苏-27战斗机的发展与演变
苏联一直关注美国的研究。作为回应,在1969年,前苏联开始进行一项有针对性的PFI(Perspektywnyi Frontowoy Istryebytyel/透视正面战斗机)未来战斗机计划,其主要目标是超越F-15,因此这一计划也被称为“反F-15”(。PFI的任务要求包括:
1.替代老式截击机的有三种型号:Tu -128、Su -15和Jacques -28P。
2.作为远程攻击任务,比如苏-24的护航。
3.执行远程入侵任务,攻击敌方空中目标,如空中预警机或空中加油机。
就性能要求而言,有:
1.灵活的移动性。
2.最大水平飞行速度约2500 km/h(高空)。
3.作战半径高海拔1700 km,低海拔500 km。
4.服务上限为18300米(60000英尺)。
5.可在前线空军三级机场运行(跑道短于1200m)。
在1969-1970期间,苏联将设计任务分配给了三个著名的飞机设计局:苏霍伊、米高扬和雅科夫列夫。1971年,苏联国防部要求未来先进战斗机(PFI)的性能必须与美国F-15相当,军方对PFI的设计指标非常苛刻,要求飞机最大马赫数在2.35以上;11000m处最大速度为2000m/h;海平面最大速度1400-1500km/h;海平面最大爬升率为300-350米/秒;服务上限在21000-22000米之间;海平面无副油箱航程1000km;不带副油箱的高度2500公里;使用过载8-9g;600 km/h至1100 km/h加速时间为12-14秒;1100 km/h到1300 km/h加速时间6-7秒:起飞推重比1.1-1.2。此外,PFI项目还提出了详细的任务和武器要求。总之,未来新型战斗机的性能将达到设计中的美制F-15和F-16的水平。苏霍伊设计局经过精心设计,在1971早年提出了T-10(苏霍伊内部编号,T代表三角翼布局,10代表苏霍伊设计局第十架三角翼飞机)。设计编号是苏-27,但这个编号在当时是严格保密的。鉴于T-10的方案采用了独特的腹部进气布局。为了降低风险,苏霍伊设计局还提出了T-10的“备份”版本,与美国的F-14非常相似。最初的T-10被称为T-10。苏霍伊设计局认为T-10-1具有很大的气动性能潜力,因此将其作为重点研制项目,由总设计师帕维尔·奥西波维奇·苏霍伊亲自领导方案的选择和研制。
T-10-1的机翼采用固定后掠翼,后掠角45度。从上面看,整个翅膀看起来像鲨鱼的背鳍。预计两架T-10的起飞重量约为18000 kg,已决定采用双放局。如果起飞推重比要达到1.15,推力必须达到20600-20800 kg,也就是单台发动机最大推力至少要达到10300-60。当时能达到这个推力的发动机有三种:AL-31F,D-30F-9,R59F-300。由于飞机的结构设计尚未完成,具体的发动机型号将在稍后决定。接下来是武器系统的选择。初步计划为苏-27挂载2枚R-25半主动雷达制导导弹和6枚R-60红外制导近程导弹,安装1门AO-17A双管30毫米机炮或GSH-301 30毫米机炮,250发弹药。该雷达采用米格-23M的Sapfir-23MR雷达,其探测距离在空中为40-70km,在地面为20-40km。带有红外探测跟踪传感器和光学/电视瞄准的光电系统;头盔瞄准具和人脸处理器可以直接处理雷达和光电系统的数据,并显示在阴极射线管显示器上。
导航、自卫和无线电系统也经过严格选择。综合这些系统后,苏霍伊设计局根据风洞试验结果计算出T-10-1的大致性能,发现该机不能完全满足空军的要求。苏霍伊设计局改进了一些设计,比如增加起飞重量,减少武器数量,提高飞机性能。此时,该机还可以根据需要挂载R-27、改进型R-60M等新一代空空导弹。
1972年,空军召开了与PFI相关的设计局第一次会议。会上各设计局提出了自己的方案,如苏霍伊设计局的苏-27(当然还有“备份”版的T-10)、MGA设计局的米格-29(当时飞机采用高单翼、两侧进气、单发动机结构,此时的米格-29不是我们心目中的米格-29)、雅科夫。两个月后,第二次PFI会议召开,米高梅设计局展示了新设计的米格-29,起飞重量12800 kg。但雅科夫列夫设计局的方案因为发动机布置在机翼上,飞机容易因发动机故障坠毁而被淘汰。但是关于PFI的真正决定将在第三次会议上宣布。会后,米高梅设计局提出意见:将PFI项目分成两个独立的项目,LPFI(Lyogkyi PFI)和TPFI(Tyazholyi PFI)。也就是说,多任务重型战术战斗机苏丽珂-27和类似米格-29的轻型战术战斗机将同时研发,它们将使用统一的主要设备和武器。这是自1971以来,苏联空军和飞机制造业第一次面临这样的局面:按照美国空军的计划,上世纪80年代苏联空军的战斗机群将由两种机型组成。
YF-15试飞后,美国空军认为F-15过于昂贵,无法承受大规模战争中的大量消耗,必须有另一架飞机与之配合。简而言之,重型的F-15负责争取和掌握制空权,而另一种廉价的战斗机则与敌方战斗机进行空战。这种轻型战斗机不需要很武装,只要能携带两枚近距导弹和机枪就行,但机动性更好。1972 65438+10月,美国“轻型战斗机”计划开始实施,也就是后来的F-16。事实上,苏联的许多研究也表明,拦截任务要求飞机能与地面指挥所保持通信,同时必须具有高性能的爬升率和加速度,还必须配备能上下观察的大功率雷达。如果是掩护任务,要求飞机航程大;在近距离空战中,高敏捷性、推重比和高速度是最重要的。在当时,很难在同一架飞机上有效地结合这些高性能要求。另一方面,没有限制空军只能装备一架战斗机。所以,决定了未来空军的主力战斗机将由两种类型组成。一种是多任务重型战斗机,必须能够控制敌方防线纵深(250-300公里)的制空权——这个指标与美国空军给F-15的指标相同;另一种是轻型战斗机,其作战范围主要在前线或敌后战术区域(100-150 km)争夺制空权——这一指标也与F-16相同。
多用途重型战斗机载油量大,需要增加远程导弹数量(最多4枚)、可以上传数据的导航系统、先进的通信和自卫系统;同时,它必须能够执行拦截。轻型战术战斗机必须易于制造和操作。如果没有特别的问题,稍微经过地面训练的飞行员都可以操作。它的武器只需要两枚远程导弹和相应的近战武器。在生产成本上,生产1重型战斗机的资源可以生产两架轻型战斗机,由这两架战斗机组成的战斗机群(轻型战斗机与重型战斗机的比例约为7: 3)将获得最大的效费比。在1972年底,苏霍伊和米高扬设计局都获得了自己的合同,开发苏联空军的下一代战斗机——苏-27和米格-29。