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lifei200196
伯爵 | 2009-2-7 03:48:01

戰隼PK支點:米格-29眼鏡蛇機動好看不實用

米格家族最新型號米格-35戰機

擔任假想敵的F-16N型戰機

  作為第三代輕型戰鬥機的代表,F—16和米格一29先後裝備了很多國家的空軍。那麼誰才是真正的“輕量級冠軍”?有很多愛好者曾經拿一些常用的飛行數據來進行比較,進而判斷飛機的近距離格鬥能力,如爬升率、盤旋半徑、翼載荷、推重比等。但在衡量現代戰機的機動性好壞遠比那幾個簡單的基本飛行數據復雜得多。在此,筆者作簡單的分析供讀者參考。

  能量爬升率

  所謂的能量爬升率是指飛機當時飛行速度乘以發動機剩余推力——即發動機可用推力與飛機阻力的差值,再除以當時飛機的重量(又稱單位重力剩余功率),是衡量戰鬥機機動性的重要指標之一。在F—16與米格一29雙方能量爬升率的對比中,由於來自不同國家媒體提供的相關參考數據不盡相同,出於不同國家不同的目的——當然大部分國家都是“老王賣瓜,自賣自誇”,公開的資料或多或少地都有些水分。初於保守起見,筆者參考相對權威的《簡氏防務周刊》公布的雙方早期機型的飛行數據:在海平面高度,早期的F一16A型在機內半油無外掛的情況下達到326米/秒,後來的C型因為任務需要增強增重,其最大爬升率下降為305米/秒左右。而早期的米格一29也在無外掛半油的條件下起飛,其最大爬升率也為320米/秒,後期改進型號也因為任務需要增強增重。因此在能量爬升率上,二者旗鼓相當、不分上下。但是以筆者的觀點:由於決定能量爬升率高低的兩個關鍵要素,一個是增加飛機的推重比,另一個是減小飛機的平飛阻力。實現前者在於提高發動機的推力和減輕飛機自身的重量;而後者主要是靠優化飛機的氣動布局、使用先進材料以及結構布局來實現的(實際上是平飛阻力與飛機重量的比值)。在F一16與米格一29飛機推重比的對比中,參考《簡氏防務周刊》公布的雙方早期機型的飛行數據,F.16最大推重比接近1.1,而米格一29為1.06。在雙方的平飛阻力上,由於沒有公開的數據資料,我們無法對比。不過從雙方的氣動外形、結構布局以及飛機正面投影面積上看,F.16可能更小一些,因為F一16采用單垂尾,比米格.29少了個垂尾,此外F.16的翼形厚度也相對較薄,另外在結構重量上以及體積尺寸上更輕更小。因此在零升阻力上F一16也應該占據優勢。話說到這裡,大家可以很容易根據上面公式判斷出F一16應該在能量爬升率上稍微占據優勢。

  盤旋能力

  盤旋能力是戰鬥機常規機動性能中另一個重要指標,而現代戰機的盤旋能力主要包括穩定盤旋性能和瞬時盤旋性能兩個方面。在穩定盤旋上,決定其能力大小的主要因素有飛機可用升力、翼載荷、發動機推力和飛機阻力,當然還有飛機的配平能力,而瞬時盤旋能力卻有所不同,它只與最大可用升力系數以及翼載荷有關(當然還受飛機結構和人員生理極限限制),與能量爬升率無關。因此前者屬於能量機動範圍,而後者屬於角度機動範圍。衡量飛機盤旋性能相關的參數有很多,主要有盤旋半徑、盤旋角速度和過載等。 在翼載荷上,根據公開的資料計算,

  F一16空重翼載荷約237千克/平方米。3000千克有效航載(2000千克油料和1000千克其他載荷)翼載荷約為340千克/平方米。而米格一29空重翼載荷約為300千克/平方米,3000千克有效航載(2000千克油料和1000千克其他載荷)翼載荷約為374千克/平方米。可見F一16翼載荷更小,對盤旋性能有益。Jtt,gb在飛機的推重比上,為公平起見,我們都把他們設定在3000千克有效航載(2000千克油料和1000千克其他載荷)。此時F一16的推重比為1.23,而米格一29為1.17,F一16略占優勢。雖然,飛機的可用升力和飛機的配平能力大家不得而知,但是筆者認為,由於F一16與米格,29具有相近的展弦比和後掠角,只不過米格一29機翼翼形相對較厚,低速升阻比應該較大,應該具有更佳的低速盤旋性能表現。而在飛機飛行阻力上,由於F一16采用單垂尾,翼形薄,高速飛行時氣動阻力要小些,不過低速時誘導阻力相對要比翼型較厚的米格-29要大,因此低速盤旋性能相對於米格一29要差些。據說F一16在低速時最小的盤旋半徑為310多米;而米格一29在低空低速情況下最小盤旋半徑僅有252米。但在空速較高的亞/跨聲速階段(M0.6-1.2),情況就截然相反了。由於采用雙發雙垂尾布局的米格一29氣動阻力大、翼載大,此外由於機身材料結構強度上的限制,在亞跨聲速階段過載要求不大於7g,否則飛機將有顫振的危險。而在這一速度階段正是戰機作各種劇烈格鬥機動的常用速度區。因此盤旋性能顯著下降。而此時F一16氣動阻力小、翼載小、推重比較高,且機身結構抗過載大,即使在亞跨聲速階段也可以達到9g,因此在高速階段F一16應該能拉出更小的盤旋半徑和更高的盤旋過載。據報道F-16A在飛行速度為M0.7時,其盤旋半徑僅為650米。而米格一29在該空速下的最小盤旋半徑達870多米。因此在亞/跨聲速段的,F一16應該具有更好盤旋性能的優勢。此外在盤旋角速度上,根據公開的資料,早期的F一16A型最大瞬時盤旋角速度可達到28度/秒,後來改進的型號因為任務需要而在結構增強增重,造成翼載荷增加而導致盤旋角速度下降,但其瞬時盤旋角速度也可達25度/秒。而早期的米格.29在低空的某一空速下其最大瞬時盤旋角速度也可達到28度/秒。在穩定盤旋性能上,F一1 6A穩定盤旋性能在現代的三代機中間是最好的,最大穩盤可達2l度/秒,而米格一29僅為18度/秒。

  敏捷性

  接下來我們來談談飛機敏捷性,所謂的敏捷性就是飛機從一種機動動作改變到另一種機動動作的能力,即飛機瞬態響應性好、反應敏捷迅速。衡量飛機敏捷性的判據很多,主要有滾轉敏捷性、扭轉敏捷性、軸向敏捷性等等。(參看鏈接)

  由於F一16采用單發單垂尾氣動布局,且發動機與飛機中軸線重合,整個飛機布局結構緊湊,質量比較集中,飛機轉動慣量小,再加上單垂尾的布局設計,氣動阻尼小,在一定舵面的偏轉力矩下,應該具有更優異的滾轉敏捷性。這一點相信看過F-16飛行視頻的人都應該為其驚人的滾轉能力感到驚嘆。據報道,在低空F—16的最大初始滾轉角速度達到340度/秒,接近一周。而像米格.29這類采用雙發雙垂尾的結構布局的戰機發動機間距大、機體寬,飛機轉動慣量大,再加上采用雙垂尾布局產生的氣動阻尼較大,因此在舵面產生相同的滾轉力距下,飛機滾轉角速度和角加速度相對於窄機身布局小,飛機滾轉敏捷性差。據俄方資料報道為250度/秒,但筆者通過大量視頻觀測判斷這也是在連續進行多周滾轉條件下產生的數據,初始滾轉速度遠沒達到這些。此外,據說米格一29在滾轉過程中,對飛機的迎角也有嚴格限制,不得超過26度,否則副翼失效甚至反效。而F一16即使在迎角達30度的情況下也能出色順利完成滾轉機動。因此在滾轉敏捷性上,米格一29要比F—16遜色的多。

  此外,F一16裝備的F100系列發動機采用的數字式燃料自動控制系統(FADEC),能比傳統發動機燃料控制裝置更快地對飛行員指令做出反應。相比傳統的氣動發動機燃料控制裝置,在采用FADEC技術後,將油門推力由最小升至最大狀態的時間比過去減小了2秒鐘。這大大改善了發動機的響應性,再加上F一16阻力小、重量輕,當然其軸向敏捷性也就更高。而米格。29上裝備的RD.33系列發動機采用傳統的氣動發動機燃料控制系統,因此發動機的響應性相對較慢,再加上飛機阻力較大、重量大,其軸向加速的敏捷性也就差些。

  在俯仰敏捷性方面,根據公開的資料,米格一29的俯仰角速度為30度/秒,F一16為31.5度/秒,二者差距不大。(注:這裡指在可控迎角範圍內的俯仰敏捷性,不包括“眼鏡蛇機動”那樣的非可控的大迎角機動。)

  除了上述常規機動敏捷性能外(絕大部分位於飛行包線中段),軍迷們最感興趣的可能就是米格一29具備一定的過失速機動能力,能做出普通F-16不能做出的過失速機動動作。然而實際上,除量產型F一16不具備過失速機動能力外,F一16的許多試驗改進型(F一16/CCT、F—16/XL、F-16/MATV)都能做出比“眼鏡蛇機動”更加令人瞠目結舌的過失速機動動作。不過,筆者認為在近距格鬥中,“眼鏡蛇機動”之類的花哨動作只不過是吸引老百姓眼球的,好看但不實用,其戰術意義遠沒有俄媒體宣稱的那麼大。

  此外,飛機的可操縱性也是一個重要的參考因素。所謂的可操縱性就是戰機飛行品質好、各種開關方便操作、杆力柔和,駕駛員負擔小、飛行無顧慮。只有這樣,才能為近距格鬥提供有利保障。在座艙總體布局上和各類儀表及開關等設置以及駕駛員的操作上,F-16也比米格一29舒適方便得多,更符合人體工程學,使駕駛員能迅速、方便、快捷地執行空戰運動。此外,具有一個開闊的座艙視界也直接關系到飛行員的目標方位感知能力。由於F一16采用特有的無邊框氣泡式全景座艙,在座艙的視界上相對於米格一29來說占有明顯的優勢。

參與攻擊塔利班行動的美軍F-16C戰機
  總的來說,F-16在能量爬升率和敏捷性上要強於米格-29

由米格-29M2改進而來的米格-29OVT超機動戰機
  米格-29在座艙總布局上要比F-16差很多。

駐韓美空軍F-16C機群空中飛行
  F-16戰機的對外銷售量要遠遠超過米格-29戰機。

俄空軍裝備的米格-29B戰鬥教練機
  在能量爬升率上F-16要稍占優勢

穩定盤旋能力上F-16戰機是三代機中最好的
  盤旋能力是戰鬥機常規機動性能中一個重要指標。

米格-29SMT是新的多用途改型戰機
  要某些數據上,米格-29雖然不如F-16,但優秀的飛行員可以在戰鬥中揚長避短,進而決定戰鬥的勝負。

F-16的格鬥性能優秀被美空軍選為假想敵部隊用來模擬米格-29戰機
  美國空軍假想敵部隊目前主要裝備F-16N與F-15C戰機。
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