SU35BM战机暨俄罗斯第五代战机技术初探-台《空军学术双月刊》 下载本文

重2,5670kg),抵达战区后进行空战时的海平面最大爬升率(同样条件下Su-27S为330m/s)。倘若以满油、正常空战武装(约半数AAM)起飞,抵达战区后的海平面爬升率则大于Su-27S的283m/s。

航程方面,视使用之发动机不同而有不同的航程,这里列举的是装备AL-37FU的Su-35的航程。当酬载方式一样时,使用AL-35F的Su-35之无外援航程甚至达4,200km,加油航程达6,800km!

Su-35正常情况下起飞滑跑距离1,200m。由于在相同酬载比例时Su-35升力、推重比均较Su-27S为优,而后者仅需约500m。因此很显然1,200m的数据应不是指正常起飞重的情况。由于Su-35的任务定位更偏重长程拦截,因此其设定的〝正常情况〞分析系指燃油较多、武器较多、长程武器较多的状况。倘若采用与Su-27S的正常起飞模式相同的酬载比例,起飞滑行距离则应小于Su-27S。

由于Su-35/37具有惊人的机动性能,因此过去相关报导往往将焦点放在他的机动性,渐渐的,在许多人眼中他已经成为一架空有运动能力而没有现代战机本质的〝杂耍机〞,此外,更多观点把他定位为〝中低速缠斗战机〞。因而对Su-35产生了很奇怪的评论。其实Su-35与其家族大老Su-27S一样,是重视高速的拦截战机,只不过因为高推重比以及优良的气动力设计使他具有小型战机的缠斗能力罢了。此外,气动力上的改良不过是九牛之一毛,主要是为了弥补航电提升对机动性的负面影响。 Su-35的整体评价 一、飞行性能

Su-27系列优异的飞行性能多年来以被许多理论分析及飞行表演证实为当代飞机第一把交椅,拥有前翼及更先进飞控的Su-35自是青出于蓝。唯欧美四代战机F-22、EF-2000、Rafale问世后动摇其地位。依据Su-35与EF-2000、Rafale之气动外型可概略掌握其气动特性差距之趋势,经整理得如下结论[44][45]。 1.瞬间机动能力方面:

(1)在某个临界攻角(这个临界攻角大于Su-35的失速攻角而小于EF-2000、Rafale者)以下Su-35过载性能较优,此攻角以上则刚好相反。

(2)承上,就传统空战飞行方式而言,虽然Su-35的过载性能可能较好,但是指向性能可能逊于鸭式布局的EF-2000与Rafale。近距空战时,高指向性是最致命的飞行性能,因此在近战武器性能相当的前提下(例如Rafale+MICA对上Su-35+R-73或是大家都只用机炮),EF-2000与Rafale有胜过Su-35的可能。 2.持续机动性能方面:

(1)1G直线飞行时,Su-35在低次音速升阻比应较高,高次音速升阻比可能低于EF-2000、Rafale。

(2)高过载时,因诱导阻力权重大为提高,次音速阻力几乎取决于诱导阻力,因此Su-35机动时升阻比应较高。

(3)低超音速阶段(刚超过1.3马赫时),三角翼的超音速低阻优势尚不明显,且此时诱导、寄生阻力比重仍大,因此1G直飞与高过载时之气动效率比较仍可沿用前两项结论。音速提高则越来越有利于三角翼。

(4)考虑推力之影响后,Su-35的可调进气道效率较高,在1.5~1.8马赫以上开始进气道占推力之比重大为提高,这将弥补Su-35高超音速气动效率的劣势(相对于三角翼)。

(5)同样的,在了解Su-35与EF-2000等的升阻比差异后,仍须考虑推重比方能更精确判定能量机动性:采传统飞行方式时,Su-35指向性应逊于推重比(约1.2)同级之对手如Rafale,而持续机动能力与过载性能应优于Rafale。Su-35可由过失速机动改善前者。即考虑过失速机动后,Su-35的整体空战机动能力应优于Rafale。而与推重比较大之对手如EF-2000

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(约1.4)相比Su-35指向性应较差,过载性能应该相当,而持续机动能力则难以判定。Su-35可由过失速机动改善前者。

因此Su-35之飞行性能与F-22以外之欧美新世代战机相比仍属上乘,理论上拥有上流的持续机动能力,并可藉过失速机动能力来弥补传统布局在指向性方面的先天劣势。唯推重比较低(空战推重比约1.2,F-22、EF-2000则在1.4以上)及缺乏超音速巡航性能需仰赖新引擎改良。整体而言应仅有F-22和EF-2000在其之上。 二、航电

Su-35拥有五代战机水平的通讯系统,如战管、战机间数据链功能等。其实俄系战机本来就很重视管制,也许是担心飞行员训练不如人或是基于历史上的练兵习惯,Su-27S甚至更早的Su-15竟可让管制人员透过数据链遥控!Su-35除了保持这点外,还多了与僚机间的数据链,因而能由某些Su-35引路,让其它无线电缄默的僚机进行偷袭,因此Su-35是相当重视团队的,而不是〝一对一很强,可是集体就不行〞的〝英雄主义〞式战机。除了上述〝攻击性的SA〞之外,面对威胁时,Su-35的雷达警告、红外线警告装置、电战系统的有效性(之所以说有效,是因为他的讯息来源多,且有低虚警率、什么飞弹都能发现的红外线警告器)及与通信系统、座舱接口的高度整合也使飞行员能掌握战场情况及反制威胁。 1.良好的状况意识(SA)与Su-27S相比: (1)掌握信息的空间范围更广:Su-35的雷达与光电系统探测距离均高出Su-27S甚多,因此仅靠自身的探测系统便能掌握更广泛空域的信息。此外考虑僚机间宽带数据链的作用,每架Su-35能掌握的空域其实更广。 (2)信息更有效:Su-35的每一项探测系统均有较Su-27S更多操作模式,能对目标与威胁进行更精确的分类,均达西方三代半水平。例如较多模式的雷达使Su-35能同时进行远距探测与近距数据更新等,N-011波形种类达12种,与欧美三代半雷达相当;SPO-32雷达警告器能识别更多种辐射源(128种,Su-27S的只有6种)、更多种敌方操作模式、并且有更多识别模式,均达西方三代半等级。

(3)信息更容易掌握:拜综合信息系统与专家接口之赐,飞行员得到的信息是整理过的〝信息〞而不是杂乱的〝数据〞,因此能真正〝享受〞先进航电系统而不是苦于应付它们。 2.探测隐形飞机

目前不确定Su-35早期使用的N-011机械雷达是否具有探测F-22、SR-71等隐形飞机的能力,但52Sh却极可能在40km以上(中空、正常天候)发现以超音速巡航迎面而来的F-22,对SR-71的探测距离应该更长,这点就凌驾其它战机。

温度越高的物体的热辐射强度-红外波长曲线完全在低温物体之上,也就是说高温物体在任一波段的红外线强度都高于低温物体。F-22、SR-71巡航速度都高于F-15,这意味着表皮热辐射也都比F-15强,所以可估计52Sh对F-22、SR-71的迎击探测距离达40km以上(虽然F-22拥有表皮降温措施,但从其将表皮材料换为钛合金来看,其巡航时表皮温度仍不会低于F-15)。此外,由于SR-71可能没有在隐藏尾焰热讯号上下多少功夫(例如采传统喷嘴),且推力特大,因此52Sh对其的追击探测距离应可超过100km。至于F-22由于采用扁平喷嘴且在燃料上下工夫,所以这里无法预测52Sh对F-22的追击探测距离。 这种潜力的意义并不是说Su-35可以与F-22平起平坐。F-22约可在300km以上发现Su-35,因此相较之下Su-35发现F-22的能力可说是毫无用处,顶多增加一点逃命时间。这种潜力的意义在于:Su-35可以借着降低自己的雷达反射截面积来缩短F-22发现它的距离,搭配了适当的战术后,仍有机会在数十公里处对F-22发动攻击。除了Su-35与EF-2000、Rafale等有探热仪的机种外,绝大多数战机不管RCS如何降低,终究只能在视距内取得攻击F-22的机会。

3.生命力更顽强

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在Su-27S的讨论文已提过Su-27S的航电系统有多顽强,即使在足以瘫痪其雷达的强电磁干扰环境下其射控能力也未必被破坏。Su-35比Su-27S更为顽强,他更不容易被干扰,而且即使雷达失效,也仍具备相当程度的超视距战力: (1)Su-35的N-011雷达更不容易被干扰:例如N-011能产生更多种波形,使得能干扰N-001的电战手段未必能干扰N-011。

(2)除非敌方连Su-35的通讯系统都能瘫痪,否则即使雷达失效,仍可藉僚机的数据链得到射控数据,对飞弹作数据链导引(Su-27S虽也有战机间数据链,但其信息仅能用于增强状况意识而无法用于射控)。

(3)光电系统作用距离更长:52Sh追热仪对采最大军推的F-15迎面探测距离便达40km,已超过视距。只要雷达的测距功能仍在,就能发动视距外攻击。即使雷达完全失效,其雷射测距仪操作距离达15km,亦较Su-27S强得多。 一言以蔽之,若说Su-27S是能确保强电磁干扰环境下的视距内战力,则Su-35就是在同样条件下确保中近程战力。 三、不足

如同俄系武器的〝传统〞,就设计特色分析,Su-35应该是很好的〝武器〞,但不尽然是优秀的科技产品。例如其RLSU-27雷达重达550kg,性能却不比欧美轻战机雷达优秀多少。因此分析Su-35与Su-27一样仍是以增重为代价换取所需的航电性能,再仰赖引擎与气动力技术补偿增重造成之害处。只不过Su-27的超重航电只换到〝堪用〞的航电性能,而Su-35则换到可与对手在各方面较劲的性能。

精确对面打击方面,与美制LANTIRN同级的光电导引荚舱Sapson-E到2003年都还没整合完成,到Su-30MKK-2或Su-35BM才列入标准配备,足见Su-35在精打武器系统上仍不完备,90年代时是透过与法国合作来补偿的。另外,根据俄空军研究院对3架Su-35的测试结果,发现Su-35的飞行员在精确打击任务时仍显吃力。后来的多用途型如Su-30MK、Su-35UB等皆采双座设计,事实上即便是美国在当时都难以用电子科技取代多用途战机的另一名飞行员。可见Su-35在多用途方面并没有改得很成功。

以21世纪初期眼光观之,Su-35严重缺乏隐形性能是一大缺陷。21世纪初期战机的RCS大致在0.1平方米以下,Su-35则约15平方米,匿踪性能上的极大差距将大幅抵销Su-35之优异性。这是Su-35要迈入21世纪最需要的改良项目。 四、结语

Su-27S是苏联在大方向上追赶欧美航天技术的作品,在机械性能(机体结构、外型、引擎等)方面几乎已全面赶上甚至超越欧美,但在航电方面除了某些功能如探测距离、拦截距离、抗干扰等赶上外,局部性能难与美国同期飞机(F-15A)比拟,此外,当Su-27S开始服役时,美国已开始装备F-15C等更新锐战机,因此尽管计算机计算出Su-27S整体超越F-15A,但倘若发生战争,苏联空军似乎仍没什么技术优势。 Su-35的航电系统则在各个层面均赶上美三代半水平,甚至率先引入信息整合系统与专家接口等美四代水平,或许说它介于美规三代半与四代水平会更贴切些。按照苏联时期的计划,Su-35大约在1995年前后投产,当时已服役的飞机均非其对手,这意味着欧美必然会因此加快新战机或改型战机的服役进度,而原本也预计同期投产的欧洲四代机就当时的技术条件而言亦无法完全压制之。因此或许可以说,倘若苏联没有解体,那么约自1995年开始苏联空军便拥有技术上的优势或是说至少与欧美齐头直至F-22服役为止,这种现象在Su-27S服役时尚不存在。

然而记载于史册的事实表明上述情境并未发生。事实上仅有3架Su-35于1996年拨交战术研究中心,无法构成战斗力。而威胁的减少也就导致欧美新型战机装备进度一延再延甚至不时面临断头风险。欧洲四代机装备时程因而较原计划顺延5~10年,其上设备当然有充分

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的时间优化、甚至增添新功能等等。由于欧洲四代机机械性能本来就与Su-35互有千秋,航电性能一开始也不分轩轾,因此在航电系统优化后,整体而言性能当然应优于多年不改的Su-35。

因此,已服役的Su-35整体而言已不如目前的欧洲四代机应该为真,但那主要是那段〝一停一进〞的年代所致,而非所谓〝设计概念老旧〞之故。除了美制F-22与F-35外,目前所有战机的设计概念基本上都是一样的,而Su-35又是其中设计得最好的之一,它仍有很大的发展潜力。在配备了已用于Su-30MK、Su-27SM、Su-33UB的航电系统以及新的引擎后,Su-35将再次超越Rafale而追上甚至超越EF-2000。这种改型飞机已经开始建造,那就是预计2006年问世的Su-35BM。 参考数据

[1] Andrei Formin, \[2] Andrei Formin, \[3] Andrei Formin, \

[4] Sergei Drobyshev, \(注:作者为Knaapo营销部经理)

[5] Andrei Formin, \[6] AirFleet, 1. 2004.

[7] Andrei Formin, \[8] AirFleet, 5. 2003, p.4. [9] AirFleet, 1. 2004, p24~29.

[10] 萧云, \侧卫家族战斗机\(全球防卫杂志,1997), p.98. [11] 萧云, \侧卫家族战斗机\(全球防卫杂志,1997), p.98.

[12] T.Novgorodskaya, \with Mikhail Simonov\Science&Life (4.2002) , translated by Venik, http://vayu-sena. tripod. com/interview-simonov1.html [13] Andrei Formin, \[14] Andrei Formin, \[15] Yefim Gordon and Bill Gunston, \

[16] 萧云,\侧卫家族战斗机\(全球防卫杂志,1997), p.56.

[17] 〝玄天九变--苏-30大传〞,军事力量杂志第三期,参考网址:http://mdc.idv.tw/phpbb2/viewtopic.php?t=3831&postdays=0&postorder=asc&start=0&sid=1188bf396aa708bb3d42741ddfb2a767

[18] \,参考网址:http://vayu-sena.tripod.com/info-su30mki.html [19] 萧云,\侧卫家族战斗机\(全球防卫杂志,1997), p.94~95.

[20] 以www.google.com查询以下文字 \wrongly believe that the Su-27+ cannot perform all maneovres in combat load. To counter such talk designer Mikhail Simonov, at the 1994 Farnborough airshow, sanctioned a Su-30MK to perform the airshow routine with ordnance on all 12 pylons - a total of 7000 kg!! It did a complete fighter-like routine with this asymmetric load - including a tail slide!!.\

[21] 萧云,\侧卫家族战斗机\(全球防卫杂志,1997), p.93. [22] Andrei Formin, \), p.169. [23] 萧云,\侧卫家族战斗机\(全球防卫杂志,1997), p.96. [24] 同[23]。

[25] \参考网址:http://vayu-sena.tripod.com/info-su30mki.html [26] 国际航空。

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