後,俄軍技術人員似乎對蘇 -57 的雷達系統十分滿意。

俄軍事專傢阿列克謝 · 列昂科夫評論稱:" 蘇 -57 裝備的 N036 雷達(實際上他指的應該是 Sh121 多功能雷達系統,包含 3 部 X 波段相控陣雷達)可以為飛行員提供近 360 度態勢感知能力,蘇 -57 全方位多角度佈置的雷達天線系統可使美軍 F-22 和 F-35 的所有隱身創新失去效用 "。不難看出,這位專傢對蘇 -57 的雷達和航電系統雖有誇大之詞,但就目前公開資料來看,蘇 -57 在反隱身戰機探測性能方面與傳統俄制戰機相比的確有瞭質的飛躍。

    

蘇 -57 是俄羅斯蘇霍伊設計局本世紀初(2002 年左右)開始研發的單座雙發隱身多用途重型戰機,脫胎於俄空天軍的 PAK-FA(" 未來前線戰鬥機系統 " 的俄語縮寫)項目,首架原型機於 2010 年 1 月成功試飛,截至 2017 年 9 月已制造瞭 11 架原型機(其中 4 架派往敘利亞)。

▲圖為俄軍方於 2017 年 9 月公開的最新一架蘇 -57(單機編號 511,即第 11 架原型機)原型機照片。

先來看俄專傢引以為豪的蘇 -57 航電系統,其中起到核心作用的是 Sh121 多功能雷達系統,由 3 部 X 波段 " 有源相控陣雷達 "(AESA)組成,包括一部佈置在機頭位置的用於前視探測的 N036-1-01 型 AESA,以及 2 部佈置在前機身左右兩側的 N036B-1-01 型側視 AESA(用於補充 X 波段前視雷達的盲區,起輔助探測作用)。

▲圖為俄軍公開的蘇 -57 搭載的多種雷達系統,從左至右依次為 N036L-1-01 型 L 波段雷達(負責探測敵軍 X 波段隱身戰機及敵我識別),N036B-1-01 型 X 波段側視雷達(輔助探測,用於補充 X 波段前視雷達的盲區)以及 N036-1-01 型 X 波段前視雷達(主要探測)。

俄軍公開數據顯示,Sh121 雷達系統的最大探測距離超過 400 千米,可同時跟蹤 60 個空中及地面目標,並對其中 16 個目標實施同步攻擊。除 3 部 X 波段雷達外,蘇 -57 還在兩側主翼前緣上裝有 2 部 N036L-1-01 型 L 波段雷達,除用於探測能在 X 波段隱身的敵軍隱身戰機外,還起到敵我識別功能,可以看作是 X 波段雷達的輔助探測手段。

▲蘇 -57 全外掛地面測試資料圖

如果單從搭載的雷達種類和數量看,蘇 -57 可能比 F-22 率先實現瞭 " 智能蒙皮 " 共形天線技術(最初由美空軍於 1985 年提出,將不同波段的雷達天線集成嵌入到戰機的蒙皮系統內部,不僅能將機載雷達的探測和通信距離提升 5 倍以上,還能有效減少戰機的飛行重量和飛行阻力,同時降低雷達反射面積),但其應用仍晚於美軍的 F-35。

除上述 5 部雷達外,蘇 -57 還配備瞭俄制戰機的傳統傳感器,即位於座艙前方、機頭附近的 OLS-50M 紅外搜索與跟蹤傳感器(簡稱 IRST)。按俄軍宣傳,蘇 -57 利用該系統,可在雷達不開機的情況下,從遠距離探測和鎖定敵軍戰機。

另外蘇 -57 在全動垂尾上還搭載有最新式的 L402" 喜馬拉雅 " 新型電子對抗系統,俄軍稱該系統也可用於 " 破解美軍的隱身戰機優勢 ",但詳細技術細節尚未公開。可見俄軍在強化蘇 -57 的反隱身戰機作戰方面已經達到瞭空前的高度,但在實戰條件下對美軍 F-22 和 F-35 能有多大效果仍需檢驗。

▲圖為蘇 -57 啟動 AL-41F1 發動機後燃器特寫照,仍采用俄軍戰機傳統的全向軸對稱推力矢量噴口,盡管空戰機動性能強,但不利於紅外隱身。

盡管在反隱身戰機探測方面下足瞭 " 功夫 ",但蘇 -57 自身仍存在著多項致命的設計缺陷,很可能導致其在還沒探測到 F-22 的情況下就被對方遠程鎖定。

首先是蘇 -57 並未采用 4 代機標志性的 S 形進氣道設計,即進氣口與發動機不在同一軸線上,可防止雷達波直接照射發動機葉片形成凹腔反射,提升隱身能力。

從對比照片上可看出,美軍 F-22 采用瞭 S 形進氣道設計,從正面無法看到發動機葉片,而蘇 -57 則仍采用常規進氣道,渦扇發動機葉片清晰可見,經雷達波照射時會形成致命的 " 凹腔反射 "(除瞭在反射過程中被進氣道壁面吸收的部分,進入凹腔的雷達波會完全反射回入射方向,形成強烈的雷達回波)。

▲左小圖 F-22 采用的 S 形進氣道,而右小圖的蘇 -57 則仍采用常規進氣道,渦扇發動機葉片清晰可見,雷達波照射時會形成強反射特征,後者是隱身戰機的 " 大敵 "。

做個形象比喻,就像人對著井裡吼一聲,回聲出奇地大,遠遠超過對著同等距離的墻面吼一聲的回聲。發動機進氣道恰好是這樣一個凹腔,在凹腔的底上,還有和前進方向垂直的發動機正面,會進一步加強雷達反射。而高速旋轉的發動機葉片會形成有規律的回波,很容易被敵方雷達捕捉到。雷達甚至可以通過對葉片的不同轉速來識別戰鬥機型號。對於隱身戰機來說,進氣道隱身是頭等要務,沒瞭這個,一切免談。

另一大劣勢是蘇 -57 目前使用的 AL-41F1 渦扇發動機,其仍采用俄軍戰機傳統的全向軸對稱推力矢量噴口,盡管能提供較強的空戰機動性能,但會令蘇 -57 後半球的紅外隱身性能大打折扣。而美軍 F-22 隱身戰機采用的二元推力矢量噴口則在兼顧推力矢量性能(會損失部分能量,但屬於可接受范圍)的同時,保證瞭後半球的紅外隱身性能,不論是設計理念,還是實際性能都要優於目前蘇 -57 使用的 AL-41F1 發動機。

▲盡管俄軍於 2017 年 10 月公開的其為蘇 -57 研發的最新的代號 " 產品 -30" 的渦扇發動機照片上,顯示其噴口采用瞭鋸齒設計,隱身性能略有提升,但與二元推力矢量噴口相比仍存在差距。

最後是蘇 -57 的武器系統設計。除一門 30 毫米 GSh-301 固定航炮外,蘇 -57 可搭載總計 10 噸的包括空空導彈、空地導彈、制導炸彈在內的各種武器彈藥,例如射程超過 193 千米的 K-77M 遠程空空導彈,以及射程超過 140 千米的 Kh-58UShKE 高速反輻射導彈等。

蘇 -57 的載彈量與 F-22 幾乎不相上下,但從外形上來看,蘇 -57 的狹長形內置彈艙空間十分有限,估計隻能搭載 4 枚空空或空地導彈(F-22 則最多可搭載 6 枚 AIM-120C 空空導彈),而位於進氣道兩側的武器艙是否存在,還是一個謎。而其大部分能搭載的武器仍要通過翼下外掛,無疑對蘇 -57 的隱身性能又要大打折扣。

▲圖為俄方制作的蘇 -57 所能搭載的大部分武器彈藥 CG 效果圖

綜合來看,目前仍處測試階段的俄軍蘇 -57 在整體作戰性能上實際要落後於美軍 F-22 戰機,尤其在隱身性能方面,最多隻能勉強符合 " 準隱身戰機 " 的標準,距離俄軍專傢所說的 " 全面超越 F-22 和 F-35" 仍有相當長的距離。當然也不排除俄軍在經過敘利亞實戰測試後,對蘇 -57 的設計進行大幅改進,對此人們將拭目以待。

推薦圖集

▲本圖列舉瞭目前西方軍事刊物對蘇 -57 的技參性能推測,實際其性能參數仍處於保密階段。

▲本圖展示瞭蘇 -57 的雷達及武器系統

▲除先進的機載雷達設備外,蘇 -57 還配備瞭最新的 " 喜馬拉雅 " 電子對抗系統,以及 OLS-50M 紅外搜索跟蹤探頭(可在雷達不開機的狀態下鎖定敵機)。此外,按俄軍計劃,量產型蘇 -57 將於 2020 年換裝代號 " 產品 30" 的新型渦扇發動機,屆時將具備超巡能力。

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