su27发展史
3个月前 作者: 武装小兵
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su27发展史
60年代的战斗机设计师们认为:最大的飞行速度、最高的飞行高度是战斗机取胜的法宝,在未来的空战中,远程导弹的使用将使近距离格斗成为历史。因此,能够携带远程空对空导弹将比飞机的机动性更加重要。但在越南战场上,具备这些特点的美国f-4"鬼怪"战斗机却屡屡被“落后”的米格-21,甚至米格-17击落。美国开始反思这种设计思想,并于1969年开始设计远距离与近距离空战能力并重的f-15,到1974年,第一架f-15a和tf-15a(后改编号为f-15b)正式进入美国空军服役。
苏联一直在关注着美国的研究。当美国正式开始设计f-15时,苏联认为有必要研制一种在空战能力上至少与f-15相当的制空战斗机,并在1969-1970年间将设汁任务下达给苏霍伊,米高扬和雅可夫列夫三个著名的飞机设计局,1971年,苏联国防部要求未来新型战斗机(pfi)的性能必须相当于美国的f-15,军方对pfi的设计指标是非常苛刻的,要求飞机的最大马赫数在2.35以上;在11000米的最大速度为2...千米/时之间;海平面最大大速度为1400-1500千米/时之间;海平面上最大爬升率为300-350米/秒;实用升限在21000-22000米之间;海平面上不带副油箱航程为1000千米;高高度上不带副油箱肮程为2500千米;使用过载8-9g;从600千米/时加速到1100千米/时的时间在12-14秒之间;从1100加速到1300干米/时的时间为6-7秒:起飞推重比为1.1-1.2。另外,pfi项目还提出了详细的任务与武器要求。总之,未来的新型战斗机将在性能上达到美国f-15和尚在设计的f-16的水平。它的典型作战目标是美国的f-4和f-111、欧洲的“旋风”、“美洲虎”和中国的歼-6。
pfi项目
苏霍伊设计局经过一番精心的设计,在1971年早期时候提出了t-10方案,该方案的设计编号最初的t-10原型机方案为苏-27,不过这一编号在当时是严格保密的。鉴于t-10的方案采用了较为独特的腹部进气式布局。为了减小竞争风险,苏霍伊设计局同时还提出了“备份”版的t-10方案,该方案的侧面非常类似美国的f-14,原来的t10被称为t-10-1。巧合的是,同样参与竞争的雅可夫列夫设计局也搞了两种方案,只是其中的一种是另一种的放大型罢了。尽管如此,苏霍伊设计局认为t-10-l的气动性能潜力非常大,因此把它作为重点发展项目,总设计师帕雷尔.苏霍伊亲自领导该方案的选型与发展。
t-10-l的机翼采用了固定式后掠冀,后掠角为45度。从俯视图上看,整个机翼象是鲨鱼的背鳍。预计两种t10的起飞重量都在18000千克左右,而且已经决定采用双发市局,如果要让起飞推重比达到1.15,推力必须达到20600-20800千克之间,即单发最大推力至少达到10300-10400千克之间。在当时,能达到这种推力的发动机有二种:al-31f,d-30f-9和r59f-300,由于飞机的结构设计还未完成,具体的发动机型号将在以后决定。接下来是武器系统的选择。最初计划为苏-27挂载2枚k-25半主动雷达制导导弹和6枚k-0红外制导近距导弹,并安装-门备弹250发的ao-17a双管30毫米机炮。雷达使用的是米格-23m的sapfir-23mr雷达,对空探测距离为40-70千米,对地为20-40千米;带红外探测追踪传感器和光学/电视瞄准系统的光电系统;头盔瞄准具和两部处理器,可以直接处理雷达和光电系统的数据资料并显示在阴极显示器上。
另外,导航、自卫、无线电系统也经过了严格的挑选。在综合了这些系统之后,苏霍伊设计局根据风洞实验结果对t-10-1的大概性能进行了计算,结果发现该机无法完全满足空军的要求。苏霍伊设计局便改进了一些没计,如加大起飞重量、减少武器数最,改善了飞机的性能。在此时,飞机也根据要求可以挂载新一代的空对空导弹如k-27和改进过的k-60m。
1972年,空军召开了第一次与pfi有关的设计局会议。在会议上,各设计局都提出了自己的方案,如苏-27(当然还有“备份”版的t-10),米格-29(当时该机采用高单冀,两侧进气和单发结构,此时的米格-29还不是我们印象中的那种米格-29)和雅克-45轻型战斗机、雅克-47重型战斗机。两个月后,召开了第二次pfi会议,米高扬设计局映示了新设计的米格-29,并且起飞重量为12800千克。而雅可夫列夫设计局的方案由于将发动机布置在机冀上、容易因发动机故障导致飞机失事而被淘汰。但真正有关pfi的决定将在第三次会议上公布。米高扬设计局在此次会议后,提出了一个意见:将pif项目分解成两个**的项目,即同时发展苏-27那样的多任务重型故术战斗机,和米格-29那样的轻型战术战斗机,它们将使用统一的主要设备和武器。这是自1971年以来的,苏联空军和飞机制造工业首次面临这样一种情况:80年代的苏联空军战斗机群将由两种飞机组成!就象美国空军计划的那样。
让我们先偏离一下主题。美国空军在yf-15开始试飞后,就认为f-15过于昂贵,不可能经受得住大规模战争中的大量消耗,因此必须有另外一种飞机与之配合;简而言之就是由重型的f-15担负争夺和掌握制空权的任务,而由另一种便宜的战斗机与敌方战斗机进行空中格斗。这种轻型战斗机的武装不必很强,只要能带两枚近距导弹和机炮就行了,但它的机动性要好。1972年1月,美国的“轻重量战斗机”计划开始实施,这就是后来的f-16。事实上,苏军的多次研究也表明:截击任务要求飞机能够保持与地面指挥所之间得通讯联系、同时必须具备高性能的爬升率和加速性,另外还必须装备有可以上视和下视的大功率雷达;如果是掩护任务,就要求飞机有较大的航程;而在近距离格斗空战中,高敏捷性、推重比、大速度才是最重要的。在当时,这些高性能要求很难在同一种飞机上有效地结合起来。从另一方面讲,也没有什么限制说空军只能装备一种战斗机。于是,事情就这样决定了:空军未来的主力战斗机将由两种机型构成,一种是多任务的重型战斗机,它必须有能力控制敌方防线后战役纵深,最后决定采用单晶结构的转子叶片。但在1970年初,苏联获得了f-15的f100-pw-100发动机的资料,根据这些资料,决定在al-3lf上采用4级风扇、12级高压和高、低压涡轮各2级的基本结构。新结构的al-3lf发动机在1974年8月完成了第一台,但在测试中发现它还存在结构缺陷。留利卡只能再次考虑原来的“3+9+1+1”方案方案,但4级风扇已经设计完毕,于是也被加在了这个“3+9+1+1”方案上,这样,al-3lf发动机的压缩机机构部分就有些类似另一种著名的发动机---为米格-29研制的rd-33。
从制造单晶涡轮转子的苏联航空材料制造厂传来了一个坏消息,该叶片在进行热实验时发现无法满足热强度要求,假如要冷却的话就只能从压缩机中引气。那样做既降低了发动机的推力,又增加了油耗。这样,al-31f就赶不上t-10-1的试飞了。一直到t-10-3/t-10-4制造出来的时候,al-3if才满足了性能要求,正式成为苏-27的动力系统.但就整个原型机来说,这只是确定了飞机的外形。
航电及武器系统的研制
电子设备与武器的挑选‘‘‘光有外形和发动机的飞机是不能作战的。为了让t-10-1具备作战能力oeps-27光电火控系统,苏霍伊设计局开始为它挑选航空电子设备和武器。按照pfi项目中的规定,苏-27和米格-29的主要设备必须是一样的。但由于对苏-27的使用要求更为严格,空军对苏-27的航空电子和武器又提出了更高的要求:新型的多模式雷达必须具备很强的抗干扰能力和全周上视/下视追踪目标的能力;可以利用多种设备追踪目标;新的数字式数据处理器。装备新型的光电追踪红外瞄准具,并且在使用该设备瞄准时可以发射近距导弹和机炮;座舱内要装上平视显示器和单色阴极显示器。根据情报,苏联飞机在雷达、电子和计算机水平上要大大落后于国外对手,这就需要研制一种新型的火控系统。经过一番综合论证,决定为苏-27安装oeps-27光电火控系统(有趣的是,另一种类似的oeps-29也被装在了米格-29上)、rlpk-27雷达系统等一些先进的设备。到了1982年,这种火控系统正式装备在苏-27上。
苏-27的固定武器选用和米格-29一样的30毫米ao-17双管机炮,导弹也采用同样的k-27、k-73和k-60m,两机的不同处在于挂载导弹的数量上。由于最初是把苏-27作为截击机来设计的,因此,它虽然有8吨的载弹量,但只能挂载无制导炸弹和火箭弹。挂装的导弹也根据空军的要求进行了改变。到最后,苏-27可以使用k-13m1、k-14、k-60和k-73四种近距离空空导弹,以及k-27et和k-27er型中程空空导弹.原来准备使用的ao-17机炮通过了地面测试,但随后被放弃,而采用了重新设计的30毫米tbk-687单管机炮。1977年完成了tbk-687的全尺寸模型,1983年正式命名为gsh-301装备苏-27和米格-29,而ao-17机炮在1982年成为了米-24p和苏-25的标准武器.ao-17和gsh-301的炮弹可以通用。
t-10的试飞
由于al-31f发动机尚未完成,t-10-l只能使用人al-21f-3涡喷发动机,这种发动机比al-31f更加笨重、功率更小、效率更低。但这并不影响t-10在1977年进行首飞,1978-1979年,al-31f投入大批量生产后,t-10才使用了新的发动机。试飞工作在试飞组(以后的苏-27m的首席设计师尼基汀就是其成员之一)严格监督下开始了。在通过了地面测试和高速滑行测试之后,试飞组给予了试飞许可。
1977年5月20日,在苏霍伊设计局首席试飞员、苏联英雄瓦拉米尔?伊留申的驾驶下,t-10-1(机头号10)首次冲入了蓝天。随后,试验了新型战斗机的操控系统。当时,t-10-1还没有安装火控系统。在以后的8个月中,t-10-l进行了38次飞行。到了1985年,t-10-l圆满地完成了它所有的飞行任务,被送到莫斯科附近的莫尼诺空军博物馆保存。1978年,苏霍伊设计局制造了另一架原型机---t-10-2,它的飞行测试由苏霍伊设计局的耶夫格尼?索诺约夫进行。1978年7月7日,索诺约夫驾驶它进行中、高空飞行项目的测试。当他在11000米和5000米飞行时,一切都很正常,但当他下降到1000米高度准备测试一下1000千米/时速度下的性能时,飞机的过载一下子高得超出了他的预料。飞行员立即向前推杆试图保持飞机的平衡,这使飞机的过载立即变为-8g。这些无意义的努力没能挽救他,飞机的动能损失之快超出了飞行员的想象,飞机终于坠毁在地面上.这次事故促使苏霍伊设计局为苏-27加装了线控操作系统。
苏霍伊设计局又开始制造第二批的两架---t-10-3和t-10-4。与此同时,留利卡设计局也加紧为t-10-3/4制造al-31f发动机,不过,现在的发动机还不是正式的生产型,而是al-31fn。等到t-10-3/4制造出来,al-3lfn也完成了,并被迅速地安装在t-10-3/4的发动机舱内。1979年3月,t-10-3的组装完成,试飞员还是瓦拉米尔?伊留申。但完成了地面测试之后,试飞组和试飞员都不批准它上天,因为运来的al-3lfn存在缺陷。最后,大家的结论是必须将发动机送回去改进。留利卡设计局立即展开改进工作,改进了这些缺陷。1979年8月23日,伊留申完成了t-10-3的首次飞行。1个月后,装有雷达的t-10-4也被运到机场,用于雷达系统的测试。
从t-10到苏-27
1980年6月,试验型的t-10-5制造完毕,随后又制造了t-10-6/7/8/9/10/11。这些飞机被同称为“苏-27的t-10-5型”。到了1980年,能参加飞行测试的t-10总共又9架,其中7架装al-21f-3ai发动机,两架共青城厂为空军制造的基本空优型
su-27ibsu-34的原型机,由新西伯利亚厂制造su-27ksu-34的电子战派生型
su-27km配备su-35武器系统的su-33,由共青城厂制造
su-27kppsu-33的电子战型
su-27krtssu-33的侦察型
su-27ku并列式座舱教练机
su-27kub由共青城厂制造的并列式座舰载机su-27msu-35的原型机
su-27p共青城厂为防空军制造的基本生产型(就是常说的su-27s)
su-27pd加装空中加油装置的su-27p
su-27pusu-30的原型机
su-27rsu-34的侦察型
su-27sk共青城厂制造的su-27出口型
su-27**k由su-27sk改良的多功能出口型
su-27ub伊尔库斯克厂制造的su-27双座纵列教练机
su-27ubk伊尔库斯克厂制造的su-27ub出口型su-30伊尔库斯克厂制造的双座纵列空优战机
su-30i-1su-30mki的首架原型机
su-30k伊尔库斯克厂制造的su-30出口型
su-30k2共青城厂制造的双座并列型战机
su-30ki共青城厂制造出口印尼的su-27sk
su-30kn伊尔库斯克厂制造的换装先进雷达的改良型
su-30mk双座纵列多功能战机的通用型号
su-30mki伊尔库斯克厂制造的印度su-30mk,装有前翼、矢量推力和先进火控系统
su-30mkk共青城厂制造的中国su-30mk,采用su-30的标准机体su-30mkr发展中俄国su-30mk,采用su-30mki的机体装备俄制航电系统
su-32fn供出口用的su-34陆基海上攻击机
su-32mf供出口用的su-34多功能型
su-33共青城厂制造的舰载空优战机
su-33ubsu-27kub的军用型号
su-34新西伯利亚厂制造的双座并列攻击机
su-35共青城厂制造的先进多功能战机
su-35k在1995年出现在多功能海军型编号
su-35ub共青城厂制造的su-35教练型
su-37mrsu-35的最终派生型,并装有新型的航电系统和矢量推力,原型机编号t10m-11。
su-47改进为前掠翼