军工解码:俄罗斯现役典型战斗机透视(二)
2024-01-04石稼
□ 石稼
俄罗斯苏-35 战斗机是苏霍伊设计局在苏-27 战斗机基础上改进研发的最后一个型号,属于第三代战斗机向第四代战斗机过渡的一款机型,号称“终极版”苏-27,北约代号“侧卫-E”。该机通过各种现代化技术加持后,成为一款具备超机动能力的多用途战斗机,部分性能指标已经达到第四代战斗机标准。苏-35 战斗机除满足俄罗斯军队少量装备需求外,主要用于对外出口。
一、机体设计
(一)气动外形设计
苏-35 多用途战斗机为追求更好隐身效果和更小正面雷达散射截面积,放弃了机动性强的三翼面布局,压低了机头至座舱段的高度,机翼前沿延伸融入机身形成三角形,翼尖裁剪以便挂载武器或电子设备,机翼后缘改为全翼展式襟副翼。由于搭载的发动机推力增大,苏-35 加大了进气口尺寸,同时在进气道和压气机叶片上增加了一层铁磁吸波涂料,以降低进气口对雷达波的反射强度。这层涂料在不影响进气效率和防冻系统工作情况下,在200℃高温和高速气流持续冲击下也不会脱落。外观看,苏-35 战斗机的垂尾改回苏-27家族标准的切角形状,两台发动机之间的尾锥体积明显缩小,机头雷达罩上首次增加了10 根防雷条,其余部位的气动结构则与苏-27 系列基本一致。
/ 苏-35 战斗机三视图。
/ 苏-35 战斗机雷达罩的防雷条特写。
/ 俄罗斯OLS 系列光电探测系统。
(二)机体结构设计
苏-35 战斗机采用大量钛合金和复合材料,减轻机身重量的同时提高了机身强度,使得苏-35 的机体可以保持更长时间的极限飞行状态,拥有近6000小时的飞行寿命,可以使用30年左右。由于装备了全新的数字飞控系统KSU-35,苏-35 战斗机取消了巨大的机背减速板,在降落时改为依靠数字飞控系统统一控制水平尾翼、垂直尾翼、襟副翼等同时偏转,从而增大阻力实现减速。苏-35 战斗机为增强挂载能力和作战半径,将翼展增大了0.6 米,达到15.3 米,武器外挂点增加到12 个,并在垂尾内设置了油箱,使得机体内部载油量增加了20%。苏-35还新增了空中加油系统和两个副油箱挂点,可挂载2 个1800 升副油箱。得益于上述措施,该机作战半径和载弹能力得到极大增强。苏-35 战斗机的3 点式起落架也进行了强化,增强了满油和满弹挂载条件下的起降可靠性。
(三)航电架构设计
/ 苏-35 战斗机BINS-SP-2 惯性导航系统。
苏-35 战斗机继承了苏-27系列的总体设计风格,将机载雷达、操控系统和主要机载电子设备集中部署在机身前部,既可缩短线缆布设长度实现机体减重,又可集中解决各类机载电子设备工作散热的问题。其机载电子设备主要包括:SIVSP-35 大气数据系统、BINS-SP-2 惯性导航系统、卫星导航系统、飞行姿态感应器、无线电导航系统、多普勒测速仪、无线电测高仪、SUO-35P 武器控制系统、OLS-35 光电探测系统、Irbis-E 无源相控阵雷达、S-108 通信系统、座舱数字显示系统、L150-35 雷达告警系统、Khibiny-M 电子对抗系统、KSU-35 数字飞控系统、BGS-3M 图形处理系统和2 台Baget-53-31M 计算机(双机备份)。苏-35 战斗机遍布机身各处的各类设备和传感器,均由基于IEEE 1553B 体系标准的总线进行互联互通,虽然使用了光纤进行数据传输,极大提升了数据传输速度,但各机载分系统之间的数据交换速度和综合处理效率依旧属于第三代水平。
(四)机载系统设计
/ Irbis-E 无源相控阵雷达。
/ 正在实验室测试的核心计算机系统。
苏-35 战斗机采用“航电一体化”的系统集成设计思路,以火控系统和导航系统作为整个机载系统的核心,开发出一套KPrNO-35 综合机载系统,该系统将所有机载硬件电子设备划分为导航分系统、瞄准分系统、控制分系统以及核心计算机等四个部分,采取各分系统负责初始数据处理,核心计算机负责战术数据和融合数据处理的“分级处理”模式。这种以降低系统处理效率换取系统稳定性的设计思路,有效降低了各分系统整合时可能存在的技术风险和战斗机作战时可能出现的故障风险。
(五)驾驶座舱设计
苏-35 战斗机采用全新设计的数字化“玻璃”座舱,可将电磁波屏蔽在座舱外部,同时保证太阳光的透入性。座舱内部,飞行员操控系统主要由2台MFI-35 彩色多功能液晶显示器、1 台IKSh-1M 广角平视显示器、3 台小型显示器以及各类操纵杆组成。其中,9×12 英寸的MFI-35 显示器分辨率为1400×1080 像素,主要显示战场态势、目标影像、武器选择、飞行状态、机体状态等各类信息。IKSh-1M 平视显示器具有30°视角,性能与第四代机的衍射抬头显示器还有差距。另外,1 台小型显示器部署在飞行员左膝位置,用于管理武器系统、通讯系统、告警系统等机载系统。1 台小型显示器部署在平视显示器下方,主要显示目标指示、目标跟踪及航路规划等各类信息。1 台小型显示器部署在右侧多功能显示器上方,用于飞行参数的显示与管理。
二、性能特点
(一)隐身性能
苏-35 战斗机仍然沿用苏-27 家族的传统布局,隐身能力先天不足,该机正面雷达散射截面积相较于苏-27 系列下降了一个数量级,但也在2 平方米左右。这意味着苏-35 战斗机在正面突防时,被敌方雷达探测发现的距离缩短了一半。苏-35 战斗机的隐身能力处于第三代机(RCS 均值3-4 平方米)的领先位置,但与四代机相比差距仍非常明显。
(二)飞行性能
苏-35 战斗机采用俄罗斯“土星”科学生产联合体研制的117S 推力矢量发动机,发动机最大加力推力达到14.5 吨,不加力状态下推力达到8.8 吨,推重比大于10。这使得苏-35 战斗机在体型和起飞重量变大的情况下,仍具备强大的超音速巡航能力。117S 发动机除了性能出众之外,使用寿命达到4000 小时,两次大修间隔时间达到1000 小时。苏-35 战斗机凭借117S 发动机推力矢量控制系统与KSU-35 数字飞控系统的无缝对接,能够轻而易举完成各种惊人的超机动战术动作。苏-35 战斗机的整体飞行性能完全达到甚至超过了第四代战斗机的标准。
/ 苏-35 战斗机的“玻璃”座舱。
/ 苏-35 战斗机搭载的117S 发动机。
(三)探测性能
苏-35 战斗机采用Irbis-E型无源相控阵雷达,当雷达散射截面积为3 平方米(第三代战斗机的RCS 均值)的目标在1 万米以上飞行时,Irbis-E 雷达的迎头截获距离可达350 公里以上,尾追截获距离可达150 公里以上,可以在90 公里外发现雷达散射截面积仅有0.01 平方米的“超低可观测性”目标(第四代战斗机的RCS 值)。在对空工作模式下,能够同时截获和跟踪30 个空中目标,使用半主动雷达制导导弹可同时引导攻击2 个不同目标,使用主动雷达制导导弹可同时攻击8 个不同目标。该雷达可以探测400 公里外的大型水面目标和60—70 公里外的坦克集群,并同时跟踪4 个机动目标。可以说,Irbis-E型无源相控阵雷达性能已经接近一架中型预警机的水平,同时还具备较强的抗干扰能力。该机在机翼前缘襟翼中布置了一套L 波段的相控阵天线雷达,用于进一步扩大机载探测系统的探测视野,起到一定的远程探测、预警和补盲效果,这在现代战斗机设计理念中尚数首次。该机的OLS-35 光电探测系统兼容了6 个红外探测传感器,可以为战斗机提供一个360°无死角的球形红外探测告警区域,可同时跟踪4 个不同波段的红外信号,正对目标情况下最远可以探测50 公里,尾追目标情况下最远可以探测90 公里。苏-35战斗机的探测能力在第三代半战斗机中处于领先地位。
(四)综合系统性能
/ Irbis-E 雷达天线特写。
/ OLS-35 光电探测系统的各型传感器位置示意图。
苏-35 战斗机集成了各种先进的航电设备,综合系统性能处于世界先进水平。其中,OLS-35 光电探测系统兼容了红外传感器、激光测距仪和电视等设备,可以作为红外跟踪、激光测距/瞄准指示器或电视瞄准器使用。L150-35 雷达告警系统工作频率在1.2-40GHz 区间,定位威胁方位精度在5°以内,在进攻时还可以为反辐射导弹提供目标指示。Khibiny-M 电子对抗系统是战斗机进行空中电子自卫的关键,该系统可以通过机翼端头挂载的电子吊舱,对敌方目标火控雷达实施有源干扰,主要干扰样式包括欺骗式干扰、闪光式干扰和转发式干扰等,并可被动确定敌方目标信号源位置。该系统将电子对抗系统、前后机载雷达以及雷达/激光/导弹接近告警系统的所有信息源进行融合处理和威胁判断,为飞行员提供战场电磁态势,并搭载一套金属箔条与红外干扰弹发射系统用于空中防御。苏-35 战斗机可以外挂Sapsan-E 光电瞄准吊舱,为战斗机提供对地面和海上目标的稳定瞄准能力。KPrNO-35 综合机载系统的核心处理设备是1 台BGS-3M 图形处理系统和2台Baget-53-31M 计算机。其中,BGS-3M 图形处理系统可以生成2D 或3D 电子地图,提升低空突防时的安全系数,并支持各分系统间进行地形和目标数据的交叉比对,峰值运算速度为1亿次/ 秒,使用寿命6000 小时,平均无故障时间(MTBF)为1200小时。Baget-53-31M 核心计算机处理器频率为396MHz,内存容量8G,采用双机并行工作方式,同时互为备份。在上述各类机载航电设备支持下,苏-35战斗机攻防作战能力得到全面提升。
三、武器装备
苏-35 多用途战斗机具备强大的攻击能力和先进的“越肩发射”能力,能够携带俄罗斯现役或正在研制中的几乎所有机载武器,包括R-27、R-73、R-77、R-72/R-37M、RVV-AE等各类远、中、近程空空导弹,Kh-31A、Kh-59MK 等 各 类反舰导弹,Kh-29TE、Kh-29L 等各类对地导弹,3M-14AE 巡航导弹、Kh-58 重型反辐射导弹、KAB-500S-E 卫星制导炸弹、LGB-250/KAB-1500LG 激 光制导炸弹、各类口径火箭弹等。苏-35 多用途战斗机凭借12 个挂点、8 吨载弹量以及通用的火控系统,可以根据不同任务背景和目标特点选择不同的挂载方式,进一步提升了空中作战效能,将自身的火力优势发挥到极致。
四、综合评价
苏-35 多用途战斗机作为一种空中优势战斗机,继承了苏-27 家族的强大攻击能力。俄罗斯空军认为,苏-35 战斗机的空战能力是苏-27 战斗机的1.5 倍,对地、对海攻击能力是苏-27 战斗机的3.2 倍,相比世界上现役的第三代或三代半战斗机,苏-35 的优势在于:可以进行超音速巡航,超机动性能强悍;超视距空战能力超群、近距格斗能力突出;多用途特征明显,对地、对海攻击能力兼备;作战半径大,维护保养要求降低,作战效能全面提升。苏-35在战斗机发展上扮演着“承上启下”的重要角色,是一款高性价的空中利器。