在飞机研制过程中，苏- 27曾做过专门的尾旋风洞试验和尾旋模型投放试验，试验结果表明苏-27飞机很难从尾旋中改出，所以设计人员都断定苏-27不能改尾旋，在苏-27飞机装备部队时，还特别在飞机上安装了自动系统，以阻止苏-27飞机进入尾旋，在飞行员手册中也对飞机操纵特意做了限制。
苏-27飞机改出尾旋能力的发现
在苏-27飞机装备部队后，偶然发生了几次富有戏剧性的事故，在这些事故中苏-27不仅改出了尾旋，还逐渐展现出苏-27飞机具有超常的过失速性能的能力。
事情最初发生在俄罗斯空军某试验基地。苏-27某架飞机正在试飞时，飞行员将飞机转入垂直爬升之后惊讶地发现，仪表显示的马赫数没有变化，机上大气信号系统（空气压力传感器）出现故障，马赫数信号不正确。
当发动机转速下降之后，飞机在8000米高度的空中悬停了，继而飞机短时间尾冲，在60°迎角状态失速出现尾旋。由于之前飞机研制方已经确定苏-27飞机是不能从尾旋改出的，地面指挥命令飞行员立即弹射。
当飞行员松开驾驶杆准备弃机的时候发现，飞机脱离了危险状态，接着，飞行员检查了飞机的操纵性并且确信危险已经过去，于是成功驾机在机场着陆。
俄罗斯远东地区防空部队的航空基地也发生了更令人称奇的事情。
一次，苏-27飞行员在进行自动状态对准目标训练的时候，飞机迎角超出了允许值，失速进入尾旋，此时机上燃油尚余40%，地面指挥命令飞行员弹射出来。之后，无人驾驶的苏-27飞机不仅从尾旋状态改出，而且还按照预先设置好的自动状态程序继续飞行，直到燃油耗尽。
揭示苏-27大迎角飞行的奥秘
上述这两件事促使俄罗斯有关方面开始深入研究苏-27的尾旋特性，并从1987年开始，俄罗斯格雷莫夫试飞院按照苏-27飞机大迎角试飞大纲进行飞行试验。
1987年9月29日，试飞员伊·彼·沃尔克进行苏-27飞机大迎角试飞，飞机分别在静安定状态（即飞机使用重心靠前的位置）和静不安定状态下飞行，为了使飞机能从大迎角改出，平尾保持最佳的位置，保证飞机最小低头力矩的余度，使飞机依靠俯仰方向的摆动回到正常迎角。飞机俯仰方向的摆动可以维持飞机在大迎角且静不安定状态悬停在空中。
1989年4～8月期间试飞员沃尔克和罗巴索夫总共进行了600多个状态的试验：表速399～450千米/小时，飞机迅速进入超大迎角、平飞、爬升、降低高度以及800以内横滚盘旋等。飞机进入超大迎角试飞的过程中，迎角最大值为75°～95°，俯仰角最大值为600～1200。
在第一次反尾旋试飞时，飞机进入尾旋之后，飞行员如果不使用反尾旋装置，飞机还是不能从尾旋改出。经过分析认为，苏-27飞机在不同迎角和侧滑角下的气动涡使得飞机在进入和改出尾旋的时候，具有一定的不稳定性，即便是采取更有力的改尾旋的气动措施，也不能保证每次都能使飞机停止尾旋。
试飞过程中还注意到，在没有飞行员介入情况下，飞机自身从尾旋改出时，操纵杆和脚蹬都处于中间位置。
俄罗斯试飞院的专家研究出较可靠的改尾旋的新方法，即通过发动机左右推力的差别产生力矩，这一方法相当奏效，采用这一方法，苏-27飞机基本可以克服尾旋。
苏-27飞机的反尾旋试飞显示，平尾向抬头方向全偏，飞机瞬间进入超出可配平角度的大迎角，当迎角迅速增加，飞机不会出现尾旋。在迎角相当大时（45°～50°)，如抖振、横滚方向振动的失速现象少。苏-27飞机大迎角进入失速的边界甚至超出边界都可能不发生失速，而一旦迎角减小则可能出现失速。
俄罗斯专家认为原因在于飞机在35°～60°迎角范围内产生的横滚和偏航的气动力矩不对称且不稳定。
通过对风洞试验结果分析和飞行中对涡的目视观察显示，大迎角非对称力矩的产生，与非对称涡绕流体系以及这一过程的不稳定是有关联的。为此俄研究人员得出结论：苏-27飞机迅速进入超大迎角，接着返回到飞行使用状态，原理上是可行的。
"眼镜蛇"机动的详细描述
著名的苏-27"眼镜蛇"机动，又称"3秒进入超大攻角"的机动。在这个机动中飞机迅速进入超大迎角，接着返回到飞行使用状态，它的整个过程见图1。
刚开始，苏-27飞机处于中立安定或者是静不安定,当飞控系统断开极限状态限制器转换到"直接联接"时,飞机可入超大迎角。
为使飞机进入超大迎角，飞行员快速拉驾驶杆，配合平尾快速偏转，飞机俯仰角速度达到70°/秒，飞机依靠惯性进入大迎角区，此时低头力矩增加，保证了飞机从大迎角回到平飞状态。
当飞机到最大迎角再改平时,飞行员需要迅速推驾驶杆。当迎角减小到10°～15°，再拉驾驶杆，增加发动机推力，将飞控系统转到"飞行"状态，控制飞机以免进入负迎角。
完成整个动作的平均时间为5～7秒。飞机在第2和3秒进入最大迎角（俯仰）。在第3.7秒时达到最大迎角。按照航迹倾斜角变化最小的条件确定最大过载值为4，（如果以正常速度"拉"驾驶杆，飞机则在第2和3秒进入了破坏性的过载）。地面看到的飞机尾部向前、机尾向前运动持续时间为1～1.5秒，然后飞机过载值迅速减小。
这个被航空界称之为"眼镜蛇"的动作，在近距格斗中是否能增强飞机的机动能力和作战能力，具有多大的作战使用价值，尚在争论之中。
过失速机动的作战使用
俄罗斯作战使用的研究人员认为，迅速进入超大迎角的机动能力可以使飞机在垂直平面格斗和盘旋格斗中占据上风。下面我们来看看具有过失速机动能力的苏-27飞机的空中格斗几种战术使用方式。
"迅速进入超大迎角"机动最主要的特点之一是飞机急减速，这是飞机在其它飞行状态下不能出现的。近距格斗可以采用这种机动作为攻击手段或防御手段。
首先，在攻击之前的机动阶段，近距离发现敌机在身后，可以"跳"到敌机之后，让敌机冲前；当敌机以大航向角发射导弹时，可以将这个动作用于反导弹机动。
在盘旋格斗中，具有过失速能力的飞机可以在很短的时间内在最佳位置对准目标，直接命中目标。如图2和图3所示。对于处于垂直平面格斗的飞机，具有过失速能力的飞机比没有过失速能力的飞机占明显的优势。
在做这种动作即进入超大迎角时，飞机的最大过载值达到了4g，苏-27飞机尚余5个过载余量完成其它的机动，如稳定盘旋（稳定盘旋完成眼镜蛇的动作又名"钩子"），如图3所示。
空中格斗时"钩子"机动的战术价值甚至超过了"眼镜蛇"机动，苏霍伊设计局的试飞员普加乔夫在苏-27M（苏-35）飞机上首次表演了钩子机动，该种飞机加装了前平尾，而且控制系统也做了改进。此外还有钟机动，如图4所示，当采用这种机动动作时，对于使用多卜勒雷达的敌机，将丢失目标，从而可摆脱敌机攻击，转而进行还击。
通过对苏-27飞机的超大迎角特性研究，表明了苏-27飞机优越的过失速飞行性能，为过失速的作战使用开创了一个全新领域，引起了全世界的关注，其作战潜力，尤其是近距格斗潜力今后将会进一步得到发挥。
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