[討論] 俄(中)國中央流體研究院對F-16的性能低估

[karmapayes (種子)]

料敵從寬還是從嚴：俄國中央流體研究院（TsAGI）對F-16的性能低估




文章不長，原文轉載



背景介紹

以F-15A/F-16A為代表的西方第三代戰鬥機在80年代的幾場局部衝突中以碾壓性的性能優
勢震撼了蘇聯。在西方第三代戰鬥機F-15A/F-16A/「狂風」等機型的飛行手冊和測試報告
解密之前，蘇聯為了獲知對手的大致性能，同時也為了給自己的戰鬥機飛行員撰寫教材指
明對付這幾種對手的戰術策略，委託了國內的幾個機構（主要是中央流體研究院，簡寫
TsAGI）用經典的工程方法估計了幾種西方飛機的性能，並且和蘇-27的飛行測試結果進行
了對比。多年之後，美國公開了F-16的AGARD-242試飛報告。本文的數據來源即為以上幾
份資料。通過對比蘇聯的估計值和美國的實測值，可以得知蘇聯對於對手的性能估計精確
度如何，以及這些誤差背後的技術/非技術性因素。





蘇-27和西方三種機型(F-15/F-16/「狂風」F2)的數據對比的報告封面。蘇-27性能取自飛
行測試結果，而西方飛機性能為蘇聯機構估計

F-16的AGARD-242試飛結果是我國評價F-16性能的重要依據




TsAGI計算報告中的飛行重量

TsAGI對比報告中的四種飛機，以空載輕油的理想構型（或者最多帶兩枚格鬥彈）作為比
較基準。蘇-27空戰飛行重量定為18920千克。F-16A空戰飛行重量定為9200千克。這一數
據較好地反映了蘇-27最初型號蘇-27B的重量特性（因已到壽，2005年前已全部退役）。
說句題外話，目前蘇霍伊官網上的蘇-27單座基準型最輕的型號，空重已經上升到17200千
克左右，所以本文中的18920千克只能反映其極輕載油（約1800千克）下的性能。F-16A的
9200千克飛行重量與美國盟國大量裝備的F-16MLU的半油(1550千克)帶兩彈作戰重量基本
吻合。我國在使用F-16的AGARD-242試飛報告做性能評測時，也使用的是幾乎相同的飛行
重量。而兩台AL-31F的全加力耗油率超過一台F100的兩倍。換句話說，本文中的對比條件
，對蘇-27極其有利：蘇-27隻需攜帶可支撐約2.2分鐘全加力的燃料，而F-16攜帶的燃料
可支撐約4.3分鐘的全加力。



本文的對比範圍

聲明：本文只對比機動飛行性能，不對比推重比，翼載荷等。因為推重比和翼載荷不是飛
行性能，只有轉彎加速爬升等等這些才叫飛行性能。

本文著重對比以下性能：海平面直線飛行SEP，海平面4-7G過載上升轉彎機動SEP，跨音速
最大機動過載，海平面0.7馬赫持續機動過載，5000米高度0.9馬赫持續機動過載。




名詞解釋：SEP和爬升率

爬升率的計算方式為速度*sin(爬升角)，亦即速度的垂直分量，其中爬升角的定義是：以
該角度上升時，推力=阻力+重力的軸向分量，亦即飛機縱嚮應受力平衡，不能因為推力不
足而減速。換句話說，假設大氣條件不隨高度變化（比如密度和含氧量不隨高度上升而衰
減），那麼飛機應該能保持這個上升率一直上升，不會減速。不難看出，平飛中突然猛拉
起的「躥升率」並不是爬升率。這是很多業餘愛好者，甚至部分航空從業人員都容易犯的
錯誤。

SEP是單位重量剩餘功率(specific excess power)的縮寫。計算方式為(推力-阻力)*速度
/重力。

不少書刊經常強調一個定理：SEP=爬升率，這其實是一個數學上的巧合，而且需要加限制
條件才能成立。如果讀者有中學數理基礎，列出飛機軸向的力平衡方程，不難證明SEP恰
好等於爬升率。但是有一種情況例外：如果飛機的推力非常大，以至於即使垂直上升時也
不能達到力平衡，亦即垂直上升時還能加速，那麼此時的SEP就不等於爬升率了，它喪失
了物理直觀，但仍然可以作為一種垂直機動能力的指標。這個值越高，意味著做垂直面的
佔位機動時更加快速敏捷，能量損失更小。這就是為什麼某些飛機的數據圖表裡，以280
米/秒飛行時，其SEP能超過280米/秒，讓人在直觀上難以理解。其含義是以280米/秒做垂
直爬升時還能加速，已經超過了傳統爬升率的範疇。也正是這個原因，SEP數十年來一直
是重要的垂直機動能力指標。以上說的是「狹義SEP」，亦即直線飛行時的SEP。還有一種
「廣義SEP」，讓飛機一邊轉彎一邊計算SEP（這一演算法由蘇聯開創），可以很好的表徵
其上升轉彎，筋斗，尹麥曼迴轉等垂直機動性能。本文中會同時對比狹義和廣義SEP。






F-16蘇聯估計值vs F-16實測值vs蘇-27實測值

跨音速最大過載：

F-16蘇聯估計值：7.33G，F-16實測值：9G+，蘇-27實測值：7.5G

海平面最大速度：

F-16蘇聯估計值：1400km/k（1.14馬赫），F-16實測值：1.2馬赫（仍有強烈的加速趨勢
，因其它因素被人為限制），蘇-27實測值：1400km/h（1.14馬赫）

為了讓結果更有說服力，我特意選取了F-16的滿油測試數據vs蘇聯對F-16的半油估計數據
，盡量對F-16不利。






蘇聯對低空最大速度和跨音速瞬時過載的估計有很大誤差


這張圖片解密後曾引發俄羅斯震驚。蘇聯時期估計F-16在0.85馬赫以上可用過載只有
7.33G，然而圖中的F-16在0.87馬赫分明拉到了9.5G。該圖來自以色列空軍「歌劇院行動
」中轟炸完反應堆之後的規避機動，顯示了實戰中F-16的性能，非常有含金量

持續轉彎過載

海平面0.7馬赫：

F-16A蘇聯估計值：7.5G，F-16A實測值：9G（強度限制），蘇-27實測值：8.5G（強度限
制）。

5000米0.9馬赫：

F-16A蘇聯估計值：6G，F-16A實測值：7G，蘇-27實測值：6.7G。擴展閱讀：
F-16C-block50同條件可達7.45G，米格-29A為6.6G。


蘇聯估計的F-16A持續轉彎過載包線，和從AGARD-242試飛報告得到的F-16A持續轉彎過載
包線對比

海平面直線SEP(法向過載Ny=1)

F-16A蘇聯估計值：245米/秒，F-16A實測值：343米/秒，蘇-27實測值：310米/秒。


這項性能的估計誤差已經大到難以直視了

海平面上升轉彎SEP(法向過載Ny>1，越大則轉彎越劇烈)

這一項尚未在F-16A的手冊中找到(只有滿油數據)，但是在F-16C-block50的手冊中有，而
且條件是空載輕油，恰好滿足要求。注意圖表的格式和蘇聯的不大一樣，所以筆者加了一
些箭頭和說明，方便讀者理解。

蘇聯只估計了F-16的Ny=3和Ny=5的相關數據，認為蘇-27的測試結果足以保證70-90米/秒
的優勢。

F-16C-block50手冊上給出了Ny=4~7的詳盡測試數據。結果讓人大跌眼鏡：當Ny=4.2時，
比蘇-27的Ny=3的數據居然高了75米/秒。當Ny=6.5時，比蘇-27的Ny=5的數據高了50米/秒
，比蘇-27的Ny=3的數據居然還高15米/秒。F-16在4.2G上升轉彎中能維持366米/秒的SEP
，不僅大大超過了蘇-27的直線上升SEP幅度達56米/秒，也比米格-29的同條件直線上升
SEP高21米/秒。

通俗的說，F-16在更劇烈的急轉彎中，仍能維持更高的上升率。甚至出現了上升轉彎比對
手的直線上升還快的多的奇特現象。蘇聯直接將F-16的該項性能低估了1/3-1/2，接近於
二代機水準。



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(中共)我國的態度：

　　因為歷史的因緣際會，我們同時拿到了蘇聯的估計值和原廠的測試值，所以在數據的
取捨上經常出現糾結和矛盾之處。甚至有一本教材前後數據矛盾的bug。

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結束語

經典工程方法用於估計活塞螺旋槳戰鬥機性能時精度尚可，但是對於大量使用靜不穩定和
渦升力設計的現代戰鬥機而言，輸入的少量誤差可能被各種非線性效應放大，導致估計結
果偏差較大。

類似的低估問題不僅存在於F-16，也存在於F-15，不過程度低一些。F-15的瞬時盤旋性能
，小速度飛行性能和各種機動過載的SEP值都有一定的低估，以後可以考慮另寫一篇文章
。一個有趣的現象是，TsAGI估計的F-16A性能數據，相當接近於F-16/79的實際數據。





出處:

http://kong.top81cn.cn/encyclopaedia/2359.html

http://kong.top81cn.cn/encyclopaedia/2359_2.html


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空軍之翼的翻譯文章

除了五毛，偶而也是有些明眼人


我們都知道歐美對蘇中最大的優勢在於航電

許多五毛卻解釋成"機動性上俄製戰機大勝"甚至引申成

"換裝新式航電的俄製戰機將對歐美4代(半)戰機全面輾壓"


但是事實上氣動配上強大的多的引擎讓F15/16在轉彎和加速甚至都大幅超過了27/29

在西方航空電子革命性進步後

冷戰最末期的27/29根本不是西方4代的對手

20年後由於俄羅斯的貧窮4代半後這些差距甚至有增無減



連PESA的SU35都在買，真的沒問題嗎?

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→ kuma660224  : 這舊聞了，很久以前Flak就講過這件事
→ kuma660224  : 冷戰通常蘇聯低估敵人  美國高估敵人
→ kuma660224  : 怕元老不給錢...
→ kuma660224  : 蘇聯的電子差距就靠體積彌補
→ kuma660224  : SU35的電掃雷達其實不差 只是很重
→ kuma660224  : 但它有雙發AL41F1S與龐大機身去硬撐
推 papapalapa  : 蘇聯解體後有些東西有流出來 再加上開始有人學習俄
→ kuma660224  : 所以還過得去.
→ papapalapa  : 文 才發現冷戰時期蘇聯對西方飛行器的性能都有明顯
→ papapalapa  : 低估 不過對岸絕大多數都選擇不看 或偏差解讀
→ papapalapa  : 不過不太懂的是 蘇聯時期情報力應該也算是不弱 但
→ papapalapa  : 對於西方飛行器的參數細節獲取倒是很少
→ kuma660224  : 鐵幕時代  情報很難證實
→ kuma660224  : 就算有正確資料也跟唬爛資料混在一起
→ kuma660224  : 要信哪個  就看彼此心態
→ kuma660224  : 美國寧願相信敵人擁有黑科技...
推 emptie      : 西方不是也猜錯過mig25的材料
→ emptie      : 那個時代很正常吧
→ kuma660224  : 預測3倍音速 3萬公尺 9G機動
推 chyx741021  : 先前也在臉書看過一篇分析Su-35是最被高估的四代半
→ chyx741021  : 戰機的文章
推 cloudskyblue: 美國：嗚嗚敵人好厲害我打不過 快給我錢
→ cloudskyblue: 俄國中國：啦啦啦我們領先一整代 歐噎
→ mmmimi11tw  : 米格25：我的範例都擺給你看了
→ kuma660224  : SU35即使某部分高估，但畢竟體格粗曠
→ kuma660224  : 所以在多用途遠程環境仍很有競爭力
→ kuma660224  : 你看西方中型多用途機往往比較吃香
→ kuma660224  : 性能定位是進可攻，退可守.
→ kuma660224  : 但毛子反而中型機市場要死不活
→ kuma660224  : 但它重型雙發機因為航程籌載，有競爭力
→ kuma660224  : 連衝壓超重彈藥也輕鬆掛
→ kuma660224  : 雖然地勤可能很想死...
推 fatcat0423  : 之前看有人說美國高估蘇聯 常是用自己的材料和電子
→ fatcat0423  : 零件水準去代參數評估 結果就是怎麼這麼強 得趕快研
→ fatcat0423  : 發下一代
→ fatcat0423  : su-27系列那個九噸內載燃油 也算是為了廣大國土防衛
→ fatcat0423  : 而有的特色了 和美國同級戰機比則是恐龍化了不少
推 c41231717   : 極權都有這種弊病吧 把競爭品評低 讓自己開發的產品
→ c41231717   : 能順利達標 沒達標小則冷凍 大至賜死
→ c41231717   : 一定要會贏競爭品的
→ c41231717   : 反正只要沒實戰 沒得驗證
推 mmmimi11tw  : 因為美國其實當初也不知道蘇聯科技到哪裡，所以最好
→ mmmimi11tw  : 的設定就是用自己的設定去當基準
→ mmmimi11tw  : 結果沒想到原來只是走粗獷硬漢路線這樣
推 nanozako    : 記得冷戰CIA從外型評估T-80的那份報告
→ nanozako    : 結果得出T-80逆天神威的結論 各種超科學裝甲抗擊
→ nanozako    : 元老院眉頭一皺，發現案情不單純
→ kuma660224  : 別忘了SU27量產到穩定堪用 其實
→ kuma660224  : 晚了戰隼A與老鷹A約10年
→ kuma660224  : 那還不考慮壽命與電子系統差距
推 immmy       : 歪樓一下,台灣軍工也是加拉巴哥化難以評估真實效能
→ kuma660224  : 對蘇聯來說 內心很難相信西方這麼扯
→ huckerbying : 台灣的輕兵器其實也蠻耐用的吧
→ huckerbying : 畢竟有送好幾把給約旦直接實戰過
推 verdandy    : 約旦：欸欸，你們的槍怎摸動不動就過熱
→ verdandy    : 聯勤：因為那把他X的是步槍不是輕機槍
→ verdandy    : 被當輕機槍操過後還能好好射擊某種程度的確耐用
→ immmy       : 弱勢那一方產製的武器為了唬住敵人只能保密
推 brigand     : 唯一好奇什麼是『歷史的因緣際會』?
→ immmy       : 資源有限又是封閉體系 連自己人可能都搞不清楚斤兩
→ sky419012   : 話說su-35雷達這麼大顆又雙發 發電量夠用嗎？
推 qsgjnmvb    : 德國統一時西方有拿到MIG29
推 t72312      : 不是 你拿這兩架來比不太公平
→ t72312      : 不是同一個量級的選手
推 t72312      : F16又是四代中戰怪物中的怪物
推 t72312      : 蘇聯人這樣搞是要弄x之牆
→ t72312      : 預警機不夠力只好把大雷達裝上機頭尬廣出去海巡
→ t72312      : 加上速度要快航程要遠 那個骨架跟重量直線上升
推 alecgood    : 最好低估啊!情報戰最有利的一方就是被低估的一方啊!
→ moeliliacg  : 最後的結論又從側面應證了引擎暴力才是關鍵所在
→ moeliliacg  : 被低估的F-16A數據接近F-16/79的實際數據
→ moeliliacg  : 與中國標準二代/美俄三代類似水準 也就是F-4等級
→ moeliliacg  : 換句話說 即便是設計先進如F-16 假如只有J-79的話
→ moeliliacg  : 表現也是得大打折扣的
→ kuma660224  : 這讓我想起之前蘭德假設SU35大雷達
→ kuma660224  : 可破解匿蹤，據此推算交換比...
→ kuma660224  : 然後得出外掛載彈多可平衡代差...
→ kuma660224  : 毛子應該看了很爽點讃...
推 ctw01       : 我有點好奇那我國對對岸J系列的評估是從寬還是從嚴
推 kuma660224  : 是不至於像蘇聯把對方4代當3代看
推 blackwoods  : 左岸軍武迷或者說國內的唱和者是認為J21一出四代機
→ blackwoods  : 非死即傷 但那個氣動外形怎麼看都有很大的物理限制
→ blackwoods  : 發動機就更不用說了
→ blackwoods  : 充其量就增加匿蹤設計的SU35吧（匿蹤效果未知）
→ papapalapa  : J-20... 前翼…跟我說匿蹤多好我不太信，除非你前翼
→ papapalapa  : 不打
推 cloudskyblue: 中國式浪漫：做一台SU27山寨版然後跟你說這台叫做J-
→ cloudskyblue: 2000
→ cloudskyblue: 直逼F22 纏鬥性能遠超F35
推 ejsizmmy    : 非線性放大的問題其實用簡單理解，比如誤差0.1，線
→ ejsizmmy    : 性是0.1X，非線性則可能變x^0.1或0.1^X這種很恐怖
→ ejsizmmy    : 的結果
→ moeliliacg  : SU-27/SU-30的延伸型號 包含J-11/15/16等的機動性
→ moeliliacg  : 算是相對好評估的 俄羅斯的基礎設計就在那邊
→ moeliliacg  : 在氣動外型沒大改 且引擎不變的情況下
推 suitup      : 雙發的機子對岸不是說都會漸漸用太行了？
→ suitup      : 那性能怕是要再打折了吧
推 maigoggle   : 暴力推冰箱，有燃料跟推力，剩下的都不是問題
推 jackk5566   : 空軍之翼真的不錯
推 kdjf        : x-> inf, x^0.1長得爆炸慢，0.1^x趨近於0
→ kuma660224  : 空軍之翼之前不是關掉了嗎？
→ moeliliacg  : 以前關過一次 後來回復了 但底下評論就全關了
→ kuma660224  : 現在網站是在哪
→ moeliliacg  : http://m.afwing.vip/
→ moeliliacg  : http://kong.top81cn.cn/
→ moeliliacg  : 行動版跟網頁版
推 alwayshigh  : 對岸J-11系列改進還是電子系統上，畢竟從歐美偷了
→ alwayshigh  : 那麼久的東西，真的比較難評估真的就J-10,J-20，這
→ alwayshigh  : 兩個真的就完全跳脫出蘇系框架。J-20也不要過份低
→ alwayshigh  : 估，能進入量產那代表低可視性跟電子性能不會差到
→ alwayshigh  : 那，但飛行性能那就要打問號了畢竟沒有美帝黑科技
→ alwayshigh  : ，全動式雙垂尾+腹鰭就是妥協的產物。
推 rommel1     : 機體大  引擎推力小  性能?