歼-10的这个酷炫动作竟是在失误中发现的!

作者:朱磊来源:蝌蚪五线谱发布时间:2018-12-06

眼镜蛇机动是人类飞行史上第一个过失速机动动作,它居然是在飞行失误中意外发现的!

本月初,两年一度的珠海航展着实令国内的一票飞行迷们大呼过瘾。然而,歼-20却略显郁闷,它本应是本届航展上的头号王者,不承想半路杀出个程咬金,歼-10B凭借眼镜蛇机动等一系列精彩的表演抢了不少风头。

图1 - 珠海航展上,歼-10B首次公开表演眼镜蛇机动(图片来源:新浪军事)【备注:图片为gif格式动图】

珠海航展上,歼-10B首次公开表演眼镜蛇机动(图片来源:新浪军事)

酷炫的眼镜蛇机动是人类飞行史上第一个过失速机动动作。有趣的是,它居然是在飞行失误中被意外发现的。我们不妨先从30年前的另一场航展说起。

冲天一飞惊四座

话说1989年6月,法国巴黎航展在郊外的勒布尔热机场如火如荼地举行。这天,人们早早来到观众席,翘首期待着激动人心的飞行表演。

不一会儿,一架飞机出现了。其外形十分漂亮,宛如一只美丽的仙鹤,流线型的机头微微向下,座舱则呈优美的水滴形。伴随着巨大的引擎轰鸣声,飞机迅速冲出跑道,直上云霄。随后令所有人都瞠目结舌的一幕发生了——

只见飞机先以平行姿态飞行,然后突然急剧抬头,机身与地面的夹角越来越大。然而奇怪的是,飞机并未向上飞行,而是出现了机尾在前、机头在后的平飞状态!数秒后,机头又突然下压,恢复到最初的飞行状态,从人们的头顶呼啸而过。


巴黎航展苏-27眼镜蛇机动震惊世界(爱奇艺)

不到十秒钟的表演让人群霎时沸腾起来,所有人都不敢相信眼前发生的一切,不时有人呼喊:“太神奇了,它简直像正在进攻的眼镜蛇!”人们的激动与震惊是有理由的,这是人类飞行史上第一个过失速机动动作!

我们知道,机动性是衡量战机作战能力的重要指标之一。不过,在实际空战中,单纯依靠快速机动并不能决胜。单位时间内飞机改变速度、方向和高度的程度,保持准确姿态的难易程度及飞机对操纵响应的快慢程度等,也都是影响飞机机动性的重要因素。上世纪80年代初,德国工程师沃尔夫冈·赫伯斯特(Wolfgang Herbst)据此提出了过失速机动的概念,即当飞机因迎角过大而处于失速状态时,飞机仍然处于受控状态,可以在很小的速度下,急剧改变飞行速度、方向、高度和姿态。

然而,当西方还在争论过失速机动的战术意义时,苏联人竟在航展上率先向世界宣告:过失速机动空战的时代已经到来!完成这一壮举的正是后来名声大噪的苏-27。仅仅几秒的机动表演,令整个西方震惊不已,人们将这一动作称为“眼镜蛇机动”。此后,西方的飞机设计师们开始绞尽脑汁,试图将飞机的机动性能提高到苏-27的水平。

图2 - 苏-27飞机(图片来源:www.plane-encyclopedia.com)

苏-27飞机(图片来源:www.plane-encyclopedia.com)

廿年辛苦不寻常

自从在巴黎航展小试牛刀后,苏-27开始成为世界各大航展的明星。但很少有人知道,在完成眼镜蛇机动之前,苏-27曾多次坠毁,可谓实打实的“摔出来的飞机”。

1969年,为对付美国的F-15战斗机,苏联决定由苏霍伊设计局研制一种新型超音速全天候战斗机。新飞机的研制由总设计师帕维尔·苏霍伊(Pavel Sukhoi)亲自督战。苏霍伊是苏霍伊设计局的创始人,苏联最杰出的飞机设计师之一。在他的领导下,苏-27的研制工作似乎十分顺利。不幸的是,六年后,苏霍伊去世。随后,苏霍伊的得力助手米哈伊尔·西蒙诺夫(Mikhail Simonov)接过总设计师的大权,着手推进苏-27的研制。

图3 - 帕维尔•苏霍伊(图片来源:www.by-time.ru)

帕维尔•苏霍伊(图片来源:www.by-time.ru)

西蒙诺夫接手时,苏-27飞机已经通过苏联空军的鉴定并开始制造。然而,西蒙诺夫却对原先的设计很不满意,他认为气动控制性和方向安定性都存在问题,航电和结构大大超重,根本不是美国F-15飞机的对手。他决定暂停之前的研制计划,另起炉灶重新设计。

这可不是个容易的决定,要知道,苏-27可是他的恩师苏霍伊负责的,设计部门和军方也都为它付出了巨大心血。西蒙诺夫的决定毫无意外地遭到几乎所有人的反对,苏联航空工业部副部长西拉耶夫甚至愤怒地指责他“完全是个麻烦制造者”。西蒙诺夫没有退缩,他找到西拉耶夫,向后者立下军令状,保证三年内让新飞机上天。

图4 - 米哈伊尔•西蒙诺夫(图片来源:www.britannica.com)

米哈伊尔•西蒙诺夫(图片来源:www.britannica.com)

1981年4月,重新设计的苏-27顺利完成首飞,西蒙诺夫得以松了口气。可接下来的事儿,却让他再次神经紧绷。原来,苏-27竟在一年内发生了六次坠机事故,试飞员还因此丧生!为了尽快找到事故原因,西蒙诺夫没有叫停试飞,反而增加了试飞飞机的数量。功夫不负有心人,一次,试飞员在副翼掉落的情况下仍然驾驶飞机安全着陆,西蒙诺夫这才进一步掌握苏-27的飞行性能,找到了问题的解决方案。

1985年,第一批苏-27正式服役,其优异的综合性能让人不得不佩服西蒙诺夫当初的决定。

“美丽”失误成佳话

巴黎航展上驾驶苏-27的是苏联王牌飞行员维克多尔·普加乔夫(Viktor Pugachev),因而人们也将眼镜蛇机动叫作普加乔夫眼镜蛇机动。实际上,第一个做出眼镜蛇机动的飞行员并非普加乔夫,而是伊戈尔·沃尔科(Igor Volk)。有意思的是,尽管苏-27服役后表现十分出色,但最初谁都没想到它能做出眼镜蛇机动等一系列高难度动作,它的高超技能居然是沃尔科和设计师们在飞行失误中发现的。

图5 - 维克多尔•普加乔夫(图片来源:www.aex.ru)

维克多尔•普加乔夫(图片来源:www.aex.ru)

一次,沃尔科在飞行过程中,苏-27飞机的大气数据系统出现故障,引起速度表显示有误。他在调整速度时,不慎使飞机迎角超过60度,进入失控状态。正当沃尔科打算弃机跳伞之际,飞机竟神奇地自动恢复到正常飞行状态。不久,另一位飞行员在驾驶苏-27时,也不幸导致飞机失控。和沃尔科不同的是,这次,飞行员选择了跳伞。然而,令人费解的是,无人操控的飞机竟再次自动恢复到正常飞行状态,继续按照预定程序飞行,直至燃油耗尽才落地。

图6 - 伊戈尔•沃尔科,除了担当试飞员,他还是宇航员(图片来源:www.collectspace.com)

伊戈尔•沃尔科,除了担当试飞员,他还是宇航员(图片来源:www.collectspace.com)

沃尔科和设计师们感到问题并不简单。经过多次大迎角试飞后,他们惊讶地发现,苏-27在大迎角条件下具有很大的俯仰角速度,操纵性和稳定性依然良好。得知这一消息,总设计师西蒙诺夫也大感意外,这完全不在当初的设计范围之内!

后来,沃尔科又进行了大量试飞。1987年9月,他行云流水般地完成了一套动作:首先以每小时400~450千米平飞,然后拉起,迎角增加到110~120度,保持平飞减速,在3~4秒内减速到每小时125千米,最后机头平稳下俯,恢复正常平飞。在此飞行过程中,飞行高度几乎不变,发动机正常工作,飞机无偏离,完全可控制。

这,便是眼镜蛇机动。

图7 - 眼镜蛇机动过程示意(图片来源:en.wikipedia.org)

眼镜蛇机动过程示意(图片来源:en.wikipedia.org)

眼镜蛇机动拉开了人类过失速机动飞行的序幕,它具有快速指向的能力,在近距空战中既可作为进攻的战术手段,也可用于有效防御,堪称现代先进战机克敌制胜的一大法宝。后来,钟形机动、钩子机动、榔头机动、赫伯斯特机动等过失速机动动作纷纷出现,航展上的飞行表演也从此变得愈发炫目。

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参考文献:

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[7] 沈军. 苏-27的飞行特技,你知道几个?[N]. 中国国防报,2016-4-29(15).


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