過失速特技的誕生——蘇-27戰機“眼鏡蛇”機動與其創造者

文／李志

蘇-27戰機“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計局的試飛員普加喬夫，他在低空完成了一個動態減速機動。從實戰角度講，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。

在發現、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，除了蘇霍伊設計局的試飛員普加喬夫和總設計師西蒙諾夫之外，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現者，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。

1989年的巴黎航展上，普加喬夫駕駛蘇-27完成了“眼鏡蛇”機動。

蘇-27飛機具有自動改出尾旋能力的發現

了解飛機設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象的發生有關。在飛機最后重心范圍內，如果飛機進入到失速尾旋狀態，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，并且找到改出各種形式尾旋的方法，蘇霍伊設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果，設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計的自動器，讓模型在空中進入到大迎角飛行狀態，檢查模型的自轉情況。模型由圖-16飛機帶到了空中，然后從空中拋下。模型自由飛試驗結果也表明，約有一半以上的失速尾旋狀態，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，飛行員在進入到這種機動狀態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，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。發現蘇-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。考特洛夫上校出生于堪察加半島的彼得巴夫洛克市，是蘇聯功勛試飛員。他的父親也是蘇聯英雄，因此可稱為英雄之后。考特洛夫1965年參軍，1969年航校畢業，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，1976年從莫斯科航空學院畢業；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飛機的飛行試驗。

這件事發生在蘇-27飛機國家鑒定試驗過程中，當時飛機已經從莫斯科郊區的試飛院轉場到南方部隊基地——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數值，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，而是大氣數據系統的信號出現了故障，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生了故障，他還是按照慣例，憑借儀表判斷飛機的狀態。

由于空速表顯示的飛行馬赫數一直在增加，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，馬赫數繼續增大。飛行員繼續向后拉桿，試圖使飛機減速，但空速表上指示的馬赫數依然在繼續增加。他只好又向前推桿。

這些操作動作的結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，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，開始出現尾掉現象，也就是現在所說的吊鐘機動，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。確信進入尾旋狀態后，考特洛夫向控制指揮部通報：“尾旋”。指揮人員事先已經知道，蘇-27飛機很難從尾旋中改出來。這一方面的內容也在所有關于飛機臨界和超臨界迎角狀態的空氣動力學結論中都提到過。因此，地面指揮部發出最后命令：“彈射跳傘”。飛行員撒開駕駛桿，在很短一段時間內，飛機完全處于自由狀態。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，他突然發現并感覺到飛機好像并沒有處于尾旋狀態，而是平緩地進入到俯沖狀態。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，蘇霍伊設計局的設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的。很快，在另外一支部隊里，另一架蘇-27飛機同樣發生了類似的失速尾旋現象，并同樣自動改出了尾旋。此后，蘇霍伊設計局曾經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。

“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，當時的蘇霍伊設計局總設計師米哈伊爾·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，他的個人經歷也要比普加喬夫豐富得多，他的名字是也與前蘇聯的第一架航天飛機“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，畢業后參加空軍，1963年轉為預備役部隊；1965年從試飛員學校畢業，1969年從莫斯科航空學院畢業；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飛機在失速區域的飛行表現，并親自駕駛蘇-27飛機進入尾旋狀態，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。他最后得出結論：蘇-27飛機在非常大的迎角狀態，即使達到90度，即落到“楓樹葉”狀態后仍能夠繼續飛行。

現在蘇霍伊設計局已經徹底弄清楚了，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，經過長期爭論后，蘇聯政府終于同意蘇霍伊設計局的飛機參加國際航展。國防部和航空部通知蘇霍依設計局：允許蘇-27、蘇-27UB、蘇-26等飛機參加巴黎航展。

早在1988年，米高揚設計局的米格-29和米格-29UB飛機已經在英國范堡羅航展。在那次航展上，他們的飛機已經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驗，在試飛院，他是尾旋失速狀態研究的大師。根據總設計師米哈伊爾·西蒙諾夫的建議，航空部批準設計局試飛員維克托·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。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·曹是蘇霍伊設計局亞裔血統試飛員，也是著名的試飛員，筆者曾咨詢過蘇霍伊設計局專家，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“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。飛機表現出高超的駕駛性能。總設計師指示設計局的專家們，準備在航展上展示新玩意：在垂直平面內，蘇-27飛機表演動態進入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。

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。總設計師米哈伊爾·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，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、總設計師和各系統的工程師們。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生的一切。根據我所下達的飛行任務單，飛機應當分別在4千米、3千米和1千米的高度上完成‘眼鏡蛇’機動。前兩次飛行應當在飛行空域內進行，遠離機場。將飛機送上天后，我們三個工程師坐上汽車，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、飽經磨難的蘇-27飛機。當時天氣情況好極了，視野極佳。

“而接下來……接下來我們都看得發呆了，而我的兩條腿就像被割斷了一樣，筆直地站著，甚至有些向后歪。我產生了強烈的愿望：幫助飛機機頭向下。這一瞬間拉得真長……回過神來后，我們幾個人：試飛站站長沙吉濟甘諾夫和三個主管工程師——米爾庫諾夫、什雷科夫和我，默默地彼此看了看，發現我們的心臟跳動得一樣齊，我們共同經歷了恐懼、快樂和狂喜。

“1989年4月28日，在我們親眼目睹下誕生了‘普加喬夫眼鏡蛇’機動，馬上還要當著全世界航空專家們的面，表演引起真正轟動的這一機動。”

到了1989年6月。在航展開幕前兩天，設計局的專家們來到巴黎。

準備在航展上駕駛兩架蘇-27飛機表演的分別是蘇聯英雄維克托·普加喬夫和試飛員葉甫根尼·弗羅洛夫。他們早已來到巴黎郊區的勒布熱機場了，迫不及待地等待著，但飛機還是沒來，等了很長時間也沒來。型號副總師康斯坦丁·馬拉巴舍夫登上飛行指揮所。

“您著什么急？您的飛機正在中途加油。”指揮所里的人對他說。

“加什么油？”馬拉巴舍夫顫抖的聲音問。

“正常加油，”法國人回答說，“這是殲擊機。”

法國人難以想象，從莫斯科到巴黎之間距離2300千米，怎么可能中途不著陸加油，就一口氣飛到巴黎。他們不知道，蘇-27飛機如同大型客機一樣，可以飛得相當遠。

但為什么蘇-27飛機沒到？發生什么事了？終于，機場上空出現兩個快速飛行的天藍色大鳥。法國空軍“諾曼底-內曼大隊”“幻影”2000戰斗機在法國邊境迎接蘇-27飛機，然后護送到降落地點。“他們到了！”蘇霍依設計局的代表們如釋重負地說。原來，在飛機起飛后，由于途徑德國境內的航線改變而耽擱了很多時間。但難熬的事情并沒有因此而結束。第二天，開始進行檢驗飛行。第一個駕駛飛機升空飛行的是葉甫根尼·弗羅洛夫，這期間，一股強雷暴前沿，夾雜著風和雨正在向勒布熱上空移動。這時飛機正處在斤斗的最高點，機身頭部被強大的閃電放電迎面擊中。當時從地面都可以看到，一團火苗籠罩了整個蘇-27飛機。

在這種情況下，一般飛機都會以機毀人亡而結束——飛機被雷電擊中后，發電機部件、導航系統、通信設備都斷掉了，空地聯絡中斷。再過幾秒鐘，可能就要發生不愉快的事情了。

弗羅洛夫后來敘述說：飛機被雷電擊中的感覺，就像機身頭部發生強烈爆炸一樣，我左手伸向彈射桿。但有經驗的飛行員能夠聽到內心傳來的聲音：“繼續操縱”。葉甫根尼結束了斤斗并且安全著陸。雷暴遠去了。設計師們走近飛機，他們看到已經融化掉的空速管元件。

接下來，就到了飛行表演的日子了。”

總設計師米哈伊爾·西蒙諾夫說：“這對我們來說是重要的、也是關鍵的時刻。為什么？因為我們是第一次突然出現在國際航空舞臺上。如果我們的表現，如同美國的F-15A或者法國的“幻影”2000，則人們會這樣說：蘇聯終于達到了世界水平。因此，我們決定表演這些高級特級駕駛技術，目的是讓專家們明白，蘇-27飛機的氣動力是多么完善，我們設計局的設計師們和中央空氣流體動力學研究院的學者們達到什么樣的水平，批生產技術達到什么水平——有一架蘇-27飛機是直接從空軍作戰部隊里抽調出來的。

“我們準備給大家一個驚喜：新型高級駕駛特技——‘普加喬夫眼鏡蛇’機動，它是以我們第一個（正式）完成該動作的飛行員命名的。世界上沒有任何一架飛機能夠完成這個動作。美國的F-18可以飛到35度迎角，而我們的蘇-27飛機可以在120度迎角情況下向前運動，而發動機實際上已經在前面了。”

這引起了炸彈爆炸式的影響。沒有人能夠明白：在動態減速情況下，為什么飛機可以“靜止不動”一瞬間，然后繼續飛行，并沒有失速進入尾旋？特別是當時的美國各大主要飛機公司，如通用動力、麥·道、洛克希德等，他們的反應特別強烈。

在西方國家，蘇-27飛機被稱為“側衛”。1989年7月，星期日電訊報上報道說：“通過歸納在北約組織內對飛機結構的贊揚，美國空軍的飛行員這樣反應：如果在戰斗中我們遇到這些‘小鳥’，我的選擇只有一個：彈射跳傘。”

美國專家們在裁減軍備談判時，總是將蘇-27飛機包括在戰略打擊武器范疇內。在勒布爾熱，專家們試圖鉆到飛機駕駛艙內，找到‘空地’導彈控制儀表，但沒有發現。所有人最后都確信，這是一架截擊機，在蘇聯防空兵部隊體系內執行防衛功能。

這個機動動作為什么稱為“眼鏡蛇”機動，普加喬夫是這樣解釋的：這得歸功于總設計師西蒙諾夫的那只靈巧的手，他向記者們打著手勢說：“你們想象一下，眼鏡蛇是如何進行攻擊的！”當時還沒有飛機能夠做到這一點，美國人用了很長時間進行試驗，但還是沒能夠改變飛機的控制技術，掌握不了這種技巧，而我們則不斷地完善“眼鏡蛇”機動，現在已經有好幾種超機動性的方案。

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普加喬夫簡歷

1948年8月8日，普加喬夫出生于俄羅斯羅斯托夫州的塔干羅格市。1966年入伍，1970年畢業于葉思科空軍學校，并留校擔任飛行教官。1977年轉為預備役部隊。

1978年從試飛員學校畢業，1989年畢業于莫斯科航空學院。

從1978年12月到1980年10月成為飛行研究院的試飛員。曾經試飛過米格-21、米格-23、米格-25、米格-31、蘇-17、蘇-24等飛機。

從1980年到2001年，擔任蘇霍伊設計局的試飛員。1985年5月駕駛帶前翼的蘇-27改型飛機完成了首飛，然后試飛了一系列蘇-27艦載機，包括蘇-27K（蘇-33）（1987年8月17日）、蘇-33UB（教練型）（1999年4月29日）。還參加了蘇-25、蘇-27、蘇-33和蘇-35飛機臨界狀態和尾旋飛行試驗。

1989年4月28日，第一次在世界面前駕駛蘇-27飛機完成了低空動態進入大迎角（超過90度）的機動，獲得了“普加喬夫眼鏡蛇機動”的稱號。1989年1月11日，首次駕駛蘇-27K艦載機完成著艦。從此以后的十幾年里，他成為世界各航空展上的寵兒。迪拜航展、馬來西亞航展、新加坡航展、范堡羅航展、莫斯科航展等。

除了表演“眼鏡蛇”機動外，普加喬夫試飛生涯中另一件大事就是1989年第一次駕駛蘇-27飛機艦載型首次著艦。

他駕駛蘇-27飛機創造了13項爬升和裝載爬升世界紀錄：1986年創造了8項爬升紀錄，1990年創造了1項爬升紀錄，1993年創造了4項爬升和載重爬升紀錄。

普加喬夫非常運氣，據他本人介紹，在他的試飛生涯中只有一次需要跳傘離機。這是20世紀80年代的事了，他駕駛蘇-27飛機進行進氣道防護裝置防除冰功能試驗。飛機在穿云飛行時發動機停車，當時已經準備好跳傘，好在飛機穿過云層后發動機又能正常工作了。

他現在住在莫斯科郊區的茹科夫斯基市，從1991年開始擔任蘇霍伊設計局的負總設計師，主管飛行試驗工作。

曾經被授予列寧勛章（1988年10月31日），3級榮譽勛章（1999年7月29日），勇敢勛章（200年2月），榮譽稱號（1982年12月17日）等。