苏联米格1·44验证机灭亡史,有人说是中国歼20战机的原型

2021-01-22 17:24:02 万乘之尊

一:苏联第五代战斗机的起源

在20世纪80年代初,苏联战斗机设计局的任务是开发两种战斗机,以对抗尚未建成的美国ATF所构成的威胁,一种临时命名为MFI 的双引擎重型多用途战术战斗机,一种轻型战术战斗机,简称LFI ,MFI通常被称为“项目512”,而LFI内部被称为“项目412”,这是一个通常用于军事装备的代码,是为了愚弄西方情报机构,让他们认为这是另一个版本的米格-29,第五代战斗机及其系统和设备的开发是一件复杂的事情,开发成本和工作的复杂性越来越高。航空航天和电子工业的工作量超过了他们的能力,所有这些促使苏联政府在1983年制定了一个所谓的联合任务计划,目的是开发适用于所有级别飞机的新系统和新技术。改善各机构和部门之间的相互作用,减少官僚主义的繁文缛节,最大限度地提高效率。该计划被纳入了五年经济发展计划,

对MFI(512项目)和LFI(412项目)的临时规格研究持续了数年,许多研究机构都积极参与了概念的制定,涉及无与伦比的数量的风洞小试和规模空前的模型测试,经过大量的理论研究和风洞研究,工程师推荐用鸭翼布局,因为它提供了所需的敏捷性和最大升力静态不稳定飞机尾部的重心位置,飞机大三角翼前沿40到450,内部武器舱或者至少规定保形武器舱。可变的进气口被设置在腹部,以便在剧烈机动(特别是高阿尔法机动)和整个速度范围(包括超音速速度)中获得最大效率。战斗机以推力矢量控制(TVC)为特色,提供超机动性和短距起降(STOL)能力,在其他配置中,对发动机和二维(矩形)矢量喷管的通用进气进行了评估,他们研究了侧杆控制和使用柔性火炮的可能性以及数百个其他问题,随着风洞测试结果、初步的动力装置和航空电子设备规格以及雷达吸波材料(RAM)参数的研究,设计逐渐成型。鸭式布局得到批准,连同进气口的形状、喷嘴、垂直尾翼和腹鳍以及飞机系统的主要尺寸参数在这个阶段被决定,

计划中的第五代米格战机在所有方面都与现有的苏联战机不同。首先,他们采用了紧密耦合的鸭翼布局和自适应机翼设计,在亚音速和超音速模式下都提供了高升力/阻力比,并能够在极端高升力系数下飞行,机翼呈弧形并有特色前缘板条,战斗机将由第五代推力矢量喷气发动机提供动力,航空电子设备利用交互控制。飞行仪器。武器控制系统(WCS)、电子对抗(ECM)、导航和通信设备被多路数据设备集成到一套设备中,人工智能规定从地面指挥、控制和通信中心下载或通过第四数据链(航空电子设备)上传到地面指挥、控制和通信中心以及武器也被集成到飞机的装备套件中,由于采用了最先进的电子元件,武器的性能将达到一个新的水平,最后与现有的设计相比,它们具有更高的使用寿命,更低的维护工时要求和减少损坏消除时间。

然而,苏联发现很难同时为两个第五代项目的开发提供资金,因此LFI被搁置,工程师们集中精力于“重型”MFI,这就是1.42验证机,乔吉·a·塞多夫被任命为总项目工程师,工程师进行了大量的设计工作,大规模使用复合材料制造主要的机身组件。为了使众多的控制面和矢量发动机喷管协同工作,研制了一种联合飞行控制系统。与此同时,其他参与该项目的专业设计局正忙于定义航空电子设备的多路数据交换通道架构。新数据表示/输入方法和新一代高性能标准化计算机。进行了大量的工作或集成航空电子设备,包括新一代火控雷达和新型导弹。自从两级(轻型战斗机/重型战斗机)的概念已经被抛弃,取而代之的是一种“一刀切”的方法,“多功能”的MFI的名字变得极其重要,这意味着战斗机将同时具备空对空和空对地能力,而不会相互妥协。

二:1.42验证机的诞生和灭亡

MFI的第一套蓝图是在1986年发布的,研究使用了大型无线电控制模型,这些模型安装了传感器和数据链系统,将空中数据传输到地面站,由直升机起飞释放滑翔到地面,特别注意在极端AoAs的稳定性和操纵,旋转恢复特性和战斗机飞行包络线的极限,测试采取了极端的安全措施。试验空投的时间被精心安排在美国监视卫星不在该地区上空的几个小时内,尽管如此,滑翔模型还是涂上了绿色/黄色的迷彩——以防万一,滑翔模型的测试证实,战斗机可以保持稳定和可控的迎角高达60度。这被认为是不可能的的极端飞行模式,

1.42激发机翼上方高阿尔法气流的旋涡是由通过试验和误差选择的鸭翼前平面连接梁形成,早期的1.42型设计采用了传统的全可移动鸭翼,前缘不断裂,但后来添加了犬齿翼来产生额外的漩涡,犬齿鸭翼是独一无二的,此外,尾部优先布局最大的升力和鸭翼执行俯仰阻尼功能,战斗机的联合飞行控制系统除了常规的控制面,它还包括高升力装置(两段前缘襟翼和两段襟翼)和矢量发动机喷管。该系统可以持续监控飞机在所有飞行模式下的静态不稳定行为,有助于减少飞行员的工作量

1.42将拥有最先进的航空电子设备,包括一个强大的相控阵火控雷达和后报警雷达(RWR)。这是一种设计用于超视距(BVR)空对空战斗的相控阵雷达,具有多目标攻击能力,除了触发飞机的主动ECM设备检测到敌人战斗机在后半球,RWR可以引导短程导弹向后发射,为MFI开发航空电子设备的公司面临着许多同样重要的任务。拥有人工智能的计算机必须与大量的数据库一起创建。必须发展一种预先计算打击任务剖面时间尺度的系统。各种过滤和分类接收信息(例如雷达数据)的方法必须设计出来,以消除在作战区域的雾霾对飞机目标系统的不利影响,在识别和跟踪多个空中和地面目标时选择优先威胁。最后,提出了在综合wcs中利用雷达数据的算法。MFl航空电子设备需要解决的任务越来越多,越来越复杂,这就要求了机载数字计算系统的方法,该系统被设计成一个集成系统,具有共同的数据处理资源和任务分配,而不仅仅是一些相互连接的系统。

发动机被要求给予飞机持续的超音速巡航能力,相比之下,最好的第四代战斗机只有使用加力机才能在水平飞行中超过1马赫,这大大增加了燃料消耗,将超级巡航时间限制在只有1到15分钟。AL-41F采用了许多革命性的技术(包括粉末冶金),并使用了复合材料和新型合金等先进材料,竭尽全力降低发动机的热量和雷达信号,改善其空气动力学性能,与现有AL-31F加力涡扇发动机相比,几乎在每个方面都有了很大的改进,涡轮温度上升了12%,而重量推力比达到了令人印象深刻的0.09,而AL-31F的重量推力比为0.125,与它的前身相比,AL-41F有更少的部件。AL-41F从一开始就设计为推力矢量引擎,以适应MFI的超机动性要求,最初工程师设想了二维喷嘴,这种结构允许只使用俯仰,但比轴对称的收敛-发散矢量喷管更“隐形”,也更容易建造,

到20世纪80年代末,苏联的飞机工业已经积累了如何才能制造出真正的第五代战斗机——一种将超过西方同类战机中最好的战斗机的知识,1.42多用途战斗机第一个完整的蓝图于1989年发布,1991年,MFI的高级发展项目以优异的成绩通过了空军的审查。接下来,米格设计局开始发布制造图纸和其他技术文件,传递给生产工厂,这是一种全新的飞机,诺夫哥罗德飞机制造厂建造了许多测试平台和“铁鸟”,用于验证飞行控制电气、液压、燃油系统和空调系统。对设计过程做出了很大贡献进气口、控制表面和武器的位置都经过了一次又一次的定义和改进,弹射座椅在莫斯科附近的国家飞机系统研究和试验场进行了测试,使用安装在火箭动力台车上的1.42的前机身。作为全面测试MFI的第一步建造一个技术演示器。这架飞机将执行最初的飞行测试计划,验证选择的气动布局和FBW控制系统,还将用于测量RCS,并验证战斗机的一些系统。

然而苏联的解体和随之而来的动荡导致了强大的苏联飞机工业的崩溃,米格设计局受到了最严重的打击,1992年以后,对MFl方案的资助几乎不存在。尽管如此,该公司的实验工厂设法建造了一个全尺寸模型和1.44机身的部分,用于静态测试。1.44演示型原型在1994年初被卡车运往莫斯科南部飞行测试,在那之后的一年里,原型机一直悬挂在机库中,小心翼翼地放置,以防止未经授权的人员意外地看到它,1994年12月下旬,仍未完成的1.44在米科扬首席试飞员罗曼·塔斯卡耶夫的控制下进行了第一次高速飞行。随后,测试计划被叫停,因为米格没有钱买零件,

1995年6月,副总设计师阿纳托利·贝洛斯维特·特立文宣布米格MFI原型机可能会参加第41届巴黎航展,然而,国防部拒绝解密这架战斗机,米格设计局陷入了严重的财务困境,这家陷入困境的公司再次尝试加速MF计划,在1998年的最后几周,1.44原型机终于成功地冲破了层层保密和繁文缛节的束缚。于1999年1月正式推出,包括国防部长在内的俄罗斯高级官员出席了仪式,这款战机在进行过两次试飞后最终被俄空军抛弃,取而代之让苏霍伊获得了研制五代机的机会。

三:1.42验证机的结构

1.42验证机是一种单座重型战斗机,使用静不稳定紧密耦合尾先布局,首次使用双尾紧密耦合鸭翼,虽然在某些方面类似于F-22A和欧洲台风战斗机,但它仍然具有典型的米格特征。飞机有中间三角翼,前缘是直的,机翼具有几乎全跨度的前缘襟翼和大型双节的升降副翼。紧接在驾驶舱尾部的大型鸭翼在根部有一个犬齿双翼的间距很大,并向外倾斜,腹鳍被连接到引擎外细长的椭圆形帆桁上,腹鳍的后部分是可移动的,增加了传统的方向舵。不同寻常的是,在翼片和发动机喷嘴之间安装了小型的插入式升降舵,以辅助鸭翼。尾部基本上是梯形平台状的双鳍,尾缘有轻微的前掠,机翼向外倾斜14°,以减少飞机在侧仰角的RCS,而腹鳍则没有鳍合并大的插入舵,而船尾部分的腹鳍是可移动的,机身脊柱和腹鳍肯定无助于隐身,工程师当然意识到了这一点,但它们利大于弊。腹鳍的独特之处在于它的尾部可移动,充当辅助方向舵,在某些飞行模式下可以加强方向控制。此外,尾部优先布局最大的升力和鸭翼执行俯仰阻尼功能,相比之下,F-22和YF-23采用了更传统的梯形机翼和稳定器布局,

1.44由两台AL-41F后燃涡扇发动机提供动力,发动机有轴对称的收敛-发散喷管,在俯仰面和偏航面都有推力矢量,发动机通过前机身下方的普通方形进气道进气,可变超声速进气道位于前机身下方为斜截面,进气道截面为矩形,工程师对1.44的进气设计有些担心,担心它可能会导致发动机在剧烈操纵时出现突波或熄火。腹侧进气道在剧烈的飞行中具有一定的优势,在高g转弯和高阿尔法飞行时,最大限度地减少进气道失速的危险,可变超声速进气道位于前机身下方为斜截面,进气道截面为矩形。它背面安装水平流量控制坡道和一个可移动的下唇,为了防止吸入边界层,进水口安装在离平坦的前机身下表面较近的地方,使上唇起到了边界紫菜分流板的作用:一个v形整流罩将上唇与机身相连。进气口被一个垂直分配器分割:每一半变成一个圆形s形管道,供各自的引擎上去绕过武器舱。s型管道主要是为了绕过内部的武器舱,1.44没有准备武器,武器舱被测试设备占用,工程师曾经考虑过在发射过程中使用一个带有液压气动杆的背向武器舱来弹射导弹,这种安排简化了目标锁定和导弹发射在高g机动,但造成了某些工程问题,最终工程师们选择了一种更为传统的安排,在机身中央设置一个腹侧武器舱。

起落架的设计很简单,采用双轮前起落架(类似于米格-29的前起落架,但短得多),主起落架前收进机身两侧。比目前的战斗机有更好的战场表现,1.44演示机使用了占总重量的30%左右的碳纤维增强塑料(CFRP)和其他复合材料,复合材料被用于鸭翼,机翼蒙皮面板,起落架门和各种各样的面板,复合材料也有一些缺点,在需要承受较大结构载荷的地方,很难将复合材料结构与传统合金制成的部件匹配起来,在服役条件下修复受损的复合材料结构几乎是不可能的,机身采用轻质高强铝锂合金(干重的35%)、钢和钛合金(30%)CFRP和其他复合材料(约30%)。其他结构材料(玻璃、有机玻璃等)。橡胶等)占干重的5%。该设计结合了许多隐身特征,减少了飞机的雷达和热信号机身(升降体):机身的设计使表面面积和横截面面积最小化。为此,发动机的进气口位于一个整流罩中:发动机也尽可能地靠在一起。机身提供相当大的升力。前机身的横截面为准椭圆,后半段近似为矩形,后半段又回到椭圆,中间的机身包括主燃料箱。该机还具有一个综合的ECM/ESM套件,其中一部分位于由电介质整流罩尖端的垂直尾翼连接吊杆;更多的天线被安置在翼尖、翅盖和腹鳍的前端,

未来生产标准飞机的航空电子设备套件将包括一个武器控制系统(WCS)、一个导航套件、一个通信套件和一个ECM/ESM套件。WCs将围绕第五代脉冲多普勒相控阵多模火控雷达建造。该雷达专为BVR空对空作战设计,可以跟踪多达20个空中目标,同时引导AAMs对6个优先威胁。WCS还将包括一个光电瞄准系统,包括一个红外搜索和跟踪单元激光测距仪(IRST/LR)和一个头盔安装瞄准器(HMS)。这使得飞行员能够在能见度差的情况下跟踪目标和瞄准导弹,而不需要打开雷达和暴露自己给敌人。

飞行员可以通过简单地转头向导弹导引头提供目标信息,导航套件将包括惯性导航系统(INS)和全球定位系统(GPS),短程无线电导航(SHORAN)和自动接近/着陆系统以及其他通常安装在战术飞机上的设备。ECMESM套件将包括一个有源干扰器,其天线位于翼尖整流罩和垂直尾翼连接臂上,可实现360°覆盖座舱功能生物适应指示系统允许飞行员选择所需的信息数量和数据在多功能显示器(MFDs)上显示逼真的战术形势。加上互动控制使飞行员能够更有效地管理战斗机的系统和武器。飞行航空电子设备包括一个独特的系统持续监控飞行员的身体状况。

三:1.42验证机与歼20的差异

歼-20战机的基本构型是座舱后方装有一对鸭翼,机翼为三角型,没有水平尾翼,装有一对V型全动式垂直尾翼,有一对腹式稳定翼,可以遮蔽住发动机喷嘴,起飞重量在18至20吨之间。 1.44演示机大约有20米,翼展约15米,正常起飞重量和最大载重量分别约为30吨和35吨,最高速度估计为2.35马赫,巡航速度为1.4至1.6马赫。近距耦合前翼的设计造型酷似中国歼20战斗机,两种飞机修长的机身为了航向稳定性都安装腹鳍,都采用机身融合的大边条设计,再融入前翼,从西方的观点来看,1.44原型机的出现并没有什么革命性的意义,这些本来就是按空气动力学原理的设计成为一些半吊子军事评论家认定歼20抄袭了1.44设计的主要依据,

他们认为歼20不是中国独立设计的,因为90年代中期以后,1.44的图片、设计模型、设计数据大量公开,中国的航空工程师,仅仅凭借这些图片,就可以了解到1.44的设计意图,然后根据中国自己的作战需求、航空技术现状,借鉴1.44的某些设计概念是可能的,歼20巨大的腹鳍、相当大型化的前翼、全动式尾翼、修长的机身完全与1.44相同,1.44被俄罗斯放弃,不是因为其设计思想落后,而是整个理念已经不能适应俄罗斯空军的需要,至于局部的设计构想,依然拥有借鉴价值,中国使用了被他国放弃的战斗机设计概念,至于进气口为类似美国F-35战机的蚌式进气口和1.44类似MiG29进气结构不同是中国人能将米格21的机头进气结构改成两侧进气,因此改变1.44的进气道结构并不难。那些无法接受中国设计出的世界第一流战斗机的半吊子军事评论家以为飞机就是一对机翼三对轮子,有张照片就能设计出世界一流战斗机?

事实上歼20战机采用“升力体边条翼鸭式布局”,是中国独创的新型先进气动布局,是一种具有极佳超音速巡航以及超音速与穿音速机动能力的飞机设计,拥有1.44完全没有的隐形机体设计,米格设计局的总设计师巴科夫斯基亲自出来辟谣,表示米格设计局从未把1.44的技术交给中国,甚至没有举行过说明会,而且中国人要抄袭战斗机设计,必定需要更为先进的未来技术,为何仿制俄罗斯过时设计的战斗机?,

受到歼20的刺激,本着中国行我也行的精神,印度在印度航展上展出了AMCA多用途第五代隐形战斗机模型(看着很像F-22),设计师声称目前全部设计基本完成,等待军方的进一步评估,下一阶段将进入详细的技术设计。完全立足于印度自己的技术,至于发动机,极有可能使用与T50战斗机相同的动力,在未来20-30年内换装陆续退役的作战飞机成为海空军通用战斗机,根据试飞计划,首飞定于2014年,至今还是一模型,不知认为有张照片就能设计出世界一流战斗机半吊子军事评论家会怎么说?

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