苏27的制造技术书(侧卫演义：苏-27研发史上的真实历程：（二）飞羽)
上文请看《侧卫演义：苏-27研发史上的真实历程：?（一）大洋彼岸的挑战者》
（二）飞羽
冷战的情报战也是相当猖獗的。1969年，苏联在获知了美国正计划研发新式的空优型战斗机之后，就对这一情报表示了密切关注。在当年，苏联通过分析F-X计划的情报得出了未来美国战斗机的发展趋势。为了在冷战对抗之中不落下风，苏联开始了针对四代战斗机的研发计划，全线对抗美国未来的四代战斗机。
▲实际上美国在F-15研发初期也曾测试过多种结构布局
尽管先进战斗机的研发属于国家项目，但研发主要集中在苏联的几个设计局之间进行。在1969年苏联获知了美国四代机研发计划之后，国内的几家设计局就在未获得苏联高层允许的情况下，主动开始了前瞻性的战斗机初步构思和设计。当时苏联的三家战斗机设计局：米高扬设计局、苏霍伊设计局、雅科夫列夫设计局都参与到其中。在经历了两年多的情报分析、设计和论证之后，1971年年初，苏联军事工业委员会正式决定，令苏联航空工业部牵头开始PFI计划（ПерспективныйФронтовойИстребитель，即未来前线战斗机计划），正式对抗美军未来的F-15战斗机。
▲PFI计划对抗的就是产生F-15的F-X战斗机计划
苏联航空工业部在论证了美国F-X计划情报以及未来战斗机发展趋势之后，为PFI计划定下来严苛的技术指标要求，并根据空军战术需求进行了调整。按照技术指标，苏联的PFI四代战斗机应具备以下能力：
·飞行最大时速：2.35~2.5马赫；·在11000米高空飞行的最大时速：2500~2700km/h；·低空掠地飞行的最大时速：1400~1500km/h；·掠地飞行最大爬升速度：300~350m/s；·实用飞行高度：21000~22000m；·不携带副油箱的低空飞行距离：1000km以上；·不携带副油箱的高空飞行距离：2500km以上；·最大机动过载：8~9G；·从600km/h加速到1100km/h所用时间：12~14s；·从1100km/h加速到1300km/h所用时间；6~7s；·初始推重比：1.1~1.2。
而根据空军对四代机能力的要求，PFI项目战斗机又被要求具备以下作战能力：
·具备近距离的空中格斗能力，可以利用导弹和航炮在近距空战当中击落敌机（根据当时的估计，在面对主动和被动干扰的作战环境下，面对可能出现的恶劣天气，空战更容易出现在中近距离）；·具备中远距离作战能力，可以在地面雷达站引导和机载雷达探测的的情况下，自主拦截远距离目标，并发射中距空空导弹进行击落；·具备较强的防空能力，能避免军队和工业基础设施免受空袭；·具备反敌军空中侦查的能力，同时可以为本国远程航空兵的侦察机、运输机和轰炸机进行护航，避免其遭受敌军攻击；·具备一定的空中侦查能力；·具备对地攻击能力，在目视条件下可以使用非制导炸弹、火箭弹和航炮攻击地面目标。
▲此时不论美国的F-5还是苏联的米格-23，三代机主要注重的是多用途作战而非空优格斗
根据PFI项目的技术要求，我们可以总结出一个结论：尽管PFI项目被苏军内部称之为“反F-15战斗机（анти-F-15）”，但与美军F-15专注空战、F-14强调拦截不同，苏联对于四代机的基础要求是在保证机动性和空战能力的情况下，尽可能多的兼顾多用途性能。这一指标也在后来研发过程中造成了严重的问题：前文铁匠我也提到了，F-15本身就是在过度高估米格-25能力之后，尽可能强化空战能力的“未来战斗机”，而PFI项目要求苏联四代机要超越F-15达到10%以上，这就造成了极高的技术难度。
▲F-15和米格-25的模型，因为对米格-25的过高预判导致了F-15性能和成本在当时居高不下
这一技术难度在开始就对项目展开造成了巨大阻力。根据资料显示，在米高扬、苏霍伊、雅科夫列夫三家设计局接受任务要求开始研发之前，苏霍伊设计局就在1969到1971年之间进行了大量的初始设计，对未来四代机的气动布局、外观设计等进行了初步研究。但在1971年PFI的技术指标和空军要求下达之后，苏霍伊设计局的总设计师帕维尔·奥西波维奇·苏霍伊却并没有第一时间接受任务：在他看来，研发这样先进的战斗机需要先进的航电管理设备和飞行控制系统予以配合，而苏联电子工业发展瘸腿，并不具备这样的能力。
▲虽然苏-27诞生于苏霍伊设计局，但苏霍伊本人是不赞成开发苏-27的，而此时他年事已高，也并没有在苏-27开发中起多大作用
更何况在70年代初，苏霍伊设计局还面临着众多的其他战机项目：例如当时苏-24前线轰炸机的研发已经进入收尾的原型机生产阶段；苏-15截击机和苏-17战斗轰炸机正进行大幅改进；而超音速的T-4侦察轰炸机正在计划进行原型机试飞，以此为基础开发的T-4MS战略轰炸机正计划与图-160进行竞标；苏-25强击机和“风筝”突击无人机也正在研发当中。对苏霍伊来说，抽出大量主力设计师去竞标一个难以实现的项目并不可取。但最终受限于国防部和航空工业部的压力，苏霍伊还是令设计局接手了这项研发工作，着手设计一种先进的前线战斗机，设计代号为T-10，也就是未来的苏-27战斗机。
▲最初与图-160竞争的T-4MS战略轰炸机为苏-27的钛合金加工工艺和电传操纵探明了道路
苏霍伊四代机的初始气动布局是1970年2月由设计师奥列格·谢尔盖耶维奇·萨莫洛维奇领导研发，这一个版本以优化气动结构性能作为优先目的，采用了在T-4MS战略轰炸上运用过的升力体结构设计。机身由一系列符合气动原理的曲面构成，机翼直接与机身连接，形成一个干净利索的整体气动布局（也就是中央升力体气动布局）[1]。采用了双发设计，两台涡扇发动机连同进气道直接下接在机身底部，为机身气动布局让道，驾驶舱采用了水泡型的抗风阻设计，平尾和垂尾都连接在发动机舱外侧，实现了高度的翼身融合升力体布局。这样的设计不仅大幅提升了战机的气动性能，还将绝大部分机内空间腾了出来，为增加机内隔间来容纳大型燃油箱和其他设备提供了可能性。
▲1969到1970年时，T-10的初始设计布局
根据设计师的计算，在8到10度的大迎角飞行时，战机可以在边条翼和前襟翼的作用下拉出两条涡流来提升机翼升力，从而提升飞行时的性能。但这种全新的气动布局导致了飞行控制难度的剧增，为了进一步增加机动飞行的控制性，萨莫洛维奇采用了纵向静态不稳定布局来实现亚音速飞行时的机动性，通过电传操控系统进行控制。同时为了减轻重量，增加强度，T-10计划大量加入钛合金零件，但这也为后期的生产增加了难度。
T-10-1模型的机翼在风洞测试当中气流的流动方向
▲同样脱胎自苏-27的苏-35大幅优化了这一气动布局，图中可见苏-35的涡流
随后，T-10初始的模型被送到苏联中央空气动力研究所的T-106风洞进行了模型测试，结果证实，飞机气动性能出奇得好：测试证明，在曲线前缘的变弯度机翼搭配升力体布局，整个战机升阻比极为优秀，在0.85马赫的亚音速飞行时达到了12.6。但尽管如此，由于受到了保守主义和F-15经典布局的影响，中央空气动力研究所的相关专家还是提醒苏霍伊设计局的主创们尽量不要在T-10上使用这种整体气动布局。为此在1971年下半年，苏霍伊还专门为T-10做了两手准备，在升力体结构之外还设计了一种常规布局的机身方案：采用与F-15类似的机翼设计，侧进气道、两台发动机并排安置在机身后方，并分别将整体气动布局版命名为T-10-1，传统布局版命名为T-10-2。
▲1971年中央升力体布局的T-10-1的三视图
▲1971年常规动力布局的T-10-2的三视图
在后续的测试当中，传统布局的T-10-2在任何方面都逊于整体气动布局的T-10-1，这也令中央空气动力研究所意识到他们的观念陈旧，随即成为了这种布局的坚定支持者，配合苏霍伊设计局完成了后续的大量测试。在后续的研发当中，苏霍伊一共为T-10设计了超过15种的布局模型，对发动机布局、进气口和起落架位置曾细节问题进行了大量测试。但主要设计依旧采用了整体气动布局、发动机舱分离位于机身下方、纵向静态不稳定结构和电传操控系统，这些也几乎贯彻了苏-27研发的整个历程。
[1]“整体气动布局”是俄罗斯自己的叫法，即интегральнойаэродинамическойкомпоновки，国内一般叫做“中央升力体布局”，从外观上看其实可以看做机翼与机身平滑连接为一个整体结构，而发动机则是以吊舱的形式分隔下接在机身下方，两台发动机舱相距较远形成一个气流隧道，使得中央机身也能在高速下提供一定的升力，增加整体气动性能。而且这种高度翼身融合+流线型过渡也同样获得了极大的机身内部空间，更方便安装大型机内油箱提高航程。
下文请看《侧卫演义：苏-27研发史上的真实历程：（三）双生子》