俄羅斯電視台(russia.tv)的一段新聞里,頗為意外的公布了一段採訪蘇霍伊集團的新聞,裡面出現了很多T50戰鬥機生產的鏡頭,並且出現了很多內部結構的清晰畫面,相當罕見。
一:目前T50原型機與蘇34等機型共線生產,材料和工藝基本延續蘇27家族後期水平
從新聞中公布的鏡頭看,目前T50的原型機是在蘇34的生產線上製造的。根據結構件的外觀來看,T50和蘇34一樣,大量使用鋁合金件(黃色是防鏽底漆)和鈦合金件(灰色部件)。比較可惜的是未能看到T50機翼的內部結構。僅從已公布的部分判斷,目前T50原型機的材料工藝體系,基本延續蘇27家族後期水平。
上圖是蘇34發動機吊艙結構的鍛造鈦合金機加工大框。在蘇27家族早期階段,蘇聯由於大型鈦合金件的鍛造能力有限,這樣的整體式框架是做不出來的;需要將整個框在設計時分為三個部分,分別鍛造好以後,焊接在一起,再進行精確的機加工。
實際上蘇27雖然比F15大很多,但在關鍵的大尺寸鈦合金鍛件上,無論是尺寸還是加工難度一直比F15要小得多;其早期階段的材料和工藝水平,大致與美國F4戰鬥機相當。蘇俄的鈦合金工業水平從未接近過美國,無論是材料牌號還是加工手段。
二:進氣道的設計風格變化,反映T50結構非常捨得下本錢
在蘇34上,進氣道吊艙外的框架結構採用的是大量鈑金件組合成多數弱框架,只保留少數整體機加工強框架的設計。這種設計重量大(鈑金組合需要的鉚釘等連接件太多),強度和剛度性能較低,結構可靠性也較低,唯一的優勢就是省錢。
而在T50的進氣道吊艙上,一個弱框架都看不到,清一色全部是機加工的強框架,製造成本遠非蘇34能比。當然,整個T50進氣道結構總成件就是一根大直筒外形的曝光,也徹底打破了網絡上流傳的各種T50進氣道其實採用了S型隱身設計的臆想。
這種力求高強度高剛度的設計,大致上可以推斷出兩個用途:首先是強化T50戰鬥機在高速下(跨音速和超音速階段、尤其是空氣密度大的低空跨超音速)的機動能力。其次是有效提高進氣道承受的最大內部壓力,這意味着T50的進氣道為發動機推力的增加留出了極大的餘量。
不過說實話,T50飛機結構的最大弱點本來就不在進氣道吊艙上——雖然它很大程度上是作為“大型加強筋”對飛機縱向結構進行增強的。T50最大的問題在於它的寬間距發動機吊艙設計,使得中央翼(中間的機身)厚度比F22、殲20這樣的型號要單薄太多。
這點在蘇27上還不算很要命,但T50前後兩個大長度、大開口的隱身彈倉,打破了中機身結構的大框完整性、連續性;只在中部和頭尾才有封閉性的大框,對於機身結構的剛度強度和壽命、尤其是重載荷粗暴使用下的表現極為不利。這才是T50家族結構設計上繞不開的致命弱點,可惜俄羅斯電視台沒有播放相關的畫面,展示蘇霍伊是如何緩解這一問題的。
三:進氣道的高強度高剛度設計,或證明俄羅斯未來發動機推力相當高?
目前T50和蘇35採用的都是117S發動機,這種發動機並不是真正意義上和F119(F22的發動機)同級別的產品;而是介於第三代和第四代之間的型號,算是AL31F系列的“魔改”型號。從推力和流量上看,117S相較於AL31F提升不是特別大;只是從12.5噸提升到13.7噸(特殊狀態可以達到14.2噸,但僅能持續數十秒,此後發動機必須作壽終處理),每秒吸入空氣從113公斤增加到122公斤。
從117S的表現來說,它還配不上T50的進氣道結構設計;未來完全版的117發動機,推力等各方面的性能指標,應該會比117S有非常大幅度的提高,但具體是什麼樣的情況,可能要等數年之後才能有所了解了。