对 苏27 眼 镜 蛇 动 作 的 再 认 识
作者：四眼奇兵
苏27基本上是前苏联在1970年代设计出的一种大型全天候长程拦截机，供本土防空军使用，其航程长，滞空时间久，作战半径长达810海里，不但足供长时间的国境巡逻，也可以担任护卫轰炸机或攻击机深入敌境的任务。回溯到最初的设计概念（1969年时），前苏联打算设计一种新的高性能战机，在同时的美国则正进行着FX计划（不是以后的那个FX外销战机计划）。Sukhio设计局在最早的时候就决定采用了当时还是很新的FBW技术以及翼胴合体的气动构型并观望美国的FX计划发展到怎样的地步。在当时，美国的阿波罗太空船才刚刚采用了FBW技术并获得成功，前苏联本身也才在一个叫T-4的轰炸机设计案中采用过；苏霍伊设计局的人自己说他们在设计苏27前有已有了四年的FBW经验，并不算什么技术上的风险（这句话好像是有点不太把人命当作风险的一环，因为苏27在试飞时真的就因飞控软体的问题摔了一架，机毁人亡）。当然随著FBW的应用，高攻角和高升力就不再是个问题了。为了保证高攻角的良好进气特性，进气道自然该放在翼下……苏27的图像是不是渐渐跃然纸上了呢？没有多久，美国的FX计划明牌揭晓，麦道挤掉了洛克威尔而出线，就是后来的F-15战机。从此苏27又有了新的设计方向——在所有的性能指标上达到或超越F-15的水准。
我们从外型上来看看苏27：机身前方大大的鼻锥罩，可容纳一个性能不错的雷达，技术文件上说其雷达的天线直径高达4.9英尺，的确够大！有效搜索距离80海里，X波段（波长3公分），具有俯视俯射能力；这可能是用Tu-95去测的。不过这个大家伙有一点美中不足的是至少在早期的苏27上，其雷达一次只能接战一个目标。鼻锥前端的一个小三角型的平板，类似X-29或是YF-17上所采用的技术，这个小平板在眼镜蛇动作高攻角的阶段起了很重要的稳定作用。在座舱风档正前方是一个和F-104类似的红外线搜索及追踪器，当然镜头尺寸要大多了。座舱仪表早期型是很传统的苏联传统类比布局，姿态放中间，飞行仪大部摆左侧。新近看到杂志介绍好像又有和西方合作改进航电设备。座舱视野看起来是设计得不坏（因为我也没有看过），不像米格机会有一个讨厌的隔框在你眼前晃来晃去。机身和机翼是采用所谓的翼胴合体，两侧具有延伸翼（中国大陆称为“边条”），大大增加了各种攻角下的扬升力并使全机的气动中心向前移动。一般来讲这是要有很好的CAD技术才能把这类复杂的机身模线拉出来的。
苏27从1969年设计到1977年第一架原型机试飞，就走了八个年头，真正进入服役则已是1984年了（一说1987年）。可能他们真的是用人工来放样的！机翼的后掠角为42度，和F-16相当，为中等程度的后掠角。前缘襟翼和后缘襟副翼相对於其他的飞机来讲是不小，几乎有整个翼展那么宽，在眼镜蛇动作的初期，前缘襟翼是伸展到最大的（应是飞控程式设计使然）。其他诸如高耸的双垂直尾翼以及其下方的腹翅，可在高攻角甚至过失速时持续提供很好的侧向稳定。水平尾翼的大小倒还适中，其上下的行程在照片中很明显得看出是向上十六度向下二十一度。这表示了什么？可见苏27的上仰能力要比俯冲改出能力好，这也是眼镜蛇动作的基本要素——极为优异的机头上仰能力。这种机头上仰优於俯冲改出的性质好像普遍是苏联战斗机设计的特色（以米格21为例，其水平尾向上行程只有十馀度但向下可以打到快三十度）。二维进气道设计前面已略有提及；辅助进气口和进气口档板与米格29的设计相似，鼻轮附有档泥板，主起落架看来也很粗壮，仍不脱“前线歼击机”的设计概念。动力方面是由两具流卡AL-31F所推动，每具可提供27560磅的推力；推重比超过8，配合苏27的二维可变进气口，可以使苏27拥有2.3马赫的极速。流卡的发动机在眼镜蛇动作中表现不凡，在120度的超高攻角下还不会失速，只因富油燃烧而有黑烟的现象。武装上，苏27的挂点可多了，共有十个之多，可搭配R73（AA11）与R27（AA10）飞弹，AA10又有半主动及红外线两种（正确说是好几种），其红外线型据厂家自己说是能在10公里（5.4海里）外对头攻击，算是相当不错了。另外还有一具三十毫米的机炮放在机身右侧延伸翼上。
好，我们穿上苏联式的补偿衣，钻进苏27的座舱内，包好头罩，戴上飞行盔，开始一连串的飞行前检查……现在飞机已经四平八稳地把你带到空中了，稳住飞机后你先缓缓地调节油门杆，把空速降到250节（可是你在仪表板上该看到的是400公里哦！），略略带一点杆让飞机有一点小的上升率和一点点的上升角（约1、2度就好）后便义不容辞地快速拉杆到底，不要犹疑不要怕失速，保持到底的杆量再稍稍催一点油门就对了。前面提过苏联战机的上仰跟随性非常好，苏27更是其中姣姣，在你带杆的同时机头就会和你的动作一起运动了，极高的上仰角速度会产生大概4个G的G力让你有点压迫感。前缘襟翼自动打开到最大的位置增加了升力，也几乎在同时飞机的仰角己经超过了三十度，前机身的延伸翼上拉出两条高攻角时才有的涡流，空速因为高升力而产生的诱导阻力略为下掉。你再把油门又往前推了推，右侧的发动机转速表告诉你己达85%的RPM（Round
per minuter 每分钟转数）了，机身仍在向上带转到60度之谱。此时的水平尾攻角已是正值，开始有了点下压机头的趋势，先前的二条高攻角涡流也因攻角太高早已破裂；别担心，身后的二个大垂直尾翼及腹翅还能够保持住机身的侧向稳定，推力强大的流卡发动机也在负担你的重量。把推力再加大一点到军用推力的止档，飞机半藉着发动机的推力半藉着先前的惯性继续仰转，不过已经不若先前那么猛烈了。随著飞机气动力的减弱和推力线的改变，阻力迅速增加而空速大减，你很惊异地发现你已经进入了Deepstall的状态，机翼失速了，跟著水平尾也失速了，但飞机靠着接近一的推重比和先前的惯性，仍在缓缓上升和仰转。从进入动作到现在，只不过一秒多的时间。接下来的漫长的二秒钟飞机只是缓缓仰转，最后摆到了120的仰角，机尾拖出一条长长的黑烟告诉地面上的人你发动机富油了，但是黑烟也清楚地告诉他们，你的运动轨迹仍大致保持水平。随后的动作好像是自动自发般的：你并没有松杆，但水平尾不断地把你向压回并不让你再超过120度的仰角，到了第五秒左右，飞机已回到三十度仰角，松杆力让飞机再度低头并回到水平位置，此时高度会明显下掉一些，空速也只剩下70节。没关系，高度还够，再推点杆甚至让空速加大，飞机又回到了你手上；可以随时进入下一个科目了！整个过程从进入到改出六至七秒，由120度的最大仰转到改平的松G过程则只要3.5秒！
包加契夫飞出这个动作后，世人议论纷纷，有人认为这招太厉害了，因为他们在小时候和妈妈逛夜市时在蛇摊看过类似的表演，因而勾起童年的梦魇。美国的一些爱国主义者没逛过夜市不知道眼镜蛇的可怕，则认为这没什么了不起：因为苏27只能在250节的进入速度动作，太快了，飞机会因仰转过大而摔跤；速度太慢的话，会早早失速而根本进不了眼镜蛇动作。而且“我们的F-18藉着数位式飞控电脑的襟副翼－方向舵交连功能在高攻角时会有较好的暂态指向能力与一般的转弯能力，虽然F-18的爬升或加速性能不如苏27。F-15或F-16的转弯能力是比不上苏27，但是加速、爬升的表现都比苏27好。”这话倒是不全错：首先，眼镜蛇动作是一个“被动”的特技动作，整个过程中飞行员除了带杆、推油门、松杆外并没有作什么额外的控制也无法控制，飞机是靠其本身的气动、惯性来完成这个动作的。苏27上的四重复式类比飞控电脑系统理论上也不若数位电脑。但不是绝对，有些美空军的飞行员就曾表示F-16A/B型（类比）要比C/D型（数位）好飞；C/D型采用数位操纵的最大利益是一般的任务电脑多是数位的，飞控电脑若也是数位的在武器投放上比较能相互配合。还有一种普遍的说法是认为眼镜蛇动作消耗能量太大，反而容易遭到其他敌人的占位攻击，而且动作时雷达RCS（Radar
Cross-Section 雷达横截面）加大，又会给飞弹很好的锁定信号。
我们先跳开这些争议暂时不讨论，直接来看看眼镜蛇动作表现出的是什么？
第一，苏27没有攻角和上仰的限制。一般的静不定飞机其实都有不低的仰转率，但因为一来大速度时怕太高的仰转会超G，一来小速度时又容易进入失速，所以飞控电脑中的Controllaw对攻角和仰转多有限制，苏27的攻角限制器显然在动作时是没有接合的，利用本身的上仰特性来达成极高的仰转率（约每秒70度，和F-16的每秒20度Controllaw相比真是不可以道里计）和超高的颠值攻角（约110度）。
第二，过失速性能良好，在超过失速攻角后仍能持续动作。良好的过失速性能有赖於发动机的高推重比和高攻角时良好的横向稳定性。前者流卡发动机和良好的进气道设计自当居功，而后者前机身延伸板、鼻锥前端的小平板、双垂尾设计以及较宽大的机身胴体都有贡献。虽然说眼镜蛇动作在过失速时飞行员并没有办法操控，但从巴黎航展的另一段录影带中我们可以看到苏27在一小段的滚行距离后拔离地面并做出英麦曼动作，其发动机/飞机特性匹配之好，可见一斑！或许120度攻角时飞机是无法操控的，但45度高攻角时呢？60度高攻角时呢？
在这里我们不得不谈一点过失速的操作。一般来说过失速的操作有三个区域：Herbst动作区、过失速指向动作区以及高攻角横向控制指区。第一个Herbst动作区是在超高攻角（70度以上）但极低速下（100节以下）才能实施的，美国的X-31实验机在坠机前专门玩这个区域。要在这个区域运动，靠向量推力可以很轻易地做到，或至少推重比要大於1才能玩玩所谓的Velocity－VectorTurn，而发动机的推力又是随着高度而递减的，也就意味著只有在低空才能玩这个动作，如此改出高度又成为一个严重的问题了。根据文献记载，苏27的低空推重比0.87，极高攻角时进气不顺，推AB点火的机会也不会太大，0.87能让飞机不掉高度但是应没有什么余力推动其他的战术动作。接下来是过失速指向动作区，也就是在狗屋图（飞行包线？）最大升力曲线左半侧的区域，左空速大概在250-300节略低於角隅速度，攻角则在60度到30度左右，飞机此时不能横向运动（因为不对称的涡流破裂，能稳住就偷笑了），但是还可以在纵轴上指向。动作特性是剩馀动能损失极大，但能对目标做出指向动作或射击。从眼镜蛇动作基本上来讲就是一个有点嫌太过火的过失速指向动作。众所周知，除开BVR战斗不算，现代化空战因抬头显示器和飞弹大视野、全向位寻标头的大量运用，谁先做出战斗动作、瞄准、并射击者，谁就是ACE。更甚者连先进的机炮射控系统都有这种能力，只要你在过失速指向过程中把敌机带到一个漏斗型的光网前端，剩下的就是射控雷达的事了。苏27的航电应该只有传统的SNAP-SHOOT能力，但是可以携带多枚全向位的飞弹。最后一个区域就是高攻角横向控制区，这个区域的攻角大概在30度左右，速度可以比角隅速度（一般在300节左右）大个50到100节，也就是在狗屋图最大升力曲线右半侧的位置；转弯动作是采用传统的只用副翼或副翼方向舵连用。能量会掉，但掉得不多且较不用顾虑攻角、失速等问题（了不起来再来个失速倒转就是了）。不光是苏27，F-16、F-18等战机的空战性能也多在这个区域里发挥。
眼镜蛇在动作末期快改平时的最小速度只有70节，改出速度最多也100来节而已，就算这些数据因为空速管在高攻角时的指示误差而有少报的嫌疑，算他200节吧！还是远在角隅速度之下。在这么低的能量速度下是不太有馀力进行其他的战术动作，迎接其他对手的挑战了。那是不是因此就说眼镜蛇动作一无是处，象征意义大於实质意义了呢？错估情势、小看对手都是危险的，没有人拿量角器一定要苏27把攻角摆到120度吧！进入速度可以比250节大吧！眼镜蛇动作的战术意义不在於眼镜蛇的蛇头形状或是上仰了多少度，而是在於他的利牙与毒液，在於他毫无偏摆的高攻角指向能力、快速的松机头松G能力以及在120度仰角都不会choke，任何姿态都能提供飞行员所需动力的大马力发动机。
我们再来看看其他的说法。有人说眼镜蛇动作会增加雷达RCS，这倒是真的。不过我们仔细检视一下战场环境，一个BVR飞弹从发现到识别到锁定到发射要多少时间？这个我也不清楚。不过我知道在民航机的FMS中要找一个导航点、确认然后再做键钮行动大概要个十来秒，视熟练度略有差异。眼镜蛇动作摆到120度需要几秒？不过6、7秒。美国的F-16在电脑中改了半天，加强这个加强那个，做个类似的120度大动作也还要10秒，还是在电脑中模拟的。何况也不见得要从头到尾做一个完整的动作。如果说已经事先已被锁定了，那就和这个动作本身无关了；因为外星人的飞碟（够敏捷吧！）也有可能在不知觉的情况下被BVR飞弹敲回老家。我倒是有个奇想，其实在动作中RCS增大再减小搞不好是件好事也不一定。雷达中的信号处理基本上是以对周围信号（包括杂讯）权重的方式来进行的，RCS先大后小是不是可以骗得过射控雷达中的距离闸呢？再来谈谈脉波都卜勒雷达中的速度闸：如果飞行员在进入动作前已经经由雷达预警器知道自己被锁定了，放出干扰丝再带个眼镜蛇动作可不可以让雷达去改锁以原先速度前进的干扰丝而减速脱锁呢？
那苏27真的是无敌铁金钢了吗？也不尽然。历史告诉我们80%的空战是在毫无预警下发生并结束的，也就是奇袭占了五分之四的成功率。而剩下的20%才是飞行员从BFM、ACM、ACT以降戮力以求的目标——以小转弯、高侧滚和高人一等的技术在缠斗中获胜。眼镜蛇动作己经告诉我们，苏27有良好的缠斗潜能，尤其在单机捉对厮杀中更容易发挥。很不幸的是在现代的空战中，除非真的是训练太好了，要在大G力、大速度（机炮打不到）或小速度、高转弯或滚转率的环境中，跟住长机都很困难了，更别提什么掌握敌我位置。美军在教范中所讲的两机并进、相互支援、适时攻击，连他们飞行员自己写书都承认很不容易。不过历史也说，再厉害的忠良都会被小人的暗箭诬陷至死。遇到苏27时远远给他一箭就是了，落跑时避免单机行动，免得一击不中他跨马追来会吃亏。至於如何摆脱苏27的追击，我想这又进入了另一个很大的范畴——战斗机战术动作。
飞完了这一圈下来，不知道大家对眼镜蛇动作是不是又有了更多一点的“再认识”呢？最后说个苏27的小故事好了：苏27的总设计师某某某（当然是俄国人）曾说，苏联和美国对自动控制的观点有什么不同呢？美国的战机诸如F-16等是因为其飞行品质实再是太烂了，所以只好引入自动控制的方法来改良她……苏联的战斗机则首先必须俱有良好的飞行品质，自动控制的目的只是再增进飞控品质而已；一旦自动控制系统失效了，也不会因此而摔机。这也许是美苏在设计哲学上一个很大的不同吧？
