苏-27(Su-27) “侧卫”重型战斗机
以下内容来自http://www.plaaf.net/Articleworld/ShowArticle.asp?ArticleID=447中国空军网
作者：佚名 文章来源：不详
苏-27（C．O．CV/DbFcS-27）当1989年6月，一架苏-27型喷气战斗机在巴黎国际航展上当着数万人的面作出令人吃惊的“普加切夫眼镜蛇”高度机动飞行特技动作时，人们不能不对这种飞机的优异性能刮目相看。新闻媒介传出中国将分批购置这种超级战斗机以增强防空能力后，苏-27再次引起包括国人在内的各国有关人士的注目。
苏-27由以前分管研制攻击机和截击战斗机而著称的前苏联苏霍依设计集团研制与生产。苏-27的问世，不仅结束了米格机在前苏联战斗机领域独领风骚的局面，而且使该系列飞机成为居世界前列的尖端兵器。
与米格—29一样，苏-27展现了完美的气动力设计水平，它采用高推重比、低翼载的设计原则，重视武器的下射能力，可以携带当今最好的导弹武器。与米格—29比，苏-27更大，飞得也更远，最大速度达M2．35，与预警飞机配合后能有效地对低空目标进行远距离拦截或超视距空战，并兼具对地攻击能力。
苏-27有一个更加高矗的大型水泡形座舱盖及向下倾斜的机头雷达罩，在长长的尾锥体两侧是并列的2台AE—31]涡扇发动机，二片垂尾笔直地装在发动机外侧，腹下左右独立的斜戽形进气口稍稍互为倾斜，后掠40度的梯形中单翼拥有10多个挂架，可携带10枚AA—9、AA—10、AA—8及AA—11型空对空导弹或各种炸弹及火箭发射巢。电子设备方面装备有边跟踪边扫描的相干脉冲多普勒雷达（搜索距离达240千米！跟踪距离185千米）和红外搜索/跟踪器及激光测距仪。飞行员头带头盔目标识别仪，作战自动化程度很高，如此先进复杂的航空电子技术改变了昔日西方的看法，令他们“深感意外”。苏-27的固定武器和其他第三代飞机一样，只是1门30毫米机炮，备弹149发。
苏-27采用静不稳定气动布局和4余度电传操纵系统。
苏-27的开发始于70年代，原型机试飞于1977年5月，生产型试飞于1981年4月，1985年形成战斗力，迄今已有数百架服役，北约为它取的绰号为“侧卫”。
苏-27的改型有：
苏-27A 基本原型机，与大批生产型比较，翼尖呈弧形，前机轮向后收入机身，垂尾装在发动机正上方。
苏-27B 生产型，翼尖改为导弹发射轨，垂尾向外侧移位，前轮向前收起。
其双座教练战斗改型是苏-27C（苏-27UB），垂尾加高，保留空战能力。
苏-27K 舰载战斗机改型，在机头下加装一对小小的后掠型鸭翼（前翼），呈全动作动。主翼外侧部分可向上折叠，前轮改双轮，长长的尾锥被截短，便于从斜甲板上跃升起飞。
同时加装了着舰钩与空中加油管。但因俄罗斯航空母舰前途未卜，故苏-27K的命运也难测（它的正式定型型号是苏—33）。苏—35是1992年露面的苏-27的多用途改进型，因装有类似于苏-27那样的鸭翼，使其成为世界上第一种进入生产实用状态的“三翼面控制构形”军用机。该机由于拥有尽善尽美的空气动力性能，所以不仅能轻而易举地做出“眼镜蛇”特技，还完成了更令人费解的“画钩弯”高机动动作，能在敌机转弯脱离前就锁定并摧毁之。苏—35的两大改动是全面改进电子设备，甚至创造性地在尾锥中装有后视雷达，以诱导向后发射的R—73导弹！主雷达探测距离猛增到400千米，并可同时追踪15个目标，优先同时攻击其中6个。另外，它采用了“推力矢量控制”装置，让推力也成为强化机动操纵的一个因素。该机装有AL—35涡轮风扇发动机，立尾加大，估计1996年可交付部队使用（曾称为苏-27M）。
研发背景
苏-27(Su-27)是由前苏联苏霍伊设计局(Sukhoi Design Bureau)于六十年代末设计的一种前线歼击机(Front-line Fighter,亦称其为拦截歼击机即Interceptor Fighter),北约代号“侧卫”(Flanker)。当时,美国受前苏联全天候改进型米格-21D、米格-25原型机和米格-23原型机首飞成功的影响,从1965年开始相继提出了F-15“鹰”(YF-15 Eagle)重型战斗机计划和F-16“战隼”(YF-16 Fighting Falcon)轻型战斗机计划作为美国空军未来的新主力战斗机,并形成“高低搭配”的概念。而与YF-16竞争轻型战斗机计划失败而落选的YF-17则被美国海军看中成为其主力舰载机F/A-18“大黄蜂”(Hornet)。苏联人当然不甘落后,作为回应,前苏联于1969年开始进行有针对性的PFI(Perspektywnyi Frontowoy Istryebytyel/Perspective Frontline Fighter )未来前线战斗机招标,其主要目标就是要超越F-15,所以这个计划也简称为“反F-15”(Anti-F-15)。
参与竞标的有雅克福列夫设计局(Yakovlev)的雅克-45(Yak-45)、米高扬设计局(Mikoyan)的米格-29(MiG-29)以及苏霍伊设计局的T-10(苏-27的原型机,为苏霍伊设计局内部编号,T即Triangular代表三角翼布局,10代表苏霍伊设计局的第十种三角翼飞机)。经过一番激烈竞争后,当局决定发展较轻的米格-29以对抗F-16、发展重型的苏-27以对抗F-15。而落选的雅克福列夫设计局则只能抹着眼泪继续独自搞它的垂直/短距起落飞机系列去了。
作为重型拦截歼击机,Su-27的主要设计战术要求是:最大速度达到2500千米/小时(海平面最大速度1500千米/小时);最大升限18500米;航程2500千米;能够消灭高度为30米到18000米、时速2400千米(海平面时速1400千米)的敌机;能够在1200米长的跑道上起降。
当时前苏联在先进材料技术(尤其是钛金属)方面和在电传操纵系统方面(已在苏霍伊T-4上试验成功)具有一定优势,这对后来苏-27的发展起了很大作用。不过据传,老苏霍伊认为靠那时候苏联的科技水平尤其是航空电子方面,要造出比F-15好的飞机几乎是不可能的。但到后来前苏联科技人员忘我的工作热情与辉煌的成果使他对自己的项目充满了信心。唉,只可惜他自己没能撑到苏-27上天的哪一刻,帕维尔·奥西波维奇·苏霍伊(Pavel Osipovich Sukhoi)于1975年9月15日与世长辞。在这之后由西蒙诺夫(Mikhail P. Simonov)担任主设计师之职。
困难重重
苏-27较以往的俄制飞机最大的创新有两个:翼身融合技术(Blended Fuselage/Wing Layout)与4余度模拟电传操纵系统(Quadruplex Analog Fly-by-wire Control System),这使得苏-27成为前苏联首架具有放宽安定性的飞机。
优秀的整体气动布局还使得机身可以放置大量燃油。要达到2500千米的航程需要5350千克的燃油,而苏-27可以盛放9000千克的燃油。尽管燃油重量指标远远超过了设计要求,但这也带来一些问题:按设计要求苏-27的机身强度应能在80%载油量时可以承受8g的过载,而这个80%的载油量是针对5350千克而言的。如果在载油量为9000千克时达到这个要求的话,那么为加强强度,飞机的空重将会增长到一个可怕的数字。为此,设计师将设计指标改为标准油箱容量为5350千克,剩下的3650千克燃油空间则作为内部附油箱。这样,苏-27的最大油量航程由原来的2500千米增长为4000千米。
下一个面临的问题是选择一种合适的发动机。在设计初期本想直接采用现成的AL-21F,但它并不能提供设计要求的推力和经济性。在这种情况下,留里卡设计局(Lyulka Engine Design Bureau)受命开始研发全新的AL-31涡轮风扇发动机。新发动机的基本性能要求是单台推力达到122.5千牛,单台巡航耗油率小于0.061千克/小时/牛,但在当时研发过程中遇到一些困难(如Monocrystal Shovels),所以研制出来的AL-31的性能较设计指标有所下降(如单台巡航耗油率增加到0.068千克/小时/牛)。不过由于AL-31的开发周期长达十几年,所以苏-27的原型机首次试飞时采用的是改进过的AL-21F3型涡轮喷气发动机。
另一个困扰设计师的大问题是航空电子设备,尤其是雷达设备。原设计准备采用平板缝隙阵列天线(Slit Antenna),但对当时的苏联科技来说太先进了,因此后来所装备的NIIP N-001雷达(北约代号“翼缝背”)还是一种使用传统抛物面天线(Parabolical Antenna)的脉冲多普勒雷达(Pulse-Doppler Radar)。新雷达的探测范围是240千米,而跟踪范围是185千米,并首次具备下视下射能力(Look down/Shoot down capability)。据闻该雷达设计的时候曾经使用了一些美国休斯公司(Hughes Electronics)AN/APG-65(用于F/A-18)和AN/AWG-9(用于F-14)上的一些技术以扩展其探测范围。本来还打算在苏-27上配备R-33雷达制导导弹,但由于和雷达的控制频率不相匹配而被取消。在后期的原型机还开始安装测试与雷达配套的OEPS-27型光电系统,其中包括带激光测距仪的红外搜索跟踪探测器(IRST),配合飞行员的头盔目标指示器(Helmet Mounted Target Designator)可以使苏-27具有离轴攻击目标能力。
首架苏-27原型机T-10-1于1977年初出厂,并于1977年5月20日在儒可夫斯基试飞研究院(Zhukovsky Air Base and Gromov Flight Research Institute)完成其处女航,试飞员是伊留申(V. S. Ilyushin)。没过多久,在1978年初美国侦察卫星首次拍到T-10-1的照片,由于误将儒可夫斯基当作拉明斯科(Ramienskoje Site),美国人将这架从未出现过的飞机称作RAM-K。1978年T-10-2也出场了,但不久后就由于电传操纵系统故障而坠毁,试飞员耶夫根尼·索罗维约夫(Yevgenyi Soloviov)不幸牺牲。安装了因机匣装在发动机底部倍受争议的AL-31F涡轮风扇发动机的T-10-3于1979年出厂,并于1979年8月23日仍然由伊留申首飞成功。1979年10月31日首飞的T-10-4同样使用了AL-31F发动机。T-10型总共制造了10架,剩余几架(T-10-5, 6, 9, 10, 11号)都使用AL-21F发动机。
浴火重生
通过与由波兰间谍马里安·佐查斯基(Marian Zacharski)搞来的F-15性能资料相对比,设计师发现T-10还不能与它的竞争对手相比,很多地方仍处下风。这无疑对花了10年时间费尽心思的苏联人来说是个沉痛打击。究竟是把中等水平的飞机推向生产线,还是继续改进呢？西蒙诺夫顶住来自工厂、研究所内部外部、政府领导层的压力,为了设计出最完美的飞机下令从头来过,几乎重新设计苏-27。实践证明他是正确的.
按新要求制造的T-10-7和T-10-12被命名为T-10S-1(S代表系列即Series)和T-10S-2。T-10S与T-10相比改进很多,主要是
飞机气动布局做了重新设计:加大机翼面积、减小后略角、除去翼刀、将弧性的翼梢改为方形并加导弹发射轨、后缘襟翼和副翼改为单一的襟副翼并增加 了计算机控制的前缘襟翼、减速板从机身下方改为与F-15一样的机背减速板;
进气道改进:为了避免引擎吸入跑道上的杂物,前起落架向后移到两个进气道之间,进气道内也加装防杂物吸入的网状隔板;
发动机舱重新设计:机匣由发动机底部移到了上部,这样双垂尾也得挪个地方而放置到两个发动机外侧,而尾喷口也变为可调式;
以上几处改进使得飞机的横截面面积大幅减小,综合提高了苏-27的机动性、速度、航程。其他诸如机头、机尾、座舱、起落架等许多地方也作了明显的改进。
第一架T-10S-1于1980年出厂,1981年4月20日首飞,试飞员还是伊留申。然而此时的T-10S显然不够可靠:1981年9月3日因燃油系统故障T-10S-1坠毁,伊留申死里逃生;随后生产的T-10S-2更好不到哪里去,1981年12月23日由于前缘襟翼故障坠毁,试飞员亚力山大·科马罗夫(Aleksander Komarov)亦不幸牺牲;1982年5月31日出厂的T-10-17(由T-10-7/T-10S-1发展而来)还算幸运,尽管第一次试飞上天就飞掉一个机翼,不过飞机和试飞员尼古拉·萨多夫尼科夫(N.Sadovnikov)都保住性命,而且通过这次飞行找到了前两次事故的解决方案。
经过一系列的改进,真正的生产型苏-27终于在1982年11月出厂。可是由于电子设备尤其是雷达系统问题解决缓慢,直到1985年苏-27才正式交付部队服役。这样,从1969年刚开始研制到正式服役,苏-27已经走过了16个春秋！而美国的F-15则从1969年末麦道签订研制合同、1972年原型机首飞到1974年末正式服役只用了5年！ 不过很明显这多出来的十年苏联人没有白干:Su-27的记录创造机P-42(T-10S改)打破F-15先前创下的爬升时间、速度、高度等多项记录;在与F-15的模拟空战中,苏-27的胜率为1.35:1;1987年与挪威P-3B反潜机遭遇时以垂尾切开其发动机舱并安全返航;
1989年苏-27首次亮相于法国巴黎航展,2300千米的遥遥路程不需加油一口气飞到、最大飞行仰角120度、普加乔夫的眼镜蛇机动(Viktor Pugachev's Cobra)、被雷电击中且部分元件被溶化还能完成筋斗并安全降落等等优异表现使得这把十六年磨出来的利剑之光芒更是足以让参展所有飞机自惭形秽,震惊西方！ |
发表于 2007-5-15 11:03:21
