過失速特技的誕生

李志

蘇-27戰(zhàn)機“眼鏡蛇”機動的第一次公開亮相是1989年的巴黎航展上，當時駕駛飛機的是蘇霍伊設(shè)計局的試飛員普加喬夫，他在低空完成了一個動態(tài)減速機動。從實戰(zhàn)角度講，當己方飛機被敵方飛機從后面“咬住”后，通過這個機動可以很快地減速讓咬尾敵機前沖，使自己獲得向其后半球發(fā)射導彈的攻擊機會；但完成該機動動作后自身速度很低，敵機會依靠速度優(yōu)勢爬升高度并重新占位，反過來進行攻擊。

本文暫不討論“眼鏡蛇”機動本身的實際意義，只是希望將蘇-27飛機“眼鏡蛇”機動的來龍去脈說清楚，以饗讀者。

在發(fā)現(xiàn)、分析直到展示蘇-27飛機過失速飛行能力方面，即所謂的“眼鏡蛇”機動，除了蘇霍伊設(shè)計局的試飛員普加喬夫和總設(shè)計師西蒙諾夫之外，還有兩個人的名字我們不能忘記——試飛員沃爾克和瓦列里·考特洛夫。試飛員瓦列里·考特洛夫是蘇-27飛機具有“過失速 （眼鏡蛇）”機動能力的第一個發(fā)現(xiàn)者，而伊戈爾·沃爾克則是世界上第一個駕駛蘇-27飛機在空中完成“眼鏡蛇”機動動作的試飛員。

蘇-27飛機具有自動改出尾旋能力的發(fā)現(xiàn)

了解飛機設(shè)計和使用的人都知道，飛機有一個重心變化范圍，其中最后的重心范圍與飛機失速尾旋現(xiàn)象的發(fā)生有關(guān)。在飛機最后重心范圍內(nèi)，如果飛機進入到失速尾旋狀態(tài)，不管對飛機，還是對飛行員，通常都是最危險的。在蘇-27飛機研制期間，為了搞清楚飛機進入尾旋后的飛行狀態(tài)，并且找到改出各種形式尾旋的方法，蘇霍伊設(shè)計局氣動力專家們頗費了一番周折。

首先是進行風洞試驗，尾旋試驗所采用的風洞是垂直式的，飛機模型從風洞的上面拋下。尾旋風洞試驗結(jié)果表明，蘇-27飛機進入到尾旋后，是不能自動改出來的。為了進一步驗證這個試驗結(jié)果，設(shè)計局后來又進行飛機模型的自由飛試驗。他們加工制作了一個6米長的大飛機模型，上面安裝了自動駕駛儀和專門設(shè)計的自動器，讓模型在空中進入到大迎角飛行狀態(tài)，檢查模型的自轉(zhuǎn)情況。模型由圖-16飛機帶到了空中，然后從空中拋下。模型自由飛試驗結(jié)果也表明，約有一半以上的失速尾旋狀態(tài)，蘇-27飛機的模型是不能改出來的。這意味著，在實際飛行狀態(tài)，飛行員在進入到這種機動狀態(tài)下是不能夠依靠飛機本身的氣動特性自動改出的。因此必須為飛機研制專門的自動控制系統(tǒng)，防止飛機進入尾旋。

事實真的是這樣嗎？起碼在蘇-27飛機裝備部隊之前大家都是這樣認為的。但在部隊使用過程中，一個偶然事件改變了大家的看法，也改變了蘇-27飛機及很多人的命運。發(fā)現(xiàn)蘇-27具有自動改出尾旋能力的英雄是空軍試飛員瓦列里·考特洛夫?？继芈宸蛏闲３錾诳安旒影雿u的彼得巴夫洛克市，是蘇聯(lián)功勛試飛員。他的父親也是蘇聯(lián)英雄，因此可稱為英雄之后?？继芈宸?965年參軍，1969年航校畢業(yè)，然后留校任飛行教員；1971年至1973年進入空軍試飛團；1974年從試飛員培訓中心畢業(yè)，1976年從莫斯科航空學院畢業(yè)；參加了蘇-27飛機的國家鑒定試驗，以及安系列、伊爾系列、米格系列及其他蘇聯(lián)飛機的飛行試驗。

這件事發(fā)生在蘇-27飛機國家鑒定試驗過程中，當時飛機已經(jīng)從莫斯科郊區(qū)的試飛院轉(zhuǎn)場到南方部隊基地——位于伏爾加河畔阿赫杜賓斯克的國家飛行試驗中心，也就是空軍的“紅星”科學試驗學院，開始部隊使用驗證試飛。

一天，在國家飛行試驗中心的一次試驗飛行中，試飛員瓦列里·考特洛夫同往常一樣將蘇-27殲擊機加速并起飛離地。轉(zhuǎn)入爬升后，他掃了一眼儀表，注意觀察了一下空速表上顯示馬赫數(shù)數(shù)值，上面顯示飛機的速度正在增加。但實際上飛機的飛行速度并沒有提高，而是大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的信號出現(xiàn)了故障，飛行員考特洛夫得到的是錯誤的信息。但考特洛夫本人并不知道空速表發(fā)生了故障，他還是按照慣例，憑借儀表判斷飛機的狀態(tài)。

由于空速表顯示的飛行馬赫數(shù)一直在增加，所以飛行員決定給飛機減速：他稍稍向后拉一點桿，這樣就提高了飛機的迎角，增大飛機的阻力，從而減小飛機的速度。飛機開始抬頭，但這一抬頭并沒有使飛機減速，馬赫數(shù)繼續(xù)增大。飛行員繼續(xù)向后拉桿，試圖使飛機減速，但空速表上指示的馬赫數(shù)依然在繼續(xù)增加。他只好又向前推桿。

這些操作動作的結(jié)果是使飛機沿垂直軌跡爬升，一直爬升到大約8千米高度時，飛機才像直升機一樣筆直地平衡在天上。飛行員非常吃驚，他試圖確認飛機處于什么狀態(tài)，開始操縱駕駛桿并蹬舵，想盡一切辦法使飛機聽使喚。但是，飛機位于垂直軌跡的最上端，開始出現(xiàn)尾掉現(xiàn)象，也就是現(xiàn)在所說的吊鐘機動，飛機逐步通過了整個180度迎角范圍。這時候，飛行員已經(jīng)動用了飛機的所有操縱面，試圖操縱飛機，但沒有效果。

飛機終于在60度迎角時開始進入到失速尾旋。確信進入尾旋狀態(tài)后，考特洛夫向控制指揮部通報：“尾旋”。指揮人員事先已經(jīng)知道，蘇-27飛機很難從尾旋中改出來。這一方面的內(nèi)容也在所有關(guān)于飛機臨界和超臨界迎角狀態(tài)的空氣動力學結(jié)論中都提到過。因此，地面指揮部發(fā)出最后命令：“彈射跳傘”。飛行員撒開駕駛桿，在很短一段時間內(nèi)，飛機完全處于自由狀態(tài)。這時候他開始跳傘前的準備工作，他看了看肩帶，將它們緊了緊，抓住了上面的彈射座椅手柄，抬起頭準備跳傘。就在這時候，他突然發(fā)現(xiàn)并感覺到飛機好像并沒有處于尾旋狀態(tài)，而是平緩地進入到俯沖狀態(tài)。考特洛夫握住駕駛桿，左右搖了搖飛機，確認一下飛機是否可以操縱。當他確信飛機完全可以操縱后，放棄了跳傘，駕駛飛機返航，并順利地完成了著陸。

就這樣，蘇霍伊設(shè)計局的設(shè)計師們第一次認識到，蘇-27飛機本身是有能力改出尾旋狀態(tài)的。很快，在另外一支部隊里，另一架蘇-27飛機同樣發(fā)生了類似的失速尾旋現(xiàn)象，并同樣自動改出了尾旋。此后，蘇霍伊設(shè)計局曾經(jīng)委托試飛院的一名飛行員進行了專門的尾旋飛行試驗。但是，在沒有反尾旋火箭彈的幫助下，他并沒有成功地將飛機改出尾旋。蘇-27飛機改出尾旋的可靠性問題又一次引起人們的懷疑。endprint

“眼鏡蛇”機動的誕生——準備

為了徹底弄清楚蘇-27飛機的尾旋問題，當時的蘇霍伊設(shè)計局總設(shè)計師米哈伊爾·西蒙諾夫邀請了著名的尾旋試飛專家伊格爾·沃爾克親自操刀——專門進行蘇-27飛機的尾旋試驗。

關(guān)于試飛員伊格爾·沃爾克，這里有必要單獨介紹一下。此人的名頭和水平可比普加喬夫要大得多，他的個人經(jīng)歷也要比普加喬夫豐富得多，他的名字是也與前蘇聯(lián)的第一架航天飛機“暴風雪”號分不開——他是該航天飛機的飛行隊隊長。沃爾克是蘇聯(lián)英雄，功勛試飛員和航天員，上校軍銜；1937年4月12日出生在哈爾科夫（今天屬于烏克蘭），1954年畢業(yè)于庫爾斯克航空俱樂部；1954年到1956年在基洛夫格勒的航空學校學習，畢業(yè)后參加空軍，1963年轉(zhuǎn)為預(yù)備役部隊；1965年從試飛員學校畢業(yè)，1969年從莫斯科航空學院畢業(yè)；從1965年5月開始在飛行研究院擔任試飛員，1995年到1998年間擔任飛行研究院試飛中心主任和主管試飛工作的副院長；試飛過的機型包括米格-21、米格-23、米格-25、蘇-7、蘇-9、蘇-11、蘇-15、蘇-27、蘇-27UB等。

沃爾克是一位非常勇敢的人，一直從事飛機臨界迎角狀態(tài)下飛行試驗的研究工作，其中就包括失速尾旋。他特別仔細地研究了蘇-27飛機在失速區(qū)域的飛行表現(xiàn)，并親自駕駛蘇-27飛機進入尾旋狀態(tài)，研究各種改出尾旋的方法。1988年他第一次駕駛蘇-27飛機在莫斯科完成了“眼鏡蛇”機動。他最后得出結(jié)論：蘇-27飛機在非常大的迎角狀態(tài)，即使達到90度，即落到“楓樹葉”狀態(tài)后仍能夠繼續(xù)飛行。

現(xiàn)在蘇霍伊設(shè)計局已經(jīng)徹底弄清楚了，蘇-27飛機從平尾旋、陡尾旋和倒飛尾旋中改出來是不成問題的，它在所有狀態(tài)都能夠可靠操縱，可以完成類似于眼鏡蛇抬頭捕食一樣的機動。

1989年2月，經(jīng)過長期爭論后，蘇聯(lián)政府終于同意蘇霍伊設(shè)計局的飛機參加國際航展。國防部和航空部通知蘇霍依設(shè)計局：允許蘇-27、蘇-27UB、蘇-26等飛機參加巴黎航展。

早在1988年，米高揚設(shè)計局的米格-29和米格-29UB飛機已經(jīng)在英國范堡羅航展。在那次航展上，他們的飛機已經(jīng)給人們留下深刻印象，尤其是高級特技飛行。在大迎角情況下，米格-29飛機完成了吊鐘機動和普通高級特技，此時飛機失速或者進入尾旋，尤其是在低于500米高度條件進行駕駛時，這可能引起非常不利的后果。

1988年底，蘇霍伊設(shè)計局的試飛員開始準備駕駛蘇-27飛機完成高級特級飛行，并為此在飛機上裝備了防尾旋火箭和防尾旋傘。進行失速和尾旋試驗的仍然是試飛員伊格爾·沃爾克，他具有這些試驗的豐富經(jīng)驗，在試飛院，他是尾旋失速狀態(tài)研究的大師。根據(jù)總設(shè)計師米哈伊爾·西蒙諾夫的建議，航空部批準設(shè)計局試飛員維克托·普加喬夫、尼古拉·薩多夫尼科夫、奧列格·曹也一起進行這些復雜的飛行試驗。

很遺憾，由于一系列原因，薩多夫尼科夫、曹沒有成功完成必要數(shù)量的飛行，只有維克托·普加喬夫一個人完全掌握了所有技術(shù)。他獲得了伊格爾·沃爾科夫的同意，自主完成這些復雜的飛行。維克托·普加喬夫成為高級特技飛行的大師，這架飛機的許多特技動作，他都完成得清晰、漂亮，令人驚嘆。

注釋：奧列格·曹是蘇霍伊設(shè)計局亞裔血統(tǒng)試飛員，也是著名的試飛員，筆者曾咨詢過蘇霍伊設(shè)計局專家，曹不是華裔，而是朝鮮裔。

還有一件事需要說明一下，當時（1988年）沃爾克正在從事蘇聯(lián)航天飛機“暴風雪”飛行訓練工作，而且是8名航天員組成的機組的機長。巴黎航展期間他正在哈薩克斯坦的貝卡努爾航天中心準備暴風雪的首飛，沒有參加巴黎航展，否則的話，蘇-27飛機的這個機動很有可能變成“沃爾克眼鏡蛇機動”。盡管如此，國內(nèi)外還是公認沃爾克是第一個真正完成“眼鏡蛇”機動的試飛員，而普加喬夫只不過是他的第一個“高足”。

很有意思的是，電影導演還根據(jù)“暴風雪”航天飛機的事跡拍攝了電影。沃爾克參加了影片拍攝，并在電影中扮演了自己——仍然擔任機長。

“眼鏡蛇”機動的誕生——大放異彩

蘇-27飛機在巴黎航展進行表演的準備工作正在全速進行。飛機表現(xiàn)出高超的駕駛性能。總設(shè)計師指示設(shè)計局的專家們，準備在航展上展示新玩意：在垂直平面內(nèi)，蘇-27飛機表演動態(tài)進入90度～100度大迎角。

當時選擇維克托·普加喬夫完成這些復雜特技機動。設(shè)計局專家們制訂了一個專門的飛行試驗大綱，研究高級駕駛技術(shù)。

1989年3月，訓練飛行開始。首先演練吊鐘和“眼鏡蛇”機動，它們是蘇-27飛機首先要完成的最復雜的機動。出于安全考慮，飛機首先從高空（大約11千米）開始進行訓練飛行。普加喬夫的特技飛行動作完成得無可指責，并且毫不費勁。隨著飛行員經(jīng)驗的不斷積累，演示特技飛行的高度開始逐漸下降。

距離6月6日，即巴黎航展開幕的日子剩下得越來越少?？傇O(shè)計師米哈伊爾·西蒙諾夫不止一次來到試飛站，查看飛行情況，思考下一步行動計劃。

試飛主管工程師伊萬諾夫回憶了當時的情景：“‘眼鏡蛇機動中的所有參數(shù)，都通過機載記錄裝置記錄下來，解碼后繪成曲線，然后我們才能看到。飛行記錄儀磁帶我們已經(jīng)看了幾百遍，但親眼目睹‘眼鏡蛇機動還是第一次。當時試飛院的機場上聚集了很多人：飛行員、總設(shè)計師和各系統(tǒng)的工程師們。我們散布在機場各個地方，從那里可以很好地看到1千米高度上空中發(fā)生的一切。根據(jù)我所下達的飛行任務(wù)單，飛機應(yīng)當分別在4千米、3千米和1千米的高度上完成‘眼鏡蛇機動。前兩次飛行應(yīng)當在飛行空域內(nèi)進行，遠離機場。將飛機送上天后，我們?nèi)齻€工程師坐上汽車，前去觀看‘眼鏡蛇機動。過了一段時間，前方上空出現(xiàn)一個黑點，隨后逐漸變成一架飛機。我第一眼就立刻認出這是親切的、飽經(jīng)磨難的蘇-27飛機。當時天氣情況好極了，視野極佳。endprint