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苏-27,苏联崩塌中的另一块砖
送交者: Lv200[★★★★超级大富豪★★★★] 于 2019-07-10 12:08 已读 3444 次 5 赞  

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苏-27,苏联崩塌中的另一块砖 6park.com


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    真实历史上的苏-27战斗机,并非苏联军工的杰作和奇迹。其所代表的短视、低效、粗陋、野蛮的系统工程水平,反而有可能是苏联走向崩溃的重要原因。 6park.com

    文|候知健 6park.com

    苏联1985年开始服役的苏-27战斗机,与台风核潜艇、SS18战略导弹等同时代巨作一样,至今仍是人们津津乐道的红色军工传奇。 6park.com

    
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    在很多人看来,它们是比较美苏体制孰优孰劣的重要指标——70、80年代苏联经济已经逐渐陷入困境,军事建设上却仍能不断取得巨大成就,这不但体现出俄罗斯工程师的过人智慧,更证明了苏联体制的优越。 6park.com

    然而,真实历史上的苏联军工研发并不支持这样的结论。短视、低效、粗陋、野蛮的系统工程水平,反而有可能是苏联走向崩溃的重要原因。 6park.com

    苏-27暗黑研发史 6park.com

    截止到苏联解体前为止,它仅用于飞行试验的样机就达到67架(详情请见:《原型机两百小时寿命,全球最短命三代机苏27:基本型一千小时》);但代价之后,遗留的设计缺陷和性能短板之多、之严重,一样是西方战机所无法企及的。 6park.com

    
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    · T-10原型机 6park.com

    当时大概没人想到,苏-27的总体设计最终要经历两个阶段。 6park.com

    1977年,经过多年研发的T-10首次试飞,很快暴露出性能低下和浑身的致命缺陷,多次试飞后被废弃,1979年另换总师西蒙诺夫主持设计代号T-10C的全新方案,最终定型服役,成为人们熟悉的苏-27战斗机。 6park.com

    新版T-10C最大的特点,就是它和初版T-10几乎毫无共同之处。用西蒙诺夫的话说,除了起落架轮胎和弹射座椅之外,什么都没保留。 6park.com

    这段弯路走得毫无必要,因为T-10C的核心设计思路,即机翼前缘带有增加升力装置(襟翼、缝翼等设计)、后机身采用延伸尾梁结构将尾翼后移,是60年代末流体院给苏霍伊的明确建议,后者未予采纳,直接钻进了死胡同。 6park.com

    
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    · 苏霍伊设计局 6park.com

    对此负有直接责任的,是苏-27项目最早的总师伊万诺夫和副总师萨摩易洛维奇,前者资历虽老,但能力主要在于协调人际组织关系和理顺生产流程。在其他人的回忆中,他能够出任总师,意味着「设计局出现了接班人危机」。 6park.com

    副总师萨摩易洛维奇同样能力欠佳,而且两人都异常固执,乃至在分析计算过程和结论处理上,会基于预设的立场来人为操纵结果,使得设计方案无法得到可靠的评判。 6park.com

    比如他们设计的T-10,在伊万诺夫和萨摩易洛维奇需要的时候,仿真对抗的计算结果是在美国三代机F15面前有明显优势;等到西蒙诺夫担任总师时,它就连美国二代机F-4都打不过了。 6park.com

    
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    · 美国1960年开始服役的F-4鬼怪II战斗机 6park.com

    结果,在T-10的设计过程中,两位主脑既无法通过专业能力和决断魄力来建立权威,又不愿放手发动各部门的设计动力再予以协调整合,苏霍伊内部便爆发了激烈的矛盾,最终演变为人事冲突。 6park.com

    以西蒙诺夫为首的一批骨干设计师,开始架空伊万诺夫和萨摩易洛维奇,并私下联系其他基础科研单位、航空工业部、军队,从外部向设计局施加巨大的政治压力。 6park.com

    伊万诺夫最终屈服,后来被踢出苏霍伊设计局,连带一批高级设计人员因各种原因出走;萨摩易洛维奇也从此被彻底隔离在苏-27研发工作之外,西蒙诺夫完全接管了苏-27的开发工作。 6park.com

    
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    · 伊万诺夫在离开苏霍伊以后,依然不断抱怨「西蒙诺夫会彻底毁了这个型号」「他把飞机折腾的不成样子了」 6park.com

    事情能有如此反转,几乎完全是靠着西蒙诺夫的个人能力——他不但设计能力出众、决断魄力强大,而且曾经担任苏联航空工业部的副部长,在苏联高层有广泛的人脉的影响力,在航空工业组织里的协调能力远超过苏霍伊。 6park.com

    如果没有碰到西蒙诺夫这样的奇人,苏-27项目必然以T-10方案服役作为结局。用他的话说就是:「批量生产成百上千的平庸飞机,如果不打仗,谁也不会知道它们的平庸。」 6park.com

    西蒙诺夫说的这种情况并不罕见,像苏-24那样代价巨大、性能平庸、使用维护成本高昂的型号,在苏联军工领域早已屡见不鲜。 6park.com

    
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    · 苏-24M战斗轰炸机 6park.com

    如此折腾之下,苏-27工程出现了极为严重的进度延误和成本超支,多花的代价之大,并不比重新研发一款重型战机低多少。生产单位原有工装夹具全部报废,绝大部分提供设计依据的试验(如模型/部件的风洞吹风、结构强度、震动等)都要全面重做,大量的配套专用设备也需要重大调整甚至废弃重来。 6park.com

    这些天文数字的损失,最后当然都由苏联百姓承担。更不用提研发过程中种种荒谬绝伦的错误和失败,比如T-10-7号机,竟因为管理混乱而在试飞中耗尽燃油摔机;有两架原型机(03-01、03-02号),造出来既没有发动机、也没有单位肯接收。而这些最初批次的样机,每一架在今天都是价值过亿美元的昂贵财产。 6park.com

    不过,在很多人看来,这段花了无数冤枉钱的暗黑开发史,虽然摔机和试飞员牺牲数量冠绝三代机,但仍然不失为科研工作中可歌可泣的艰苦奋斗传奇——毕竟西蒙诺夫主持开发的最终成品仍堪称成功,学费没有白交。 6park.com

    然而,情况并非如此简单。 6park.com

    苏-27有多烂 6park.com

    在国内不少专业人士口中,苏-27这样的武器系统研发过程充满了俄罗斯式的智慧和制度优势,即便只有二流技术可用,也能实现一流的总体性能。 6park.com

    遗憾的是,包括苏-27在内,所谓「俄式系统工程智慧」往往只是不计经济成本的加大投入,甚至不惜制造大量性能短板,只求死保少数指标。 6park.com

    比如,为了在雷达和发动机技术都落后的情况下,获得抗衡F-15的探测和机动飞行能力,苏-27采用了更大更重的雷达,结果对结构强度和刚度特性的薄中央机身/后掠翼组合严重不利。 6park.com

    
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    · 1976年开始服役的F-15战斗机 6park.com

    此外,为了保证足够的飞行性能,苏27极度苛求减轻重量,以至于无法按照正常方法去进行强度设计,而是先按90%指标设计,在强度试验中暴露缺陷,哪里不够就补强哪里。 6park.com

    这种做法看起来很聪明,代价是飞机的强度储备严重不足——这是苏27战机家族寿命严重偏短的关键因素。最初的两批共计9架飞行样机,结构寿命仅有200小时出头;最长的一架是T-10-1号,寿终202小时、延寿至249小时。 6park.com

    在后续试飞中,连续多架原型机——包括定型批产的首批次飞机,都出现了结构破损、甚至机毁人亡的解体事故。比如T-10-12号机是苏27新版设计中,第一架针对性能极限、全面强化结构的样机,在高速飞行中完全解体,飞行员卡马洛夫当场死亡。 6park.com

    苏27基本型的结构寿命试飞是在T-10-18号机上完成的,机体仅有1000飞行小时,发动机仅有500小时。中国引进的苏-27sk/ubk,已经是苏27家族80年代末期的第一代结构强化型号,在基本型结构上结构增重了580公斤,寿命也只有2000飞行小时;同时期西方三代机的寿命,普遍在4000-6000小时。 6park.com

    
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    · 航展上的苏-27sk 6park.com

    比机体寿命差距更加巨大的还有发动机寿命,因为发动机事实上被强行设计成了增推减重状态。 6park.com

    这意味在相同的训练强度下,苏27的使用寿命只有西方同类战机的1/3-1/2。飞行指标有限提升,最终换来的是疯狂翻倍的采购和维护费用。 6park.com

    而且,付出如此多且巨大的代价之后,俄式工程法的实际效果仍然不能与西方的先进对手相比。 6park.com

    比如结构设计方面,飞机使用中一定会不断出现裂纹,但这些裂纹的发展不能过快、过于严重,否则形成毁灭性的贯穿裂纹,就会导致整个结构件失效,引发飞机坠毁。 6park.com

    在西方,从F-16开始的三代战斗机,在结构设计上引进了全新的损伤容限设计。它基于断裂力学理论,运用计算机有限元分析技术,能够准确的捕捉到结构设计上的细微缺陷和弱点;运用这种技术,全新设计的结构,裂纹萌生的缓慢而均匀,而且非常容易被地勤人员检测到,并予以维修或者更换。 6park.com

    
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    · 萨多夫尼科夫,英雄试飞员,曾安全驾驶机翼解体、垂尾破损的T-10-17号机返航。后死于苏33原型机飞控坠机事故的弹射伤势 6park.com

    苏联人设计苏-27时的做法,则是通过大量、反复的实物结构试验,用远高于西方同类设计试验工作的成本,取得了部分近似的效果——其中不少数据来自试飞解体事故。 6park.com

    如此研发出来的苏-27,虽然结构的裂纹发展控制上获得了接近西方三代机的结构效率,但这种野路子弯道超车的产物,与西方规范下的结构设计仍然有难以弥补的差距,特别是极少考虑结构的检查、修理和更换,结果结构破损检测难,修理和维护过程也非常费时耗力。 6park.com

    西方战机用肉眼能发现的问题,苏-27往往要借助窥探器材,甚至成为完全的检查死角;西方战机可以打开表面舱盖、直接把手和工具伸进去处理的问题,苏27会因为结构和设备的互相遮挡,必须大片拆解才能进一步处理。 6park.com

    这些差距使苏-27的出动率远远低于西方三代机:两种战机,如果一种随时有75%可用,一种只有50%可用;那么同样需要出动24架战机,前者机群总数需要维持在32架,后者需要48架左右。 6park.com

    实际上苏27的很多问题,严重到根本无法靠数量弥补: 6park.com

    比如它航程虽然巨大,但导航系统非常落后——恶劣气候、没有地面引导支持下,苏27连回家的路都找不着,更别提发起主动的远程打击。1995年,苏27表演队参加完航展表演返回俄罗斯,只能靠伊尔76运输机进行领航——由于领航错误,5架苏27有3架一头撞毁在山上,4名飞行员全部死亡。 6park.com

    如果要真正维持与西方相同的战斗力水平,苏联需要大得多的编制数量,所需的采购和使用成本都要翻倍。 6park.com

    如此巨大的非必要开支,在苏联的各项大型军工复杂设备上都有出现,也同样发生在了其它大型复杂装备上。 6park.com

    苏联的军工部门为什么这么敢花钱,全然不顾其天文数字般的支出对国家造成的后果? 6park.com

    军工集团 6park.com

    苏联解体后,各界解读苏联经济问题时,经常指出其长期重视重工业而忽视轻工业。 6park.com

    
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    这一说法并不准确。由于苏维埃政权的独特性质和特殊历史经验,它真正重视的从来都只有军事工业。 6park.com

    在苏联的中央决策过程中,军事开支、特别是新型装备研发和采购的开支,拥有极高的优先地位,以至于在勃列日涅夫末期,苏联经济问题已经十分严重的情况下,任何潜在可行的改革措施都仍然要为军事开支让路。 6park.com

    当时,以乌斯季诺夫为首的军队/军工利益联合体代表,已经在政治局占据了没有人敢于挑战的强势地位;任何试图提及军工企业效率低下的行为,都会招致严厉的斥责。 6park.com

    
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    · 勃列日涅夫时代长期担任国防部长的乌斯季诺夫元帅 6park.com

    70年代末期开始的改革中,国家计划委员会主席尼古拉·巴伊巴科夫曾私下向戈尔巴乔夫反映苏联的经济问题、特别是农业问题的巨大财政缺口,并提出,只要国防开支能够不超支,这些问题就能解决,希望戈尔巴乔夫能公开提出这一问题。 6park.com

    作为改革派,戈尔巴乔夫的反应是断然拒绝——他后来曾评论说:「这是最高领导人不可触及的超支范围。」 6park.com

    国家对军工超支如此放任,当事工程师们当然也就对胡乱花钱习以为常——俄国家航空系统研究院院长费多索夫院士的回忆录中,认为军工联合体向国家无穷无尽地索要资源纯属天经地义,而激烈批驳军工行业对经济造成重负的观点,显然对他们造成的经济损失毫无愧疚。 6park.com

    
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    · 费多索夫院士,他主持的苏-57研发是苏-27闹剧变本加厉的重演 6park.com

    在这种情况下,对苏联军工部门来说,手中的型号工程的数量当然远比其质量重要;每次立项新的型号,便以透支整个国家政治经济资本的超量投入,来实现并不划算的工程成就。 6park.com

    这也是为什么星球大战计划对苏联会产生如此巨大的影响:虽然苏联军工专家并不相信美国所吹嘘的、明显脱离当时人类工程能力极限的科幻前景,事实上他们连美国人在F18机载火控雷达上实现合成口径功能都不信,但是这一点都不妨碍他们借着这股美国吹来的西风,大量立项上马各种同样不着边际的黑科技工程。 6park.com

    
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    · 里根总统1983年的「星球大战」演说 6park.com

    在冷战的军备竞赛中,这种借助商业互吹争取立项拨款的做法,在欧美世界也并不罕见;但在西方的监督和制衡体制下,军工企业远远得不到苏联同行那种天堂式的待遇。 6park.com

    到戈尔巴乔夫上台时,军工开支已经远远超过了骇人听闻的程度:国家预算的40%被用于军事开支,军工系统的产值占社会生产总值的20%,科研总经费(250亿)的近80%都用于军事研发。 6park.com

    这种情况的最终结束,对于所有人大概都是解脱,只有失去了经费乐园的俄式工程师除外——他们也并未善罢甘休,独联体国家们独立之后,仍要继续跟各自这些遗传下来的大爷缠斗不止。 6park.com

    1:《超声速飞机空气动力学和飞行力学》俄·比施根斯 6park.com

    2:《苏27研制历程·历史的起点》俄·巴维尔 6park.com

    3:《苏27研制历程·传奇的诞生》俄·巴维尔 6park.com

    4:《俄罗斯院士回忆航空半世纪》俄·费多索夫 6park.com

    5:《引进先进战斗机延寿取得重大突破的主要技术途径》 6park.com

    6:《军用飞机的腐蚀与防护》 6park.com

    7:《戈尔巴乔夫回忆录》 6park.com

    8:《戈尔巴乔夫的改革与苏联的毁灭》 6park.com

    9:《苏联历史档案选编》 6park.com

    10:《Red Eagles : America`s Secret MIGs》 6park.com

    11:《Aircraft Loading and Structural Layout》 6park.com

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