S-54战斗机

更新时间:2024-03-11 09:17

S-54战斗机是由俄罗斯苏霍伊设计局股份有限公司设计的第三代轻型战斗机方案。该机是上个世界90年代初苏霍伊公司为俄罗斯空军研制的新一代教练机的备选方案,采用单发设计,气动方案与苏-27M类似,但体型仅相当于后者的三分之二。在参与俄罗斯空军高级教练机竞标落选后,苏霍伊公司曾试图将其发展成轻型战斗机,但最终不了了之。该机仅处于设计阶段没有实际建造。

研制背景

重型战斗机由于能够有效地执行多种类型的任务,其发展受到当今各航空大国的重点关注。不过,在出现爆发大规模武装冲突的迹象时,即使是经济最为发达的国家也无法在短时间内生产并部署足够数量的重型战机。现代空战实践证明,谁能抢先增强航空兵战斗实力,谁就能获得胜利。如果一个国家仅拥有重型战斗机,虽然能高效执行较为广泛的战斗任务,但也有护航要求高、批量生产能力低、造价较高等非常明显的致命缺点,一旦发生大规模战事,很难在急需时刻得到必要数量的补充,即使经济上最发达的美国也无法保障在战争时刻迅速部署需要数量的战机。如果战争短期内无法结束,持久发展,先进战机战时动员生产能力将对战争胜负起着非常关键的战役作用。

美国空军原计划在2012年前采购339架第四代战斗机(按国际通用划代标准,下同)F-22A“猛禽”,由于造价过高(1亿美元左右)而缩减为187架。而俄罗斯第四代战斗机T-50的研制由于受经济因素的制约而进展缓慢,到2015年前不会装备部队,即使增加预算支出规模,争取到更多的研制资金,加快研制步伐,也不会在2020年前形成战斗力,预计生产数量也相对较少。就俄罗斯国防部来说,即使在最理想的情况下,其购买的第五代战机数量也不会超过300架。显然,这种规模的机群不足以在一场长时间战争中维持必要的空中作战能力。因此,能够大批量生产和装备的轻型战斗机对多数国家都是非常必要的。以俄罗斯的航空工业水平,完全有能力研制出一种性能丝毫不逊色于F/A-18E/F、F-15和苏-27这类第四代重型战斗机的“二十一世纪的米格-21”。为保障在任何规模战争中高强度空战对现代化战机的需求,俄空军一直计划装备轻型战斗机,保障航空工业企业在战时能迅速、大量生产各种“动员”飞机,创造21世纪的米格-21战斗机神话。

在上述背景下,印度、德国、韩国等积极寻求世界航空市场地位的一些国家,开始研制较轻(10-12吨)、较廉价的现代化战机,主要用于出口,不过,通过对这些国家研制中的战机技术性能的分析,可以认为,在战斗能力上,它们与俄罗斯、欧洲、美国研制的现代化战斗机的差距还是比较大的。

轻型战机相对低廉的价格还有助于开拓国际市场,保持和增加俄罗斯在全球军火市场的份额。俄罗斯已经被西方排挤出世界大部分民用飞机市场,只有战斗机和直升机方面还保持著可以与其竞争的实力与地位,因此,开发新一代战斗机对俄罗斯航空航太业的生存关系重大,是关系到俄罗斯航空业生死存亡的问题,迫使俄罗斯要集中一切力量研制新型战机。事实上,像F-16和米格-29这样的所谓轻型战斗机的正常起飞重量均超过了15吨,已经超过了“轻型”的范畴,而且它们并不低廉的价格也遏制了众多潜在客户的购买愿望。

发展历程

针对这种情况,苏霍伊设计局早在1990年便启动了一种轻型战斗机(重量10~12吨)的研制工作。该项目机型的编号为S-54(衍生型号还包括S-55和S-56),其最初的目的是研制一种能够满足俄空军和国际市场需求的轻型超音速教练—战斗机。不过,随着在改进苏-27系列(包括苏-33、苏-35等)战机中取得的巨大成果和最近20年来航空制造、发动机和航电系统等领域的飞速发展,S-54正在由一款具备作战能力的高级教练机演化为一种性能不逊色于甚至要更为出色苏-27的轻型战斗机,其重量和价格均只有后者的一半。苏联解体后,俄罗斯军政领导决定继续研制S-54系列轻型战斗机,具体研制工作于1991年12月开始。1990~1992 年,在俄罗斯空军进行新一代高级教练机招标时,苏霍伊提交了S-54方案。该机是苏-27 的缩小和单发版,在气动特性上和苏-27 相似,但采用单台Рд-195фс涡扇发动机,这是米格-29的Рд-33的发展型。最后米格和雅克的方案入选,苏霍伊方案落选。落选后,苏霍伊设计局开始将S-54发展成轻型战斗机,补充苏-27/苏-30。

1993年冬,俄罗斯与印度就S-54项目联合研制问题进行了谈判,准备替换印度空军日益老化的米格-21战斗机。后因印方决定对现役米格-21作部分改进、部分自然退役的处理,双方未能达成协议。

在1997年巴黎航展期间,苏霍伊设计局展出了S-54战斗机模型。当时的资料称,S-54是一种单座轻型战斗机,采取串列三翼面——鸭式前翼/机翼/水平尾翼的气动布局,看上去很像缩小的苏-27M空中优势战斗机。动力装置为一台AL-31F涡扇发动机,未采用矢量推力喷管。飞机将装备SOKOL火控雷达,其最大作用距离180千米,能同时跟踪24个空中目标,同时引导攻击4个目标。显然,根据资料来看,这些资料并不属实,不排除这是苏霍伊设计局为推销该机进行的夸大宣传。

1998年有传言称,S-54项目因为与米格-29M(米格-33)项目重复,前景不大而被放弃。1999年5月底,苏霍伊公司宣称S-54将是公司在苏-32MF项目后的重点研制项目,1999年10月13日,公司总经理波戈相宣布,S-54系列新型轻型战斗机设计阶段的研制工作已经结束,准备进行生产试验阶段,他没有透露新型飞机的具体战术技术性能,只是表示新型飞机在机动性能上达到了第4代战机的水平,研制过程中充分借鉴了苏-27家族战机的研制和改进经验。

2002年5月,俄罗斯第五代战斗机研制计划开始启动。在研制招标工作中,苏霍伊设计局的S-54一举夺得研制权。苏霍伊设计局现将其设计样机暂定名为S-54。俄工业与科技部长称,俄第五代战斗机

设计特点

在基本设计上,S-54战斗机是一种介于米格-29和苏-27之间的单发多用途战斗机。它将吸收米格-1.44型战机和S-37型前掠翼战机的诸多优点,采用三翼面边条翼布局。其独特的结构布局和推力向量发动机技术使其机动性能和超音速巡航性能得以充分体现。

随着研制的不断深入,S-54系列飞机充分借鉴了苏-27歼击机研制中的最新科技成果和先进经验,随后采纳了苏-27家族中苏-33、苏-33КУБ、苏-35改进型歼击机在空气动力学、电子学、发动机制造、机载系统等领域的成果,开始从战斗教练机向完全、真正的战斗机转变,到1999年,研制工作进入实质阶段,从战机模型及有限的技术性能数据上看,S-54在基本战术技术性能上已经不逊于苏-27,在某些方面甚至优于苏-27,而它的重量和造价则减少了一半。

S-54的空气动力配置与苏-33比较相似,采用全动前、后尾翼、相对加长的梯形机翼、双垂直安定面尾翼等,但也有明显的区别,与最新改进型苏-33КУБ不同,新型轻型歼击机航空动力学性能得到了明显的完善,可适应机翼能极大地提高空气动力学性能,同时完善了飞机垂直安定面和机身下部导流片的机动性能。可以毫不夸张地说,S-56将是世界上配置最紧凑的飞机,由于采用机翼双层折叠技术,机翼能向机身折叠。另外,S-56采用独特的“屈膝式”起落架,前支柱向前弯曲,后支柱向后弯曲,飞机能在起落架半收起状态下被拦阻绳固定,这样,设计高度4.47米的飞机停放高度仅为3米,加上本来就较小的尺寸,从而能保障对航母舰载歼击机重新部署,在机库与起飞甲板间腾出一个轻型甲板,使舰载机的数量增加1-2倍。

为集中所有资源来开发航空发动机,为正在研制的S-54战机提供先进的动力技术,俄计划在现有30家航空发动机制造企业的基础上组建5~6个,甚至是1~2 个大型企业集团。俄罗斯“乌法”航空发动机制造厂、莫斯科“礼炮”航空装备设计局和雷宾斯克“土星”公司参与了第五代航空发动机的研制工作。新型发动机与现役苏式飞机上装备的发动机的主要差异是:装备有高压和低压涡轮机和新型风扇,使飞机具有更大的牵引力。S-54战斗机将采用单台Рд-195фс涡扇发动机,该发动机是米格-29的Рд-33的发展型,其提供的推力更大,同时

具有更长的寿命和大修间隔时间。超视距。装备了“智能化”座舱、先进的机载武器和大幅度改进的先进电子设备,以及火控、离机、自我诊断等系统,使战机具有对空、对地、对海的不同工作模式,并具有地形跟随、回避能力,使其能够先敌发现和同时锁定24个重要目标,并能在50-70千米内进行定位,能在40千米内精确测定和攻击8个目标。

在研制S-54、S-55和S-56的过程中,苏霍伊设计局并未像美国的F-22和F-35项目那样运用大量可降低雷达反射特征的隐形技术。与美军飞机武器装备携载方式不同,S-54系列飞机仅使用外挂携载武器,与机身共轭,同时减少飞机部件、天线、紧固件的数量,使用雷达吸波涂层和防辐射材料,保障飞机具有较高的雷达隐形性能。

S-54战机将装备最现代化的机载电子设备。其机头整流罩直径与苏-27相当(约1米),这使其能够安装具备远距离探测能力的相控阵雷达系统。S-54战斗机计划装备最现代化的机载无线电电子设备,机载雷达辐射透明整流罩直径与苏-27型机载整流罩直径相当,从而能够安装功率相当强大的相控阵天线雷达,保障较远的空中目标发现距离,优于F-16C或JSF战机机载雷达性能。另外,还将装配新型光电系统、夜视系统,保障飞机既能远距离攻击空中目标,也能高效轰炸地面和水面目标。苏霍伊公司现已宣布公开招标研制S-54战机的航空设备,俄“技术”公司将与苏霍伊公司联合制造S-54战机的驾驶舱,“技术”公司及其下属公司研制S-54战机的火控系统、搜索瞄准光学电视系统、油量系统和应急离机系统等。此外,俄“彩虹”设计局计划参与S-54战机武器系统的研制招标。同时,该战机拟装备自我诊断系统。俄苏霍伊公司总经理称,该系统对战机有良好的保护作用,从而也能成倍降低新型战机的使用费用。

与俄罗斯研制中的其它战斗机一样,S-54战斗机将安装强大的机载计算系统,使用俄国产处理器,快速运算能力可达每秒种数百亿次。座舱内装备现代化的信息指挥系统,视野开阔,使用14-15寸的多功能彩色显示器,还计划安装根据K-36改进的完善型弹射座椅,为飞行员配备新型防过载飞行服和氧气系统,保障飞行员在最大过载指数为10-12的情况下仍然能实施机动空战,重量较轻的新型飞行头盔也将配置新型显示器。苏霍伊设计局准备大幅度改进机载电子设施,使得整套电子系统具有对空、对地、对海不同的工作模式,并具有地形跟随、回避能力,使其能够具备在锁定24个重要目标的同时攻击8个目标;它能在100至150千米范围内发现目标,能在50至70千米内进行定位,能在40千米内精确测定幷且确定其中威胁最大的8个目标;它还有8个武器外挂点,载弹量大于6吨。在空空格斗方面,它可以携带各类远、中和近程空对空导弹,执行各种距离的空中打击任务,还可以打击任何高度上的空中预警机战略轰炸机

全俄航空材料研究院正在制定研制与生产先进复合材料的专项规划。据专家称,俄第五代战机未来航空发动机部件和元件的制造将使用新型复合材料,该材料构成情况是:陶瓷复合材料占18%,金属复合材料占 17%,耐热镍合金占15%,聚合复合材料占20%,镍钛金属化合物占30%,以上新材料都具有更高的强度、硬度及耐热性。负责研制S-54战机的苏霍伊公司已订购了大量的新型复合材料。其使用的复合材料可承受400摄氏度的持续高温。

衍生型号

S-54的出口型称为S-55,是一种双座型多用途战斗机。S-55的飞行员座椅横向配置方式与苏-24、苏-27ИБ、苏-ЗЗКУБ战机上的一样,可以降低飞行时对飞行员间协同配合能力的要求,减小飞行员操作和培训难度。尽管飞机尺寸较小,两张座椅间仍然保持了相当的间隔,不低于苏-24轰炸机座椅间隔水平。

在设计之初,苏霍伊设计局便考虑到了将S-54作为舰载机使用的可能性(例如折叠机翼和抗海水腐蚀等措施)。舰载版的S-54被称为S-56。这种战机上舰后可使航母携带的舰载机数量提高1~2倍,极大地提高了舰载机群的战斗效率,保障在与敌方航母战斗群的对抗中获胜。

虽然S-56的气动外形很像是一款单发动机型的苏-33,但其机体设计经过了进一步优化,飞行性能要更为出色。此外,由于采用折叠机翼设计并将机身高度控制在三米,S-56在航母上所占用的空间要远低于其他舰载机。

根据俄“库兹涅佐夫海军上将”号航母的要求,苏霍伊公司确定了S-56战斗机的性能参数。如果舰载机降落重量低于7吨,在航母上飞机着陆拦阻装置的作用下,按照惯性继续高速滑行的飞机在制动时会出现极度过载情况,极有可能导致飞机损毁或飞行员伤亡事故的发生,因此,S-56的起飞和降落重量都有所增加,在携载两枚中程空空导弹和两枚近程格斗导弹的标准武器配备情况下的起飞重量为12吨,高于最新型米格-21战机8-9吨的标准起飞重量,降落重量也有明显增加。

由该机衍生出的S-56非常适合装备常规航母和轻型防空航母——印度正准备建造此类航母。同时,S-56也能满足俄罗斯武装力量的需求。如果该系列战机能在短时间内完成研制并投入量产,其不但有助于扩展俄空军和海军航空兵的作战能力,而且还可巩固俄制战斗机在国际航空市场上的地位。

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