蘇-27的設計並不是“取舍”,而是壹個標準的抄襲作業,從美國竊取原F-15研制(F-X計劃)並加入壹些蘇聯擁有的技術而匆忙完成的悲劇案例。
冗長的警告,因為事件是相互關聯的,所以必須寫得很長以便於理解。
先說故事背景。因為蘇聯和美國壹樣,在三代機的研制上進入了高空高速導彈車的死胡同,美國壓制了30噸的空空轟炸機F-111,而蘇聯壓制了2.2G的有人火箭米格-25,越來越傾向於不能打空戰的方向。但是美國產生了壹個傳說中的眼中釘,就是後來的戰鬥機。他用純數學的方法制定了戰鬥機的性能參數,形成了能量機動理論。由此他發現,影響戰鬥機性能的因素,無非是升力、阻力、重量這三個數值的比值。通過將升阻比、升力系數和剩余功率代入過去的機身設計,他發現現有的想法完全錯誤。所以美國戰鬥機的發展方向轉了180度,推出了壹代名機F-6550。
反觀蘇聯,由於蘇聯不同於到處雞飛狗跳的美國,也由於空軍極度缺乏實戰經驗,極度偏向應用學科,忽視理論學科,在三代機已經表現出嚴重技術落後的情況下,仍然繼續走高空高速路線。所以和美國不同,蘇聯發起的下壹代戰鬥機是比米格-25更極端的截擊機。
到1970,蘇聯米格-25服役,自信可以徹底爆發美國的高空優勢。由中央流體力學研究所和蘇霍伊、米高揚共同研制的新型攔截器也已經完成了初期研究,即圖紙設計,轉入試制階段。
然而僅僅兩年後,美國F-15首飛,蘇聯通過情報部門獲得的少量資料顯示,F-15不僅高空高速,而且機動性能驚人,現在我們知道F-15的實際飛行性能遠比蘇聯的更驚人。
蘇聯有關部門急得像熱鍋上的螞蟻。因為蘇聯整個國家都不知道能量機動理論,也沒有開展相關研究,根本不知道什麽是數值上的高機動(雖然米格-21誤符合高機動的正確設計),也沒有提高升阻比的理論基礎和預研。如果從零開始研發,時間周期還是會被忽略,甚至成功的概率幾乎為零。
所以蘇聯完全放棄了三代機以來的所有研究成果,決定在短時間內通過情報系統完全復制F-15。但是,美帝不是吃素的。F-15的所有絕密設計數據都是完全保密的,直到蘇聯解體後的1992年才公之於眾。蘇聯只是通過間諜網獲得了幾張淘汰方案的圖紙,而在F-15的研發過程中,美國在財務和後勤上放了很多煙幕彈,表面上是F-15。但其實美國廠商的招標方案都是假的。真正的F-15完全由美國國家航空航天局設計,與投標公司無關。也導致蘇聯在搜索資料的時候走錯了門,最後得到的結果是蘇-27雖然追的是F-15的影子,但是除了F-15的結果外,各處的細節設計都和美軍其他飛機非常相似。
蘇聯在模仿的過程中,也掉進了抄作業很難的坑裏(況且這個作業至少有壹半是手繪的)。由於蘇聯電子技術的拉伸,包括預期部署的雷達在內的所有設備都過於龐大,導致飛機整體變大(很多),所以機頭長度+邊條占用空間,超過2米上限,高速時激波後面的減壓區會覆蓋進氣區域。F-X原來設計的所有貼合式進氣道,在超音速時都會造成嚴重的發動機進氣和熄火問題(可以參考美國早期大型截擊機的設計,進氣道因為這個問題非常靠前)。在模仿格魯門公司原機匣(後來的F-14)的進氣道部分時,被迫將其設計成遠離機身,改為雙垂尾(有趣的是,格魯門公司自己認為,不過F-14的整體升力效率遠大於蘇-27,節省了壹些性能)。垂尾采用經典的米格尾翼,水平尾翼保持不變。這種布局帶來的滾轉慣性過大的問題,也讓蘇-27成為滾轉速度最差的三代機之壹。進氣口是經典的諾斯羅普斜板,在F-16的後期設計中保留了邊條。其他部分的設計仍然和北美公司的壹樣。幾經周折,終於做出了樣機T-10-1。結果在試驗中發現,原方案的彎曲機翼其實是壹個非常復雜的新事物,涉及到蘇聯沒有嘗試過的變彎度、變角度、變厚度的設計,需要大量的基礎研究。蘇聯目前水平設計的性能很差,機翼不得不改成已經淘汰的新壹代截擊機的尾部。但是因為體積被放大到了無法接受的程度,甚至以巨大的滾動慣性為代價,進氣不暢的缺陷在蘇-27上壹直存在,這壹系列的缺陷導致了現在的蘇-35達不到蘇-27成立時的性能指標。
此外,蘇-27有壹個超尺寸的邊條,這導致飛行中升力中心的非線性變換。但蘇-27本身並不是CCV隨動布局的飛機,它有靜穩設計(原計劃),但在壹定的飛行狀態下,會突然變成靜穩狀態,導致失速尾旋或迎角不受控制增大後通過尾旋的所謂眼鏡蛇。所以需要在飛控輔助中鎖定桿數(沒錯,目前俄羅斯所有的蘇-27中,只有蘇霍伊公司所屬的航展廣告機可以拉眼鏡蛇,其他機身都被飛控嚴格避開,導致蘇-27在這些本應達到最大轉彎率的包線內無法有效機動的奇妙現象。
至於傳說中的“中央升力體設計的吊艙式發動機布局”,完全是牽強附會的謠言,更何況整個F-X計劃都是升力體布局,蘇聯根本不知道F-X為什麽要采用這些設計。它只能通過模仿測試來推斷自己的設計思路,自然只能知道單壹設計的功能,無法想象背後的指導思想。所以整個蘇-27就是壹個拼接怪獸。幾乎沒有各部分的匹配(比如那個小邊條除了增加阻力,對蘇-27的翼型幾乎沒有影響,相反需要補渦流的中央部分吃不了任何補,機身大迎角後失速,會導致壹系列問題)。而且蘇聯知道發動機艙間距太遠,T-10-1間距盡量近。但由於N-1雷達在設計制造過程中提高了性能要求,體積比預想的大,後續機頭不斷放大,甚至遮擋了飛行員的視野,不得不改為下垂設計,再次遮擋了進氣道,導致進氣道進壹步向外後移,也影響了進氣道本身的總壓恢復系數。這些變化表明蘇聯在設計蘇-27時沒有明確的設計方向。簡直是模仿F-15的投機性能指標,可悲的是蘇聯直到解體前兩個月才模擬出F-1991的整體升力體,導致蘇-27立項時的升力指標只有F-15的60%,重量超過。