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隐身空战来临,前世今生

2019年4月11日 - 军事资讯
隐身空战来临,前世今生

  出品:科普中国

  【北陆上空闪耀的红星—经典苏俄军机小谈】

  作者:李小白

  编者按:

  监制:光明网科普事业部

  早在19世纪,俄罗斯就已经有专家学者参与到航空的早期研究中,自那之后百余年的时间,“苏俄战机”从无到有,建立起了属于自己的系统,以及独树一帜的风格。从米格到雅克再到苏霍伊,苏俄航空工业的实力早已被世界所认可。即日起,《科普中国-军事科技前沿》推出系列作品,系统介绍几款经典的“苏俄战机”,欢迎关注。

  苏-27战斗机是苏霍伊设计局在众多科研院所和工厂的配合下研制的三代机,起始与T-10原型机,终结于苏-35S。经过三十余年的研发与改进,苏-27发展出了苏-27系列家族,包括多用途战斗机、战斗轰炸机以及舰载机,是苏霍伊的骄傲和自豪,时至今日,这个庞大的家族仍保持着多项世界纪录。苏-27系列多次在世界各大航展上亮相,销往多个国家,是多国空军的主力装备。

  出品:科普中国

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  作者:李小白(中国航空学会会员)

  苏-27是苏霍伊设计局面向前苏联未来前线战斗机(PFI)的竞标方案,一同参与竞标的还有雅克列夫设计局与米高扬设计局,其中雅克设计局因专注研制雅克-141垂直起降飞机而退出竞标,米高扬设计局则主张设计一款轻型战机,模仿美国F-15战机与F-16战机“轻重搭配”的模式,提出了轻型战斗机米格-29方案,最终苏霍伊的T-10(“T”代表三角翼)战斗机方案得到了研制授权。PFI方案是针对美国麦道公司的F-15战斗机提出的,其设计指标尤其强调了抗衡美国先进战斗机的能力,直指F-15,要求可以在30米到18000米的空域作战,具备大约1400公里每小时的海平面飞行速度,推重比可达到1.2比1,低空作战半径为500公里,高空作战半径则要求达到1700公里,具备4000公里的航程。后来俄国人发现早期T-10型原型机的性能指标远不可与美国的F-15相提并论,尤其是在雷达与发动机方面存有严重欠缺,苏霍伊决定对飞机进行重新设计,这就是后来的苏-27。

  策划:毕孝斌

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  监制:光明网科普事业部

  早期的T-10原型机,只具备苏-27的大体外形,重新设计的T-10称为T-10S原型机

  苏-27战斗机是苏霍伊设计局的传奇佳作,是上世纪80年代世界上最优秀的战斗机之一。经过三十多年的发展与改进,苏-27战机已经从单一的制空战机发展成为了机型完善的苏-27家族,包括多用途战机、战斗轰炸机等型号,是俄罗斯空军发展的里程碑。

  苏-27采用翼身融合的升力体设计,双垂尾、远间距悬挂式发动机,在大迎角机动时,边条产生的涡流起到增升作用,提高可操纵性能。机身过度平缓圆滑,降低阻力,吊舱式发动机增加了发动机的可维护性。在机尾两发动机之间,设有扁平的尾椎,可以延缓涡的破裂来减小阻力,在提高操作面控制效率的同时,还可以增加燃油、减速伞和干扰弹的储放空间。相比早期的T-10原型机,苏-27的机翼后掠角得到了减小、机翼面积增加,采用襟副翼一体的设计,而苏-27系列的其他机型都是从苏-27的基础上发展来的,都采用了现有的气动布局。苏-27将雷达、全球导航定位系统与光电探测装备集中在一起,具备优秀的态势感知能力,配备多普勒相干雷达,火控系统先进,可遂行各种复杂条件下的作战任务。采用新研发的AL-31F涡扇发动机,该发动机采用模块化设计,85%的部分可以在损坏后修复,功率大且便于维护,加力推力为12500千克力,军用推力达到7600千克力。苏-27最初配备R-27导弹以及其各种改进版本和R-73导弹,随后苏-27在软件上进行了少量改动,搭配了新型的R-77导弹。

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  苏-27战斗机

  苏-27家族的终极型号苏-35,目前俄军现役最先进战机,也出口到了中国

  为猎“鹰”而生

  中国在上世纪90年代开始与俄罗斯方面谈判引进苏-27型战机,此时的中国空军主力装备仍然是大量的歼-6、歼-7等老旧型号,作战思维仍然停留在大机群作战的老旧落后作战模式,然而对西方国家引导的现代空战理念却一概不知。在空军装备形成代差、作战水平完全不在一个层次的情况下,一旦发生空战冲突,局面是不容掌控的,在90年代解放军空军实力甚至不比台湾空军。中国引进了苏-27生产线并逐步具备了组装生产能力,苏-27的引进给中国空军发展带来了翻天覆地的变化,国内的空战局面由此改变。军方意识到现代空战早已经成为了高科技之间的斗争,依靠高性能战机在超视距距离夺取制空权,先进战斗机与信息技术的推进发展使得空战模式成体系化发展,高性能弹药的进步促成作战效益的倍增。苏-27刺激到了军方,军工部门也开始了对苏-27的研究与逐步仿制。

  在美国麦道公司F-15“鹰”式战机项目赢得美国新一代战斗机竞标的1969年,苏联也开始了自己的未来前线战斗机(PFI)计划,研发性能指标远超现有战斗机的新战机,应对美国F-15的威胁。参与竞标的有米高扬、苏霍伊和雅克夫列夫三家设计局,其中雅克夫列夫为集中精力研制垂直起降战斗机退出竞标,米高扬设计局则提出了参照美国F-15、F-16轻重搭配的例子研发轻型战机米格-29,最后,苏霍伊的T-10方案赢得了胜利。

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  T-10-1原型机是苏-27系列的开辟者,作为苏-27的首架原型机,T-10-1仍具有一些五、六十年代战机的特征。采用双垂尾、远间距悬挂式发动机和翼身融合的设计,有传统的外侧副翼与内侧襟翼,主翼前缘后掠44度。T-10-1也是前苏联第一架静不稳定设计的战机,用电传操纵系统取代传统的机械传动机构,使飞机具备天生的高灵活度。大量的试飞研究发现,T-10原型机的性能与美国三代机有着较大差距,并不能达到预期的设计要求,苏霍伊设计局不得不重新设计T-10原型机。重新设计的飞机为T-10S,T-10S相比T-10有了大幅度的改进,已经十分接近后来量产的苏-27。

  俄罗斯飞行表演队装备的苏-30,苏-27系列飞机游荡于世界各大航展,广受国际好评

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  由中国自行组装生产的苏-27称为歼-11,歼-11的改进版本为歼-11A,无论是歼-11还是歼-11A,都无法使用国产武器系统,要依靠进口俄国弹药来维持日常训练和战备。在对苏-27完成一定的掌握后,沈阳601所对苏-27进行了国产化的逆向研制,采用国产的航电系统与武器系统,玻璃化座舱,简化操作、减轻飞行员负担,换用国产新型雷达,使用更加先进的电传操控系统。国产歼-11B拥有苏-27优秀的气动与动力,同时在航电系统上超越了苏-27,更易融入中国空军的作战体系,在原有的苏-27基础上大大提升了战斗力。歼-11B目前已成为空军的主力装备,在近两年“金头盔”空战竞赛中的优势越来越突出,有关报道显示,歼-11B在改进后恢复了量产,而歼-11/11A与歼-11B系列战机在可见的二十年中,仍将是空军的中坚力量,与下一代隐身战斗机在内的多型战机根据任务需求搭配作战,发挥相应的作战效益。

  T-10原型机

  苏-27采用翼身融合的升力体设计,机长21.9米,翼展14.7米,翼面积为62平方米。空重16.38吨,最大起飞重量可超过30吨。机翼设有前缘襟翼,后缘独立设计的襟翼和副翼改为襟副翼一体的设计。机腹进气道,进气道之间设有武器外挂点,使用两台AL-31F涡扇发动机,最大飞行速度可达2.35马赫。发动机喷管之间设有尾椎,放缓机身尾部的收缩,减小飞行阻力,同时能够储存燃油或减速伞。事实证明,苏-27的设计是非常成功的,这些设计一直被沿用至苏-27家族的其他成员。

  短期仍将担当俄罗斯主力战机

  在F-22问世后,人类开始步入隐身空战时代,目前全球投入现役的隐身战斗机有美国F-22、F-35以及中国歼-20战机,这些战机的服役迫使俄罗斯不得不加快重型战斗机的更新换代。理想很丰满,现实很骨感,笔者预计,未来10年,苏-27家族中相对先进型号苏-30、苏-35恐怕仍要担当俄罗斯的主力制空战机,即便是苏-57投入现役,也离不开这些战机的搭配与辅助;未来20年,苏-27家族战机仍会发挥剩余的作战效益,执行低烈度的制空作战任务。

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