苏-27“侧卫”战斗机

苏-27“侧卫”战斗机苏-27重型战斗机，北约代号“侧卫”(Flanker)，可以算是近十年来最大红大紫的战斗机了。不论航展上展示优异性能，还是实战中与对手一决高下，大出风头。在北海的一次巡逻中，苏联飞行员为了赶走一架入侵的P-3C反潜机，用“侧卫”的一个垂直尾翼将对方的发动机短舱割开，实在是爽死了！苏-27是优秀的第三代战斗机(苏联和俄罗斯的分代方法称之为第四代)，就飞机本身的性能，尤其是机动性，绝对是第三代中的佼佼者。苏-27“侧卫”的诸多改进型，如著名的苏-30、苏-34、苏-35、苏-37，都一次又一此次引起世界的轰动。在60年代，西方国家的以线传操纵系统为核心的第三代战斗机陆续研制成功，苏联的步伐也紧紧跟上。当时苏联科研机构推出了诸多重型空中优势战斗机方案，从改进的米格-29到图波列夫机翼吊挂发动机的方案，各家设计局都出尽全力。最终苏-27的前身T-10试验机独占鳌头(右图为飞行表演涂装的T-10)。随后T-10又发展出众多改型，比如起落架后移、雷达舱加大、主翼翼型变动等等。最终产生了苏-27，84年正式装备部队。苏-27刚刚服役就振动了世界航空界，因为它的先进气动布局和强大的机载武器火力(挂载10枚空空导弹)是前所未见的。随后在西方航展上苏-27精彩的“普加乔夫眼镜蛇”机动动作更是令西方世界惊叹不已。左图中是一架解放军空军的苏-27战斗机，下图是解放军苏-27SK型的侧视图，使用了与俄罗斯的苏-27不同的迷彩涂色。2003年，马来西亚与俄罗斯国防出口公司签署合同，购买18架苏-30MKM重型歼击机，金额为9亿美元。供货应于2006年开始。此外，印尼于2004年已经获得了苏-27SK和苏-30MK飞机各两架，还要补充购买8~10架此型飞机，专家估计，这笔交易金额为3.5~4.5亿美元。在利马-2005展览会开幕前夕，伊尔库特公司总经理杰姆钦科表示，将于2006年初签署向泰国提供12~18架苏-30MKI型歼击机合同，总值为6~9亿美元。苏-27具有机动性和敏捷性好、续航时间长等特点，可以进行超视距作战。该机完成的“普加乔夫眼镜蛇”机动动作显示出了其优异的飞行性能和操纵性能，以及发动机良好的加速性能。由苏-27专门改装的P-42实验机，完成超过最高飞行升限和起飞速度等近40项世界纪录。苏-27UB教练机采用标准双座机型，在1985年3月首飞。苏-27最独特之处是它的高机动性。这首先要归功苏霍伊设计局的气动设计和两台留里卡设计局强大的AL-31F发动机。苏-27采用第三代战斗机流行的翼身融合、大边条、机腹进气、双垂尾的气动布局，机头高于飞机主梁，发动机则挂装在主梁之下，整机呈眼镜蛇弯曲出击的样子，非常COOL。AL-31F高温部分采用了钛合金，达到了国际顶尖水平。苏-27使用两台此种发动机，推力达25000千克，超过了起飞重量，因此推重比高达1以上。机翼是悬臂式中单翼，前缘后掠角42°，1/4弦线处后掠角为37°，下反角2°31′，翼根处有光滑弯曲前伸的边条翼。前缘为全翼展机动襟翼，后缘装有半翼展襟副翼，起飞着陆时的操纵由人工控制，飞行时的操纵由计算机控制。采用常规翼型，翼根相对厚度6％，翼尖相对厚度3～4％，翼内有整体油箱，翼尖整流装置底部装有导弹发射导轨。襟翼驱动器、制动器都在机身和尾撑内，机翼表面干净光滑。机身全金属半硬壳结构，机头略下垂，座舱后的机身背部有减速板，后机身尾锥从两个发动机尾喷口之间突出(约2米)。尾锥端罩是铰接的，向上开启，以便放减速伞。尾锥两侧各有一个整流包。双垂尾布局，双梁盒式结构，垂尾前缘后掠角为40°，垂直安装在发动机舱外侧上方，方向舵内的铰链和作动器各偏向一侧，没有外伸摇臂，全动式平尾可差动或同步偏转，范围为+16°～-20°。起落架为可收放前三点式，均为单轮。主起落架向前收入翼根。前起落架向前收入机身，前轮可转向，带有挡泥板。主轮尺寸为1030×350毫米，工作压力12.22×105帕～15.68×105帕(12.46～15.98公斤/厘米2)，前轮尺寸为680×260毫米，工作压力9.27×105帕(9.45公斤/平方厘米)。苏-27机体的焊接组件部件近千件，涉及的零件近万件，几乎遍及整个飞机机体。重要的承力构件较多地采用了焊接构件，如高强结构钢起落架的电子束焊，钛合金隔框和梁的潜弧焊，2号油箱钛合金下壁板和进气道防护隔栅采用穿透焊，后机身的钛合金蒙皮壁板采用TIG焊和点、缝焊，铝合金、不锈钢、钛合金导管采用TIG焊、感应钎焊（含现场安装感应钎焊）。在该型机的机载设备建线阶段，除常规焊接方法外，还有电子束钎焊、扩散焊、激光焊、真空钎焊、等离子弧焊及凸焊等工艺。苏-27采用了AL-31F型（俄语代号AЛ-31Ф）加力式涡扇喷气发动机。AЛ-31Ф为留里卡设计局在1976～1985年间研制的加力式涡轮风扇发动机。在研制中曾遇到极大的困难。一是超重。起初，发动机有4级风扇、12级高压压气机、2级高压涡轮和2级低压涡轮共20个级。结果发动机超重，达1600kg，而推力仅11000daN，不得不进行大改。改后的方案，风扇仍为4级，但高压压气机减为9级，高低压涡轮各为1级，总级数降到15级，于1976年将重量降到1520kg，但故障很多。为排除故障重量又有增加，约增加了10%，后来采用每减重1kg奖励5个月工资的办法，减轻了70公斤，实现了原定的重量目标。二是涡轮效率比设计值低4%，后来决定接受这个现实。但为了达到性能，只好将涡轮进口温度由1350℃提高到1392℃。结果涡轮叶片裂纹，为此改进了冷却流路，流路十分复杂，采用了旋流冷却，用了新的工艺和好的材料，表面加钴、镍、铬、铝涂层。为此曾撤换过5名领导。在1976～1985年期间，共解决了685个难题。AЛ-31Ф设计中共获得128项专利，使用51台发动机，总运转22900h，其中台架试车16625h，试飞6275h。由于经济能力上的限制，苏联解体后，该发动机的改进与后继型号研制工作进展极为缓慢。在机载电子设备方面，苏-27装备了N001ZHUK(朱克)多脉冲多普勒雷达，有同步搜索跟踪、上视上射、下视下射的能力，能同时跟踪10个目标，并自动评估威胁优先级别。俄罗斯方面称与西方产品相比，功率大，作用距离远(对3平方米反射面的目标，前视距离超过100千米，后视距离达40千米)，抗干扰能力强。但实际上该雷达存在着许多的问题，技术上与西方同一代产品相比较为落后。例如下视能力极为有限。另外，苏-27在风挡前固定安装了OEPS-27光电探测系统(左图及下图)，这和美国单独加装光学导航攻击吊舱的做法不同。该系统镜头部分装在一个风挡前透明的半球体内。系统包括一红外搜索跟踪系统(IRSTinfra-redsearchandtrack)和一个激光测距仪，探测距离40到100千米。假如敌机高红外辐射的发动机喷管对着己方，IRST作用距离就远些，反之则近些。拥有IRST使得苏-27可以在雷达静默或强电子干扰的情况下保持发现和攻击目标的能力。目前美军新型的F-16战斗机也开始在风挡前加装IRST装置，此外F-15E等战斗机已经配备了多个型号的光电吊舱。但最独特的还是苏-27战斗机的火控系统还包括头盔瞄准具，它与雷达、IRST互联工作，相互之间紧密结合，使得苏-27飞行员在运用各种武器、尤其是近距格斗导弹方面得心应手，加上高机动性和先进的R-73近距导弹，苏-27的近距格斗能力超过了西方第三代战斗机，与第四代战斗机F-22并驾齐驱，并在某些方面有较大优势。以上技术随着苏-27装备我国空军，相信很快会被引入到其他我国战斗机的改进和研制中。左图和下图为苏-27驾驶舱，可以看到各种设备。这里我们可以发现苏-27的电子设备与西方战斗机还有一定差距，基本上还是使用传统的仪表和一个狭小的雷达阴极射线管显示屏，而不是大屏幕显示屏。该机装有无线通信组件提供声音通信和数据链：战斗机和地面管制站之间视距内VHF/UHF无线通信，战斗机和地面管制站空地通信电台作用距离1,500公里；一个套加密数据链用于战斗机之间的作战信息交换；从地面控制站使用自动侦听模式命令指导。苏-27机载固定武器为一门GSH-30型30mm机炮，备弹150发。尽管炮弹威力远大于美国20mm弹和西欧30mm弹，但是载弹量较西方战斗机少，射速相对较低（特别是与美国M61系列加特林机炮相比），因此在作战效能上并不占优。这也是东西方战斗机设计思想上的一个差异。空空导弹包括出名的R-27(北约代号AA-10“白杨”)中距导弹，R-27R1是半主动雷达制导型，R-27T1是红外制导型，射程500米到60千米；还有高机动性的R-73(AA-11“射手”)全向近距红外空空导弹，射程300米到20千米。对地武器方面包括100、250、500千克的普通炸弹和延时炸弹、500千克燃烧弹、25至500千克集束炸弹、C-8，C-13和C-25火箭弹。苏-27装有语音通信设备、VHF/UHF电台、空地通信电台，作用距离达1500千米。另外装有能与空中和地面友军互联的加密目标攻击数据链路。R27(俄语代号Р27)导弹是前苏联/俄罗斯自行研制并装备前线战术空军歼击机的新型中远距空空导弹，属于第三/四代空空导弹。该弹是前苏联两个主要从事空空导弹设计的集团——“闪电”(Молния)和“三角旗”(Вымпел)机械制造设计局之间进行竞争的产物。两家推出的中距空空导弹都是用于苏-27战斗机，代号相同，均为R27，但“三角旗”设计局的R27方案因结构新颖、性能突出而被选中。该弹于70年代中期开始研制，1983年开始服役，取代该设计局研制的第三代早期中/远距空空导弹Р-40(AA-6)和Р-23(AA-7)。R27(R-27)是导弹本身的编号，导弹系统的编号为Изд．470(Izd.470)。西方和北约集团按照自行确定的对苏联武器装备的命名规则，给予该系列空空导弹的编号和命名为AA-10“杨树”(Alamo)。该弹设计思想新颖，其独到之处在于：突破了前苏联在空空导弹设计上仅限于采用可互换使用的雷达和红外导引头的传统方案，通过模块化设计，实现系列化，包含R27Р(AA-10A)、-27Т(AA-10B)、-27РЭ(AA-10C)、-27ТЭ(AA-10D)、-27AЭ(AA-10E)、-27ЭM(AA-10F)等多种型号，构成完整的中/远距空空导弹系列，能满足多种载机作战任务的需要。该弹采用模块化舱段设计，由制导、控制、战斗部、引信和发动机5个舱段组成。各型号的气动外形布局相同，头部有4片固定式正梯形小鸭翼，其后为4片差动式蝶形控制舵面，尾部有4片固定式切梢三角形尾翼。该差动式蝶形舵面展向尺寸为970mm,比弹翼翼展(770mm)大得多，利用差动偏转获得足够的横滚稳定作用，无需在弹翼后缘加装陀螺舱。除舵机、能源组件、自动驾驶仪和主动雷达引信相同外，各型号的主要区别在于导引头、战斗部和动力装置。现有三种导引头：被动红外、半主动雷达和主动雷达导引头。红外型采用半球形头罩，延伸率λ?H=1.6～2.0，雷达型采用尖锥形头罩，延伸率λ?H=2.5～3.0。中距型采用单台小固体火箭发动机，直径230mm，长度1.5m。远距型采用单台双级推力大固体火箭发动机，直径260mm，长度2.2m，。导弹采用复合制导，即中段惯导加指令修正，末段为被动红外、半主动雷达或主动雷达制导。现有两种战斗部：连续杆战斗部和高爆战斗部，重量均为39kg。俄罗斯空军的苏-27R73导弹是前苏联/俄罗斯自行研制并装备前线战术空军歼击机的第四代近距格斗空空导弹，是前苏联两个主要从事空空导弹设计的集团——“闪电”(Молния)和“三角旗”(Вымпел)机械制造设计局之间进行竞争的产物。前者取胜，推出的是首次采用气动与推矢控制方案的机动性极好的全向攻击空空导弹，代号为Р73；后者失败，推出的是美国AIM-9L“响尾蛇”空空导弹的翻版，机动性差且无发展潜力，代号为Р-14。Р73由“闪电”设计局于1976年开始研制。但在1981年12月的国防机构改组中，由于“闪电”设计局的主要任务已从19