最近的莫斯科航展上展出了蘇-47戰(zhàn)斗機，這是一款由蘇霍伊設計局設計制造的前掠翼戰(zhàn)斗機。對于比較年輕的軍迷來說，前掠翼是一種比較陌生的機翼設計方案。如今沒有任何一款現(xiàn)役戰(zhàn)機采用前掠翼設計，只有俄羅斯在此前把蘇-47“金雕”戰(zhàn)斗機原型機拉出來，以為蘇-57戰(zhàn)斗機機腹彈艙設計進行試飛驗證時，才讓外界重新感受到前掠翼戰(zhàn)機獨特的美感。
前掠翼的歷史最早可以追溯到上世紀40年代，全球第一款前掠翼戰(zhàn)機就是德國的榮克斯Ju-287四發(fā)轟炸機，這款獨特的轟炸機在1944年8月才成功首飛，后來隨著德國的戰(zhàn)敗，它并沒有成功投入量產。蘇聯(lián)在繳獲榮克斯Ju-287原型機后，也對前掠翼設計展開研究，受當時技術水平、機翼材料限制，蘇聯(lián)并沒有在前掠翼道路上繼續(xù)走下去，但前掠翼的獨特優(yōu)勢并沒有被航空人員忽視。
時間到了上世紀70~80年代，美蘇兩國在計劃發(fā)展新一代戰(zhàn)斗機時，都沒有忽視前掠翼方案，畢竟前掠翼設計較傳統(tǒng)的后掠翼設計，優(yōu)勢簡直不要太多，是顯著提升新一代戰(zhàn)斗機飛行性能的一條捷徑。
和后掠翼相比，前掠翼設計機翼產生的升力更大，升阻比更高；失速速度很低，低速操控性極佳，低空低速飛行安全性很高；幾乎不會進行尾旋；翼身連接結構由于后移，也創(chuàng)造出更大的機身內部空間；最為重要的是，前掠翼不存在翼尖先失速問題，它比后掠翼進入失速的時間要晚很多，這有利于大幅度增強戰(zhàn)機的機動性。對于新一代戰(zhàn)斗機來說，這些優(yōu)勢無疑都是極具吸引力的。
1981年，格魯曼公司獲得美國國防部先進研究項目局（DARPA）的前掠翼戰(zhàn)斗機研究項目合同，其在F-5A戰(zhàn)斗機基礎上改裝出兩架X-29A前掠翼驗證機。該機擁有鴨翼和33度前掠的前掠翼設計，整機氣動外形非常怪異。兩架X-29A前掠翼驗證機進行了成百上千次科研試飛，直到1991年才結束試飛項目。相信通過X-29A前掠翼驗證機，美國充分認識到前掠翼驗證機的各種優(yōu)劣，后來的事大家都知道了，美國F-22、F-35都仍然是采用傳統(tǒng)的后掠翼設計。
而同期蘇聯(lián)這邊，也對前掠翼在新一代戰(zhàn)斗機上的應用展開深入研究，在進行綜合考慮后，蘇霍伊設計局最終決定為新一代戰(zhàn)斗機項目選擇前掠翼設計，這就是后來的S-32/S-37/蘇-47“金雕”戰(zhàn)斗機。不難想象，當時這個選擇是非常大膽、激進、充滿艱難險阻的。
蘇-47采用三翼面布局，它有鴨翼，前掠主機翼和尾翼，雙立尾的形狀與蘇-27戰(zhàn)斗機的相似，但向外的安裝偏角不大，并具有方向舵。復合材料在結構中的總比重為13%，其中機翼面板采用鈦鋁合金。蘇-47安裝兩臺由留里卡"土星"設計局研制的推力矢量可控制的AL-41F帶加力的渦扇發(fā)動機，推力為20噸級，保證飛機具有良好的加速性能、操縱性能和不加力的超音速巡航能力。
當然，其收獲也是非常令人滿意的。蘇-47戰(zhàn)斗機的機動性非常強，在亞音速飛行時有著極高的靈敏度。通過采用靜態(tài)不穩(wěn)定近距耦合鴨翼+前掠翼布局，蘇-47機動性極佳，可以在最低速度~1馬赫左右的速度區(qū)間內隨意做出攻角達120度的“眼鏡蛇”機動。通過試飛驗證，蘇霍伊設計局認為蘇-47機動性極佳，在發(fā)動機明顯落后的情況下，蘇-47多方面的飛行性能都要反超F(xiàn)-22。
依靠大量的出口收益，蘇霍伊設計局竟然有了本錢將S-32戰(zhàn)機方案發(fā)展下去，它的改進型號被命名為S-37戰(zhàn)斗機。1997年9月25日，S-37戰(zhàn)斗機完成了首飛，不久后它又被俄羅斯空軍初步承認，又獲得新的官方名字——蘇-47“金雕”戰(zhàn)斗機。1999年，蘇-47“金雕”戰(zhàn)斗機在莫斯科航展上驚艷亮相，進行了無與倫比的飛行表演，引發(fā)了強烈反響。當時不少人都期待，蘇-47能夠走出試飛場，成為第一款真正服役的前掠翼戰(zhàn)斗機。
但是最終俄羅斯選擇另起爐灶，要求蘇霍伊設計局研發(fā)一款傳統(tǒng)布局五代機——T-50/蘇-57隱身戰(zhàn)機。而蘇-47“金雕”戰(zhàn)斗機后續(xù)試飛便逐步減少，后續(xù)驗證機的設計制造也趨于停止，從此就沒落下去。
不得不說，蘇-47“金雕”戰(zhàn)斗機是最接近于成功的前掠翼戰(zhàn)斗機，但它最終并未能如愿，或許在6代機上，人們能夠看到新一代前掠翼戰(zhàn)斗機的問事，繼續(xù)前掠翼的摸索。
前掠翼和后掠翼作為戰(zhàn)斗機的兩種機體布局設計，幾乎是同步進行發(fā)展的。早在二戰(zhàn)時期，德國就研制出了采用前掠翼設計的JU-287戰(zhàn)斗機。但在現(xiàn)代戰(zhàn)機上，相比于常見的后掠翼和三角翼等機翼設計，采用前掠翼設計的戰(zhàn)斗機數(shù)量非常稀少。其中比較著名的有美國的X-29和俄羅斯的蘇47，兩者都更傾向于技術驗證機。那么前掠翼究竟有何優(yōu)缺點，為何只有美俄等少數(shù)國家將其作為技術驗證機的設計呢？
（美國X-29前掠翼技術驗證機）
實際上，所謂前掠翼設計就是指機翼呈一個V字的結構，翼尖向機體前方前掠。而后掠翼則是一個倒放的V字，翼尖向后掠。前掠翼的優(yōu)點在于機翼的前緣和后緣均向前掠，掠角為銳角，這就使得前掠翼上的空氣流動是流向機翼根部的。在大迎角飛行的過程中，氣流將會首先從機翼的根部發(fā)生分離，這就克服了翼尖的失速問題。由此導致前掠翼在低速飛行時的飛行性能比較好，機翼的升力較大，整體的氣動效率也比較高，大大提升了戰(zhàn)機的機動能力。如采用前掠翼設計的蘇47，其在大迎角飛行中，具有非常良好的可控性，可在飛行過程中迅速改變仰角，并能夠在所有仰角的情況下下發(fā)射武器。在超音速時其機動性能依然十分出色，在近距格斗作戰(zhàn)方面，蘇47的前掠翼設計使其并不落F22的下風。
（相比于后掠翼，前掠翼克服了翼尖的失速問題，具有良好的大迎角飛行特性）
不過，前掠翼雖然可以大幅度提升戰(zhàn)機的機動性，但相比于后掠翼，前掠翼設計還存在一些問題。首先，前掠翼雖然在亞音速情況下具有優(yōu)異的機動性能，但在高亞音速的狀態(tài)下進行大迎角飛行時，將會毫無征兆的出現(xiàn)不可控狀態(tài)點，此時飛機的控制將會非常困難。由于不可控狀態(tài)點的出現(xiàn)并沒有征兆，飛控系統(tǒng)很難克服其出現(xiàn)，導致戰(zhàn)機的性能存在很大的風險。其次，前掠翼設計存在超音速結構發(fā)散問題。由于前掠翼設計相當于一個V字，機翼向前掠，在超音速時機翼的翼尖將會伸出機身而產生的激波，這將導致機翼受阻力作用而發(fā)生震顫導致機翼損壞或是折斷，甚至有可能導致飛機解體。即便像美國和俄羅斯這樣的航空強國，在X-29和蘇47的機翼上廣泛使用了高強度的復合材料，但依然無法有效解決翼尖的震顫問題。盡管蘇/俄曾研制過相關高強度的的機翼材料，但就目前來看，尚沒有一種材料可以經受住這種考驗。
（蘇47翼尖震顫的問題始終無法得到解決）
正因如此，雖然前掠翼設計雖可以大幅度提升戰(zhàn)機的機動能力，但由于其存在不可控制點，以及翼尖震顫的問題，導致其對于材料強度和飛控技術等方面的技術要求非常高。相比于較為成熟的可靠的后掠翼設計，前掠翼雖然外形科幻，但過高的技術要求使得即便是美俄等航空強國也對其望而卻步。
我不說優(yōu)點，我說缺點。前掠翼的缺點才是這種設計發(fā)展不下去的原因。
戰(zhàn)機飛行的時候，高速氣流掠過機翼，會產生升力，也會帶來一個副作用，那就是振動。
采用前掠翼的飛機，振動會從翼尖向翼根部集中。這樣的飛機，如果不做額外的結構加強，那么飛久了的隱患是，機翼會從根部折斷。
而為了避免這種破壞，兩個機翼根部都要做額外的結構加強處理，也就意味著，這個戰(zhàn)斗機的空重增大，死重增加。
這對于苦心積慮要為飛機減輕每一千克重量的飛機設計師來說，是不可接受的。
相反，后掠翼的飛機振動是從機翼根部向翼尖發(fā)散，天生就沒這種弊端。
如果大家覺得不好理解，可以去想想大自然中的鳥兒，為什么都是翅膀后掠而不是前掠。大自然億萬年的進化，自然選擇了后掠翼這種最省材料的結構。
