俄五代戰機PAK-FA構型研析

By Yangkovsky
←PAK-FA的類S-37構型
　　俄羅斯第五代戰機PAK-FA原型已在KnAAPO廠開工建造。PAK-FA的航電系統大致會先是Su-35BM所用之強化版，然後過渡到真正的五代，總之一開始不會直接衝到全五代，這是資金問題，NIIP的總經理便曾提到，因為資金問題，真正的五代雷達最快不會早於2015年出現，因此4++與早期5代航電設備基本上是以五代概念為主，應用局部四代成熟技術而成。
　　五代戰機相較於Su-35BM最主要的特點，或是說Su-35BM唯一無法跨入真五代的門檻，便是匿蹤技術的貫徹程度，儘管Su-35BM用了Su-27家族中最徹底的匿蹤技術，但其外型先天上多處符合「匿蹤大忌」。五代戰機一開始便引入徹底的匿蹤設計，包括類似美國的形狀匿蹤考量，其實正是Sukhoi總設計師西蒙諾夫的意見。很多評論以西蒙諾夫支持超Su-37、S-37等超機動戰機的發展，認為西蒙諾夫是屬於「纏鬥至上」的舊思想派，實際上完全不是這樣。
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　　約在2000年左右，1.44以及S-37命運還面臨種種不確定性時，俄國許多單位對五代戰機的技術特性多了許多論証工作。例如第二中央研究院進行整體匿蹤設計的論證，而航空系統研究院則進行航電需求以及整體概念的部分論証。在當時航空系統研究院的觀念比較極端，認為五代戰機最重要的是航電與武器系統，只要有好的航電與武器，就可以遠距攻擊，癱瘓敵方防衛體系後不管匿不匿蹤都可以在敵方領空自由進出，因此美國ATF所倡導的匿蹤、超音速巡航、超機動都不是最重要的。只是俄國已經有超機動技術，因此不該放棄。但西蒙諾夫則支持全面性的匿蹤設計。回顧Su-27的發展史，西蒙諾夫的眼光似乎從來沒有離開其假想對手。到目前最常見，而且被認為有高度可能性的，有過三種構型：(1)S-37的傳統佈局版、(2)類F-22、(3)「鴨子」與「五角星」。

〈1〉S-37的傳統佈局版本(圖片請參考文頭)：採用S-37的機體，但將前掠翼換為傳統梯形翼，平尾面積與以增大，並取消前翼。這個佈局算是最早出現的「可靠」佈局，此因S-37開發之時便有消息指出有傳統佈局構型在同步開發之說，而且早期相關新聞也出現過「可能是S-37換用傳統佈局」的說法。從現在看，這個構型應該已是過去式了，但它凸顯幾個特色：a.擁有狹長的內彈艙。b.安排雙尾刺，有後視雷達安排空間。從一些文獻，包括近年才公開的文獻可看出，俄國五代戰機已經將「建構球形主動無線電視野」列為必備需求。另外，TsNII2公佈的五代戰機匿蹤設計概念圖大致是以這種傳統佈局的S-37為藍本。

←PAK-FA各種可能構型中的「類F22」想像圖
〈2〉類F-22：一種基本上就是照抄F-22的構型，這個構型比前述構型晚問世，而且印象中其想像圖曾經上過很著名的歐美期刊。這個構型最受美系武器支持者歡迎，因為這表示俄國工程師「棄暗投明」，追隨美國腳步發展戰機。不過該想像圖的比例顯得不太合理，稍後再討論筆者認為其不合理之處。不過這個佈局並非空穴來風，他是源自一次俄羅斯頻道新聞報導片段，那是一個實驗室，在一個匿蹤飛機的模型上貼上不知什麼東西進行試驗，該「類F-22」想像圖便是依據該新聞畫面所做。



←「鴨子」構型

〈3〉「鴨子」與「五角星」：在2006年新版的NPO-Saturn官網上出現的五代戰機想像圖。該圖在網路上也引發過不少討論，俄國「起飛」雜誌也就該圖報導過，並稱之為「鴨子」。想像圖是後方俯視畫面，除了採用分離雙發外，長得還頗像F-22。在2008年4月21日ITAR-TASS有關"Sukhoi領導人與印度空軍首腦談判五代戰機相關事宜”的新聞配圖上，便出現「鴨子」的三面圖，而且還是結構透視圖，看來也有一定的可信度。另外還有一種機體類似「鴨子」但機翼較為傳統的構型，是來自應該是2007年以後的俄羅斯第一電視台新聞畫面，與「鴨子」大體類似，但狀似五角星，這裡稱之為「五角星」構型。

　　構型〈1〉基本上已經不可能，因為那是源自S-37的設計，別的不說，光是機體大小就不太符合PAK-FA的需要。構型〈2〉頗合理之處，是其有點類似〈1〉的縮小版，其機首縮短，並將發動機往前移，因此在尺寸上較S-37小得多，似乎符合PAK-FA的體型需求。然而從機首與機體的比例看，機體似乎頗短。再比對他的三面圖與F-22，可以發現這種構型的內容積可能比F-22還小。另外由MAKS-2007公佈的Kh-58摺疊型來看，五代戰機可能需要內掛這種大尺寸武器，以F-22的構型要內置這種武器的可能性不高。因此「類F-22」應該不是真正的T-50。
　　「鴨子」從上面俯瞰頗類似F-22，但依據三面圖，該機保留了翼前緣延伸(LERX)設計，只是看起來沒那麼尖銳，採用Su-27的分離雙發外加中間尾刺設計，只是尾刺縮短壓扁；其相當於將Su-27的發動機間空間包覆成機身的一部份而形成彈艙，但前機身稍微加寬，讓進氣口略為外移而使進氣道略呈S型，並以輪艙協助遮蔽進氣道。因此其機身設計相當於Su-27的大幅匿蹤版。主翼則大幅後掠，與三角翼機的掠角相當(甚至比MiG-1.44掠角還大)，垂尾相對之下非常小片。估計其結構特性類似傳統佈局，但具有類似三角翼的氣動特性，如高速效率佳、瞬間過載能力好、能量掉得快之類。另外其看起來似乎仍維持Su-27的舉升體設計。至於「五角星」整體概念與鴨子差不多，唯LERX整個與機首融為一體，並採用傳統梯型機翼，而非「鴨子」的大掠角三角翼。

←「五角星」構型
　　「鴨子」與「五角星」感覺是更成熟的構型：〈1〉可以看出其尾部設計考慮了三維TVC（thrust vector control）的活動，而「類F-22」設計只能二維。〈2〉他們有點類似Su-27的改版，因此可以輕易的透過與Su-27的類比推測其容積。其中「鴨子」採大面積三角翼，翼內容積可能還大於Su-27，因此其燃油儲量還可望大於Su-27，而「五角星」的燃油儲量可能比「鴨子」少一點，但也在Su-27的等級，兩者同時擁有相當於Su-27機腹中間通道尺寸的彈艙，在該空間中，R-77這類飛彈折疊後應可放8枚以上，此外，也可掛大尺寸武器，甚至要放KS-172都不無可能。〈3〉另外，KS-172最新構型採用可折收網翼，並將主翼大幅縮小，這一方面可能是因應打擊高機動目標之需求，但這樣個「瘦身」之後，只要「鴨子」或「五角星」的彈艙夠長，則由Su-27發動機間空間估計可以塞1~2枚KS-172。