苏27技术细节

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1、流金岁月：Su-27发展历程研发背景苏-27 (Su-27/Cy-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I nterceptor 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

2、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

3、-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140

4、0千米)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

5、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5

6、350千克而言的。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

7、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(SlitAntenna)，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(Parab

8、olical 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

9、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)

10、，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oT-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

11、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。进气道的网状隔板按新要求制造的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

12、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

13、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

14、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11II套1普加乔夫的眼镜蛇机动(Viktor Pugachevs Cobra)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-

15、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 Pugachevs 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！苏-27 现在已经不只有简单的几个型号。凭借其几乎无尽的开发潜力，它已经衍生出空 中优势、对地攻击、舰载等几大类近20种型号，成为目前现役飞机中派系最为庞大完整的 家族。Su-27 技术细节完美的空气动力布局可以说这是苏-27 最为成功的设计。在开始设计苏-27 的前五年里，苏霍伊设计局先后 研

16、究了 20个气动布局。从传统布局到带边条翼身融合升力体、从带中尖锥圆形进气道到方 形进气道等，设计局均一一作了风洞试验。最后确定苏-27 的基本气动布局为：弓型前机身 与机翼平滑过渡形成翼身融合升力体，发动机舱置于升力体下方并相互独立，双垂尾安装在 发动机舱上，水滴型座舱盖置于下倾机头上以形成良好视界。翼身融合体的好处不言而喻。直达雷达罩的边条产生的涡流附着在升力体上不仅增加 了涡升力，还延迟气流分离，提高各可控翼面在低速范围内的效率。翼身融合体由于翼身之 间过渡平滑，所以干扰阻力很小。而在飞机迎风面积不变的情况下翼身融合体的摩擦阻力也 较小。狭长的前机身在飞机高速飞行时有利于减小飞机焦点移动，因而减小了配平阻力。同 时，翼身融合体还能提供较大 可利用内部空间，以便于增添 电子设备或燃油。苏-27 的机翼展弦比为 3.5，在弦长 25%处后掠角为37 度