发展历程及研究背景
1970年代,苏联苏霍伊设计局为了迎头赶上,不惜放弃已经首飞的原型机,重新开火发射了著名的苏27战机,压倒了美国F- 15 战斗机的空气动力学技术。然而,航空技术并没有停止。1980年代后期,苏联开始研制新一代战斗机,以取代当时的米格29战斗机和苏27战斗机。当时的发展计划衍生出苏47战机和米格战机@1.44战机两种型号。
1990年代后期,美国开始研制F-22战机,绰号“猛禽”,率先进入隐身时代,再次拉开航空技术的空白。此时,由于苏联解体,继承了苏联大部分遗产的俄罗斯,无法单独承担新型战斗机的极高研发成本,发展一度停滞不前。20世纪末21世纪初,除了F-22战机正式服役外,美国开始研制F-35战机。F-22和F-35代表了冷战时期的隐身、超音速巡航、超机动和网络战能力有了空战的新境界,
21世纪以来,俄罗斯空军提出了未来航空的五项重大计划苏-27战斗机装备国家,并开始重新招标新的战斗机。PAK DP)、未来打击航空系统(Wasp EP)和未来战术空军作战综合体(PAK FA,也称为未来前线战斗机系统)。2000年,俄印开始就联合研制第五代战斗机进行接触。时任苏霍伊公司领导人的波戈西安向印方承诺,俄罗斯研制的新一代战机性能将与美国F-22相当。不错,鉴于印度也想从俄罗斯获得制造第五代战机的技术,两国很快就联合研制新一代战机达成了初步协议。
建设历史
2002年,俄罗斯空军委托苏霍伊设计局牵头研制“PAK FA”计划,代号为“I-21”,其中俄罗斯海军航空兵有一个较小的版本,即“PAK KA-Future Carrier Aviation”系统”,印度加入并“负责”开发两座机。在“I-21”的开发中,苏霍伊设计局整合了Su-47和米格的技术1.44架战斗机打造T-50战斗机,T表示三角翼(前掠翼。机翼或后掠翼的内部代号为S)。T-50是苏霍伊设计局竞标第五架的原型机俄罗斯国防部的一代战斗机项目。苏霍伊设计局在竞标中击败了俄罗斯米格飞机制造集团,选择了俄罗斯发动机制造商“土星”科研生产联邦(NPO Saturn)为T-50提供发动机。
2007年4月24日,“土星”科研生产综合体首次公开了俄罗斯第五代战斗机的可能布局图。T-50原型机原计划于2008年首飞,当时印度提出与俄罗斯联合生产。但由于发动机研制等技术问题,试飞推迟到2009年8月。随后在2009年5月,由于国防部资金不足和合同到期,“土星”号科研和负责发动机制造的生产综合体暂停研发,试飞再次推迟。后来根据新战机的测试大纲,从2009年12月22日起,
服务历史
2010年1月29日,第一架T-50原型机T-50-1整装待发,从阿穆尔河畔共青城机场起飞,完成了历时47分钟的首次试飞任务,比美军F -22。整整13年。两周后,T-50-1再次飞行,全新的三色迷彩机身,白色、蓝色和灰色,带有51号标志。截至 2010 年 3 月 26 日,该原型机已经进行了六次试飞,然后被部分拆卸并与 T-50-KNS 原型机一起运往莫斯科郊区的茹科夫斯基军事基地。重新组装后,T-50-1 于 2010 年 4 月 29 日进行了第七次试飞,并于 5 月 14 日、5 月 25 日和 6 月 3 日再次试飞。
2010年6月17日,T-50-1在茹科夫斯基进行了第16次试飞,只持续了4分钟。经过长时间的维护中断后,从 2010 年 8 月开始,密集的飞行测试计划重新开始,为印度国防部及其国有飞机制造商印度斯坦航空公司 (HAL) 进行演示。2010年底,第二架T-50原型机T-50-2也加入了试飞计划。由于没有任务系统,前两架飞机将用于气动测试和早期飞行测试,同时对初始推进系统、导航系统和飞行控制系统进行评估。3 和 T-50-4 将配备完整的导航和攻击系统。当时,苏霍伊表示,T-50原型机的开发和测试将在茹科夫斯基继续进行到2012年。该测试计划将包括超过 2,000 次试飞,随后是位于阿克托宾斯克的初始军事测试中心。评估和状态验证。它还计划参加2011年8月的莫斯科航展,预计2016年投入使用。
2010年10月,俄罗斯联合航空制造公司表示,可能在年底前与印度签署设计协议草案。当时印度空军参谋长表示,购买T-50的成本约为250亿美元,但由于印度计划大量采购西方新机型。战斗机,是否仍会订购 T-50 战斗机尚不确定。2011 年 3 月 3 日,T-50-2 进行了 44 分钟的试飞,当时两架原型机都没有安装雷达和武器控制系统。2011年8月,在第十届莫斯科航展上,俄罗斯首次展示了第五代战斗机T-50原型机。
2012年2月,三架T-50原型机参加了各项测试,总飞行次数已超过120架,第四架T-50-4原型机将于2012年下半年加入测试。2012年8月,第三个原型T-50-3主动电子扫描雷达试飞开始。2012年8月12日,为庆祝俄罗斯空军成立100周年,T-50战机在2011年莫斯科国际航展上首次亮相后再度亮相。2012 年秋天,澳大利亚军事智库 Air Power Australia 的军事分析师将苏霍伊设计局的 T-50 与美国的 F-22 和 F-35“闪电 2”进行了比较,得出 T-50 在比美国的同类模型要好很多。2012 年 12 月 2 日,
2013 年,T-50 又进行了近 100 次试飞,接下来的 9 个月又增加了 20 次。
2013年8月,俄罗斯为T-50研制了机载供氧系统,并打算将其应用于其他高空飞机。此前,俄罗斯飞机仍使用氧气瓶系统,重约 90 公斤,飞行高度 4000 米的飞行员不得不监控其空气和燃料供应。新的车载供氧系统设计重量仅为30公斤,结构更紧凑,可以提供比同等重量的氧气瓶更多的氧气。俄罗斯计划开始用机载氧气供应系统更换所有飞机上的氧气瓶。
2014年6月10日,T-50战斗机的第五架原型机T-50-5在茹科夫斯基空军基地地面起火,随后被运回阿穆尔河畔共青城工厂进行维修。2014年10月30日,Rostec旗下雷达电子技术公司交付了第一批为T-50研制的“喜马拉雅”电子战系统。该系统的应用不仅提高了飞机的抗干扰能力和生存能力,还最大限度地降低了敌机的隐身技术。2014年11月2日,T-50战机再次飞行,在机翼下增加了四个挂架。
2015年,时任俄罗斯总统弗拉基米尔·普京宣布首批T-50将交付俄罗斯空军,并开始进行部队测试,然后组建飞行大队。飞行试验将在茹科夫斯基继续进行大约五年。2015年12月8日,时任俄罗斯国防部副部长尤里·鲍里索夫表示,T-50的飞行性能测试已接近尾声,航电测试已经开始。
2017年8月11日,俄罗斯空天军总司令邦达列夫表示,正在测试的俄罗斯第五代战机T-50正式命名为“苏57”。第五代战机的第一阶段测试将于2017年12月结束,随后是第二阶段测试,计划于2019年开始小批量生产。2025年,俄罗斯计划更换旧的米格29和苏-27 战斗机与 Su-57 战斗机。
2018年3月1日,两架苏57战机在叙利亚完成了为期两天的试验项目。Su-57试飞任务的第一阶段已经完成。2018年,俄罗斯国防部将与相关公司签约采购12架Su-57。合同。
技术特点 设计特点
Su-57与俄罗斯的第五代战机有着明显的不同。以前的战斗机只能在短时间内以超音速飞行,而 Su-57 必须在没有加力燃烧室的帮助下保持高速飞行。飞行,同时具有高度机动性,能够携带高效武器系统,以超音速运行。在该机的招标规则中,对战机在空气动力学、推进系统和任务系统等方面提出了严格的设计要求。Su-57采用常规布局,对飞机侧翼进行了改进,以满足对雷达隐身、超音速巡航和机动性的新要求。飞机的两个发动机舱间隔很宽,两个机舱之间可以安装两个武器舱,该机的垂直尾翼改进为一体式尾翼融合机翼。机身配备多角度翼型以限制入射雷达波的回波,并在主翼上增加鸭式翼型和水平翼型,从而形成均匀的气动翼型,可适应大范围的飞行包线.
在苏57战机的气动设计方面,最显着的特点是安装在机翼前缘延长线上的可动侧条,是一种设计创新,起到了可控涡升力的作用。机翼前缘的延伸会使推力中心向前移动,增加了飞机气动性能的不稳定性,从而增加了机动性能。在苏联/俄罗斯进行Su-27M验证机试验之前,这两个方面也存在不稳定性,但是Su-27原型机的气动性能非常稳定,而Su-57在这两个方面的不稳定性是前一个。是 Su-27M 演示机的两倍。所以,这种新设计的优势尤其体现在超音速飞行中,推力中心自然前移,降低了飞行器的机动性。Su-57的主翼为三角形,后掠角为48°,机翼后缘后掠角为10°,均配备两组双边升降副翼。整体水平尾翼造型与主翼相似,双垂尾也是一体式设计,尺寸更小,外倾约26°。Su-57 的可移动喷管确保其具有与 Su-30MKI 等效的推力矢量。可移动喷嘴和其他可移动表面由莫斯科航空电子公司开发的 KSU-50 飞行控制系统控制。
模型结构
苏57战机机身横截面呈椭圆形,主要由钛铝合金构成,复合材料占13%。前部天线罩略微扁平,底部边缘水平,以优化其抗旋转性能。尾部布置在发动机舱两侧的尾撑上,力矩点在发动机尾喷管的后面。这与 F-22 和 F-35 战斗机相同。梯形机翼引起的重心前移导致发动机布局前移。问题引起的。与 F-22 不同的是,Su-57 没有采用机尾和机翼的重叠切割,机翼上也没有过多的控制面。
Su-57战斗机采用与F-22非常相似的两条弧形双垂尾。位置比较靠前。翼根弦长的近一半与翼根重合。垂直尾翼的根部位于发动机舱外。外倾角大约是27度到29度。这种设计主要是为了大迎角垂直尾翼的使用效率。当攻角较大时,边条产生的涡流产生的稳定强劲的气流会对垂尾形成有利的干扰,减少机身的屏蔽,使飞行器在飞行时具有更好的稳定性和可控性。以大迎角飞行。
Su-57战斗机驾驶舱的设计注重飞行员的舒适度,使飞行员能够在极高的重力载荷下控制飞机。该飞机配备新型弹射座椅和生命支持系统。几何形状是可变的,以适应弹射座椅在 60° 角的倾斜度,以减少在高重力下对飞行员的影响。这个座位在正常情况下会让飞行员难以忍受。近战混战的高重力负荷。
电源系统
Su-57战斗机在测试阶段使用了两台土星公司生产的AL-41F1-117S喷气发动机。单台发动机的推力约为15吨。该发动机由Su-27战斗机的Al-31F发动机改进而来。增加了进气道直径,采用了新的高低压涡轮,改进了燃烧室,采用了新的全数字发动机控制系统(Fadec)。在装备 AL-41F1-117S 发动机之前,还需要进行更多的测试研究,另一台正在开发的新型 18 吨喷气发动机将取而代之。Su-57的最大推力为2×107 kN,加力燃烧室推力为2×167 kN,发动机推重比超过10,具有矢量推力技术。由于发动机的高推重比,Su-57可以在300-400米范围内飞行。脱掉。在矢量推力技术的探索上,俄罗斯并没有模仿美国的技术模式,而是以独特的方式采用了喷管转向技术。由于喷管转向矢量推力的方向性、控制强度和准确性,喷管转向产生矢量推力的效率远高于喷气舵,因此该技术的优势不言而喻。然而,喷嘴转向技术也有其复杂性。由于发动机矢量推力的控制效率太强,在与飞控系统的交联中很难进行软件设计;突出问题是稳定性控制困难,发动机喷管转向形成飞机的控制力矩过大,并且很难通过舵面来平衡它。控制不当引起的角速度发散将是致命的,产生的扭矩和惯性耦合足以使飞机解体。
机载武器
Su-57战斗机可以携带10吨的各种武器。为它研制的最新武器有十余种,包括各类导弹和航空制导炸弹。Su-57至少有两个内置弹舱,整个武器舱几乎占了飞机容量的1/3,主要用于远程和中程空空导弹。智能炸弹和导弹可以在不隐身的情况下附加到战斗任务中。
苏57将配备射程120-230公里的中程空空导弹、射程超过300公里的远程空空导弹、超远程空对空导弹,射程可达420公里。此外,Su-57配备一门30mm GSh-30-1航空炮。
航电系统
苏57战机的航电有了质的提升,不再是俄制战机的“软肋”。Su-57配备了由季赫米罗夫研究所设计的N036雷达。该雷达有五组有源电子扫描阵列(AESA)天线。该系统与两台车载计算机相结合,可探测 400 公里外的目标。,同时跟踪 30 个空中目标并攻击其中 8 个。此外,Su-57集成了独特的有源和无源雷达和光学定位系统,实现了“智能皮肤”功能。
Su-57还使用了SH121雷达系统,其中包括三个X波段雷达,分别位于前部和左右两个。机翼还配备 L 波段雷达,用于处理 X 波段低 RCS 的低可探测目标,例如隐形战斗机。除了先进的雷达系统外,Su-57还配备了新型无线电侦察与对抗系统,无需开启雷达暴露自身,即可发现敌人并实施干扰。
Su-57的电子战系统和红外制导弹头抑制系统可以更好地保护它不被防空系统特别是美军的雷达系统探测到。Su-57集成了光学/红外搜索和跟踪系统IRST,飞行员对飞机的指挥和控制完全数字化,所有信息都显示在驾驶舱内的大型彩色液晶显示屏上。
性能数据
机身参数
乘员
1人
长度
19.8m
跨度
13.95m
高的
4.74m
机翼区
78.8平方米
空重
18000公斤
最大起飞重量
35000公斤
力量
2 台 AL-41F1-117S 加力发动机
推力
2×107kN(最大)
2×167kN(增加)
最大飞行速度
大于 2. 马赫 0 (2140-2600 km/h)
实用的天花板
20,000 米(20 公里)
航程
3500-4300公里
最大耐力
5500公里(不加油)
作战半径
1200 公里
起飞距离
300-400米
爬升率
350米/秒
翼载荷
470 公斤/平方米
推重比
0.97
隐身性能综合评价
苏57战机的隐身性能并不逊色于F-22。机头、机舱和进气口都设计有独特的形状,以确保雷达波的低可探测性。为了增强隐身效果,武器舱采用内置方式。从Su-57的正视图和俯视图来看,其布局与F-22相似。歼20采用的鸭翼布局被摒弃,采用了常规的侧翼布局。他们都采用了保守但更实用的布局。菱形机翼的传统布局强,菱形机翼是平衡隐身、机动、射程等要求的较好解决方案,这也说明菱形机翼在隐身和机动方面的优势已经得到了人们的认可。东方和西方。然而,同样因为隐身和超音速巡航的要求,Su-57的水平和垂直操纵面更小,表明它想使用矢量推力技术进行俯仰、偏航和横滚控制。但是从机头和机尾可以隐约看到苏27的影子,所以看起来该机可以算是创新与传承并存的战机,这也符合俄罗斯的经济和技术力量。有了这样的改动,似乎俄罗斯空军在新战机计划中把气动布局经验的传承放在了更重要的位置,否则原本的设计也不会被彻底颠覆。表明它想使用矢量推力技术进行俯仰、偏航和横滚控制。但是从机头和机尾可以隐约看到苏27的影子,所以看起来该机可以算是创新与传承并存的战机,这也符合俄罗斯的经济和技术力量。有了这样的改动,似乎俄罗斯空军在新战机计划中把气动布局经验的传承放在了更重要的位置,否则原本的设计也不会被彻底颠覆。表明它想使用矢量推力技术进行俯仰、偏航和横滚控制。但是从机头和机尾可以隐约看到苏27的影子,所以看起来该机可以算是创新与传承并存的战机,这也符合俄罗斯的经济和技术力量。有了这样的改动,似乎俄罗斯空军在新战机计划中把气动布局经验的传承放在了更重要的位置,否则原本的设计也不会被彻底颠覆。如此看来,该机可以算是一款创新与传承并存的战机,这也符合俄罗斯的经济和技术实力。有了这样的改动苏-27战斗机装备国家,似乎俄罗斯空军在新战机计划中把气动布局经验的传承放在了更重要的位置,否则原本的设计也不会被彻底颠覆。如此看来,该机可以算是一款创新与传承并存的战机,这也符合俄罗斯的经济和技术实力。有了这样的改动,似乎俄罗斯空军在新战机计划中把气动布局经验的传承放在了更重要的位置,否则原本的设计也不会被彻底颠覆。
Su-57的机尾仍然保留了一个大尾锥,主要用于减阻;机翼和机尾的前后缘平行,使雷达反射信号只在几乎垂直于侧面的方向反射,避开前后。. 两条垂直尾翼向外倾斜,避免了横向镜面反射,减少了整机的雷达反射面积。Su-57 的进气口设计与 F-22 不同,但与 F-22 的竞争对手 YF-23 战斗机相似。作为一种权衡,以确保发动机的正常性能。(新华网、万维网、网易)
机动性
由于Su-57战机采用Su-37/Su-30MKI系列的轴对称矢量推力喷管(TVC),隧道较厚。从飞机的整体布局来看,进气口的位置与苏27相似,有助于提升战机的高迎角性能;机身扁平,延续了苏27的升力机身设计,加上更大的机翼面积,机翼载荷更低,因此具有更大的升力系数。苏57机翼前缘的后掠角似乎比歼22更大,这说明苏57更注重高速飞行和超音速拦截能力。从这个角度来看,Su-57 似乎也更像 YF-23。另外,苏57虽然采用TVC,但取消了鸭翼,即,摒弃了 1980 年代俄罗斯战斗机典型的三翼布局。从技术上讲,TVC为战斗机提供了气动控制面之外的控制方式,可以提高飞机在低速大迎角范围内的机动性,与气动控制面配合,增加飞机的迎角和攻角。鼻子指向能力。
综合来看,苏57除了考虑隐身外,放弃了鸭翼,另一个原因可能是俄罗斯在空气动力学、飞行控制等方面的进步,比如创新性地增加了可移动的侧翼。因此,可以在常规布局中融入TVC,优化飞控系统的控制规律,获得更好的机动性能。Su-57避免了由于使用过多的操纵面而导致的飞机重量和复杂性的增加,从而降低了飞机的成本,同时也降低了飞控系统的编程难度,尤其是偏转控制和每个控制面的协调。. 综上所述,Su-57应该具备与F-22同等水平的超音速巡航和机动能力,但它会受到发动机推力不足的困扰。(新华网、万维网、网易)
概述
苏57战机的设计在高空、高速和超机动作战能力上更加突出,不牺牲气动性能换取隐身优势。原因之一是按照俄军“第六代战争”的思路,未来战争的模式主要是非接触式。作战,突出远程精确打击武器的应用,因此,隐身战机的主要作用是国土防空。
从苏57的战术层面来看,其主要影响主要体现在超视距空战和近战空战。根据美国最近的研究结果,未来超视距空战的可能性要远大于近战。美国做出这一假设的主要依据是,其报告、监视和侦察(ISR)系统可以很容易地发现和跟踪敌方空中力量,让其战斗机有足够的时间来选择战斗类型和战斗地点。 . 但如果敌方战机具有出色的隐身性能,这种优势就会大打折扣。一旦 Su-57 投入使用,美国情报部门,监视和侦察系统将不得不以比以前更近的距离接近敌机才能发挥作用,机载预警平台和空中加油机等高价值目标进入该区域时将无法发挥作用。在远处,它可能已经在Su-57的攻击范围内。还有一点很重要的是,苏57的“极度敏捷”,如果不够的话,会大大降低一些美国拥有的中程空空导弹的命中率,尤其是像AIM-120这样的导弹。击败Su-57的机动性将是一个巨大的挑战。此外,苏57相对于美国的F-22和F-35还有一大优势,就是价格相对低廉。F-22 和 F-35 据说是 2.
总的来说,Su-57具有超音速巡航、综合探测系统、“不俗”的隐身性能、“极度敏捷”和连续性等特点。西方国家在战术、战役和战略等各个层面都造成了重大影响。(国防科技杂志社)