新浪新闻客户端

Сухой С-54/Sukhoi S-54教练机/轻型战斗机家族

Сухой С-54/Sukhoi S-54教练机/轻型战斗机家族
2020年12月20日 09:10 新浪网 作者 yikecat

  (本文系鄙人翻译的英文资料,转载请注明来自@yikecat “仙猫藏图”系列,谢谢)

  

  苏霍伊S-54是三款紧密相关的飞机提案系列;S-54教练机,专为出口而设计的S-55轻型战斗机和S-56舰载轻型战斗机。该家族的所有成员都类似于普通的苏霍伊Su-27,或更接近苏霍伊Su-33,但只围绕着单台而不是两台土星AL-31发动机制造,并且相应地缩小比例为小型布局。该设计已提供给包括南非和印度在内的几个潜在客户,但被拒绝了。开发据说处于搁置状态,正在等待启始客户。

  当前没有任何迹象表明这是一个正在进行的计划,苏霍伊设计局最优先考虑的是Su-27BM。

  以Su-27的气动为基础的S-54高级教练机、S-55出口战斗机改型和S-56舰载战斗机与Su-27非常相似,尽管它只有一台发动机。自1990年以来,苏霍伊设计局一直参与了系统的设计,以替换使用寿命已到期的Aero L-29和L-39喷气教练机,并用于新一代战斗机飞行学员的高级培训。苏霍伊设计局正在进行研制新型战斗机(全新战斗机家族-S-54、S-55和S-56)的工作。S-55被称为出口改型,具有改善的座舱,表明主要的攻击专长。S-56将是一架出口型舰载战斗机。

  

  最初,S-54计划于1990年开始,旨在研制一款打算用于俄罗斯空军战斗机飞行员训练以及出口的超音速战斗教练机,。在设计S-54时应该借鉴了制造Su-27的经验。然而,成功地将Su-27升级为Su-3、Su-33KUB、Su-35等等,以及在气动、航空电子设备、发动机、电子工业的进步,使S-54/-55/-56研制者能够通过将这种战斗教练机变成真正的战斗机,其性能与Su-27相当甚至超过,其成本和重量也少了两倍,大大增强了未来飞机的潜在能力。

  S-54/55/56的气动布局与Su-33战斗机相似。其融合了全动鸭翼和尾翼、与机身平滑接合的高展弦比梯形机翼、双垂尾。但是,也存在一些差异。与Flanker“侧卫”家族的最新改型Su-33KUB相比,该轻型战斗机的气动性能有了相当大的改善。机翼变得自适应,从而提高了升阻比。为了提高战斗机的机动性,尾翼和腹鳍全动,并沿同一轴线布置。

  

  S-54/55/56的设计没有像美国第五代F-22和JSF的设计那样尽可能地使用隐形涂料。特别是,与美国的飞机不同,俄罗斯将仅在外部安装他们的武器。然而,据称,通过武器和机身更彻底地融合,减少突出零件、天线、索具的数量,以及使用雷达吸波涂层和材料,它们的隐身性提高了10倍。

  S-54由具有三维TVC的单台AL-31发动机提供动力。在正常起飞时,战斗机的推重比远远超过了1。未来,当飞机配备新一代发动机时,它可能会提供非加力超音速巡航速度。S-54的内部油箱可容纳4,500公斤的燃料,而F-15(重两倍)只能携带6,100千克的汽油。加上较好的气动性能,使S-54的实用航程达到了4,000公里(相比之下,F-15在不带副油箱飞行时的实用航程只有2,000公里)。

  

  S-54家族战斗机将配备最先进的航空电子设备。雷达头锥直径与Su-27(约1米)的相同,使该轻型战斗机能够安装强大的相控阵雷达(PAR),以提供超过F-16C或JSF的探测距离。S-54的雷达将由包括微光夜视系统的新型电光系统加以增强,且能够针对空中和面目标进行工作。

  与其他未来的俄罗斯战斗机一样,S-54及其改型也有望配备由俄罗斯部件制成的强大的计算机,并能够每秒进行数百亿次计算。通过使用多功能彩色LCD(对角线14-15英寸),座舱仪表布局采用了新原理。座舱计划配备由K-36弹射座椅衍生的改进型弹射座椅。将向飞行员提供新型抗荷服和新型供氧系统,以使飞行员能够以10-12g的过载进行机动。机组将获得一个集成了头盔显示器的新型轻型头盔。采取了减少地勤人员体力的措施。

  

  

缩小比例的Su-27——S-54教练机

  1961年,L-29在(主要是出于政治考虑的)竞争中被选为华沙条约国家的未来教练机,胜过了苏联Yak-30和波兰PZL TS-11 Искра“火花”。自那以后,捷克制造的教练机就成了许多国家空军学院的中流砥柱。1974年,L-29被由新型伊夫琴科AI-25TL涡扇发动机驱动的更先进的L-39 Albatros“信天翁”取代。到苏联和华沙条约解体时,苏联空军的储备中有大约一千架L-39。它们被视为由军事飞行学校管理的教练机队的中坚力量。到1990年,新捷克共和国宣称他们将不再供应新飞机和备件。在役的教练机越来越老旧,由于使用频繁,它们的使用寿命即将到期。

  此外,考虑到批量改装全新性能的第四代Su-27和MiG-29战斗机,且更有能力的第五代战斗机的研制正在进行中,L-39无法为先进战斗机的飞行员提供足够的训练。

  

  这些考虑促使苏联空军在1990年代初开始开发新型战术飞行机组教练机。苏联空军总司令叶菲莫夫元帅在1990年4月20日发表了关于这一问题的声明,表示需要用全新的教练机来取代L-39。1990年6月25日,Учебно-Тренировочный Самолет(УТС/UTS,教练机)计划发布了第一份官方RFP文件。它是1990年6月25日国家军事工业委员会的决议,责成米高扬设计局开发未来的教练机。

  为了降低技术风险并获得最好的飞机,军方宣布在主要的苏联飞机研制者之间进行教练机竞争。1991年1月,米格苏霍伊、雅科夫列夫和米亚西谢夫收到了未来战术飞机飞行员教练机的规格要求。四家公司对此做出了回应,包括米高扬MiG-AT、雅科夫列夫Yak-130(当时被称为Yak-UTS)、米亚西谢夫M-200和S-54。这些设计大多数都是典型的教练机;它们被制造得易于操纵,使用成本低廉,且基本上是全新设计。1991年11月25日,空军总司令彼得·杰伊涅金上将下令组建一个委员会,审核四个竞标者提交的概念设计。投标结果将于1992年1月15日公布。

  

  苏霍伊决定采用一种不同的方式,并开发出了一款比教练机更接近战斗机的真正的高性能设计。气动和飞控的进步,使甚至于最先进的战斗机也能够易于操纵,以适合改装训练,而与此同时,老一代飞机的操纵与现代飞机截然不同,以至于它们的实用性有限。鉴于他们对原始Su-27升级改型的丰富经验,苏霍伊选择在新型教练机中使用了该设计的大部分。研究了具有一台AL-31或两台小型发动机的改型,但自始至终更倾向于单发动机改型。

  苏霍伊提交了S-54飞机的概念​​设计,一款双座高级喷气教练机和轻型战斗机,是Su-27战斗机的单发动机衍生产品。它由单台Мотор“发动机”科学生产联合体的R-195FS发动机提供动力,该发动机是作为为Su-25攻击机提供动力的生产型R-195涡轮喷气发动机的加力改型而开发的,并提供了1.55马赫的超音速速度。与其他竞争者不同,S-54预计用于基础和高级训练。苏霍伊建议重新考虑在“普通”飞机上进行训练的概念。在苏霍伊的设计团队看来,以牺牲安全性或训练质量为代价,一架飞机就可以同时实现初始、基础和高级训练能力需求。

  

  S-54的气动设计是以Su-27为基础的,使教练机的飞行性能接近Su-27和MiG-29这类生产型战斗机的飞行性能。不稳定的气动提高了其机动性并减少了其结构重量。设计师考虑了替代的单发动机和双发动机教练机布局。优先考虑单发动机设计。计划的S-54具有常规气动布局,其具有双垂直尾翼和装在尾梁上的低位水平尾翼。腹鳍与Su-27上看到的一样。薄而低展弦比机翼上的增升装置包括旋转式前缘襟翼和后缘襟翼。机身和机翼像Su-27一样结合成整体。初始设计包含了具有水平流量控制板的矩形腹部进气道。边界层吹除楔形物被放置在进气道和下机身之间。新的S-54设计具有分叉进气道设计。

  自1990年该计划推出以后,分别在1992年和1996年对布局进行了至少两次完善。最初的布局有点让人想起缩小比例的Su-27 Flanker“侧卫”,它具有全后掠中翼布局和双外倾垂尾,没有Flanker“侧卫”突出的尾椎。早期布局的特征是,位于座舱区域下方的单个腹部发动机进气道。

  在1996年的范堡罗航展上展出了新改型,机身放大了约25%。在S-54研制的第二次迭代中,飞机接受了更大的机身头部,其分叉改造的发动机进气道向前移动到翼根下,同时更外倾的双垂尾被移至类似于F/A-18的机翼后缘。机翼被改进为具有翼尖挂架,用于两枚格斗红外自导AAM(R-73),且每个机翼下各有两个挂架,用于空对空和空对面制导武器。用于新型教练机的航空电子设备已在改进的Su-25和Su-27上进行了试验。

  

  设计特点:被苏霍伊描述为Su-27的缩小比例开发,具有与战斗机相当的速度、实用升限和机动性;非常规全后掠中翼布局;在机翼后缘安装了双外倾垂尾;发动机进气道在翼根下;可收放的三轮式起落架。

  飞控:凭借襟副翼、全动平尾和方向舵,像Su-27一样的电传操纵;前缘襟翼;减速板;可预编程,使飞机更易于飞行,具体取决于学员的能力;可选的“应急按钮”,可使飞机从任何高度回到直线和水平飞行,并具有按钮旋转复原功能;可选的回放系统,记录学员在飞行中的一举一动。

  起落架:可收放的三轮式;均为单轮;主轮向内收回,前轮向前收回;没有减速伞。

  动力装置:一台联盟/图曼斯基R-195FS涡轮喷气发动机;由Su-25的动力装置改进而成;净推力41.2千牛(9,260 lb st)和加力推力60.8千牛(13,670 lb st);可选的替代品可能包括F404、RB199和PD33,对机身的修改极少。两个内部油箱,总容量1,660公斤(3,660磅)。单点压力加油。

  座椅:两名机组在气泡座舱盖下串联坐在K-36零/零弹射座椅上;后部座椅升高。

  航空电子设备:航空电子设备和座舱内部与当前以及先进战术飞机一样。自动飞行控制系统。标准天气雷达。

  武器:用于两枚近距红外制导空对空导弹的翼尖挂架;每个机翼下有两个挂架,用于空对空和空对面制导武器。

  

  T-10-24和海军Flanker“侧卫”获得的经验为S-54的进一步完善确定了方向。这包含增加一对鸭翼,在俄语中称为ПГО(Переднее Горизонтальное Оперение-前置水平尾翼)。当全动平尾在机翼尾流中失去效率时,ПГО解决了在高攻角(AOA)飞行状态下遇到的控制问题。座舱向机尾移动,为雷达和航空电子设备提供了附加容积,缩小了机身头部面积,并升高了后座,为两位飞行员提供了极佳的视野,改变了两件式座舱盖的形状。这一变化表明,S-54的营销从具有作战能力的高级教练机转向了能力强的多用途双座轻型战斗机。

  S-54进化的最后和自然的步骤涉及取消第二套座椅,并用更多的燃料和航空电子设备装满该空间,以增加航程并扩展飞机的能力。苏霍伊在使用Su-17M3和Su-25T/39攻击机进行类似改进尝试方面具有丰富的经验。重新命名的S-55最终布局在“勒布尔歇1997”上展出。比例模型(在展览的第一天就被偷了)展示了采用串联三翼飞机气动布局(鸭式前置翼面、机翼和水平尾翼)的T-10-24飞机。取消第二套座椅,将鸭式前置翼面从翼根进一步向前移动,将水平尾翼放得更靠后。该婴儿Su-33有一对面向后方的尾椎,最可能容纳了增加的燃料、航空电子设备和减速板。

  在接下来的两年中似乎没有进一步的升级。

  Yak-130最终赢得了UTS合同,苏霍伊开始寻找其他市场。

  

  

苏霍伊的LFI——S-55双座教练机

  苏霍伊航空科技综合体的另一架新型战斗机苏霍伊S-55与米格航空科研生产综合体的LFI(Легкий Фронтовой Истребитель-轻型前线战斗机)竞争出口市场,以利用Su-27和Su-30在中国、印度和印度尼西亚的亚洲成功。该机是双战斗机空军概念中重型双发动机苏霍伊S-37空中优势战斗机的理想补充。小型S-55远远落后于S-37原型机,截至1997年秋季才处于初步设计阶段。S-55的首飞,可能是双座战斗教练机状态,预计在1998年底之前进行。

  S-55起源于S-54单发动机双座高级超音速教练机和轻型战斗机,其与米亚西谢夫的参赛作品一起败给了亚音速双发动机米高扬和雅科夫列夫教练机。S-54作为Aero L-29和L-39的替代者,不能满足官方要求,因为俄罗斯空军对双发动机飞机更感兴趣。尽管如此,苏霍伊航空科技综合体还是在世界不断萎缩的教练机市场看到了超音速高级教练机的机会,并继续完善基础的S-54设计。S-54的目标是T-38和Mi G-21U的用户,并辅之以更先进和更有能力的武装单座改型,可以从F-16的份额中夺取一部分。

  

  苏霍伊随后修改了设计,使其能够安装与Su-27相同的雷达,即Фазотрон“稳相加速器” 公司的Сокол“鹰”。S-55于1997年6月展示,是一架轻型、短程战斗机,以与F-16补充F-15类似的方式对Su-27进行补充。S-55被设计为低成本战斗机,主要用于出口,但与从教练机“升级”的类似战斗机相比,它仍然是一种非常先进的设计。

  S-55的双座机组像Su-24、Su-27IB和Su-33KUB一样肩并肩坐着。这使飞行员培训变得更加容易,并简化了飞行员在飞行中的交流。尽管战斗机尺寸小,但座椅间距与Su-24的座舱一样。

  

  最新的S-55由土星-留里卡AL-31F涡扇发动机提供动力,并可能采用具有推力矢量控制(TVC)的 AL-37FU进行改进,或其改型具有双轴矢量喷管。到Su-37首飞时,该发动机的工作已大大提前了。在巴黎展示时,苏霍伊并没有计划将基础AL-31F的任何TVC开发用于S-55。

  “稳相加速器”公司的Сокол“鹰”(俄文的Falcon“鹰”)X波段相控阵火控雷达是S-55的主要候选产品。该雷达与R-27R1、R-27T1、RVV-AE、R-73E空对空导弹和Kh-31A空对面导弹兼容。Сокол“鹰”在空对地模式下具有边搜索边跟踪四个目标的能力,在空对空模式下能边搜索边跟踪24个目标并同时与六个目标交战。估计最大距离为180公里。

  

  S-54和S-55的模型被看到在翼尖挂架上配备了R-73空对空导弹,在机翼挂架上配备了R-77和Kh-29A。Сокол“鹰”的广泛兼容性表明这些武器迟早将进入苏霍伊新型轻型战斗机的武器库。

  S-54/55被正式提供给南非。他们在技术评估中得分很高,但由于其他理由而被淘汰。

  

  

婴儿Su-33——S-56舰载战斗机

  苏霍伊还制造了S-56,本质上是一款适合航母使用的S-55。从一开始,S-54教练机的设计就考虑了舰载用途。这为折叠机翼、阻拦钩、防蚀层等提供了条件。这样的方式是由于借鉴了世界(主要是美国)海军飞机研制的经验,这表明,将一架优秀的舰载战斗机变成一架常规的陆基战斗机要比尝试“舰载改装”一架空军战斗机更容易。S-56舰载战斗机技术解决方案是专为“库兹涅佐夫海军上将”号量身定制的,并被设计为适合10 x 3 x 3米的空间,使其成为史上最小的海军战斗机之一。小尺寸,尤其是垂直尺寸,使得在“库兹涅佐夫”号的两层现有飞机甲板之间增加另一层内部甲板成为可能,将使航母能够携带的战斗机总数增加了两到三倍,从而提高了航母特遣部队的战斗力,使其能够赢得与敌方航母群进行的消耗战。

  “库兹涅佐夫海军上将”的性能决定了S-56的性能。如果飞机着陆重量大于7吨,安装在“库兹涅佐夫”的着陆拦阻装置会由于其惯性而无法正常运转,着陆过程中产生的纵​​向载荷过大,可能会导致损害飞机或飞行员,或两者兼而有之。因此,S-56的正常起飞重量(配备两枚中程AAM和两枚短程AAM)合计12吨,比MiG-21(8-9吨)的最新改型多一点。

  

  S-56将是世界上最小巧的战斗机。研制者力求使飞机的机翼折叠起来,以适合于3×3米的正方形。这是通过机翼的双重折叠实现的,在其与机身的接合点以及翼段中间折叠,折叠时一部分覆盖了另一部分。另一个巧妙的解决方案是“蹲坐”起落架。前起落架向前转动收起,而主起落架向后转动收起。半收起起落架时,会使战斗机蹲下,将其高度降低至3米,这能够以新的方式将战斗机部署在航母上。在机库和走廊甲板之间,可能会出现一层附加甲板,这将使舰载战斗机的数量增加2-3倍。为了容纳更大的飞机(例如Su-33)和直升机,机库甲板的一部分可能会保留而无需修改。

  S-56也于1999年提供给印度海军,但没有购买。

  

  尽管存在资金问题,但S-54家族飞机的工作仍在进行中。鉴于印度海军计划将原“戈尔什科夫海军上将”直通飞行甲板巡洋舰改装为全尺寸航母,因此对该计划的加速进行了一些讨论。一些人将S-56视为理想的飞机,以部署在该航母上,以及部署在计划由印度造船厂制造的轻型防空AD航空母舰上。然而,俄罗斯飞机可能晚了,印度舰艇最终可能会携带外国战斗机,例如生产型Rafale-M“阵风M”或Harrier“鹞”的新改型。此舰载改型被提出并于1999年提供给印度,尽管没有被接受。

  

  用途:教练机/轻型战斗机

  国籍:俄罗斯

  制造商:苏霍伊

  

  规格

  一般特征

  机组:1-2人

  外形尺寸

  翼展:9.08米(29英尺9.5英寸)

  翼根弦长:4.64米(15英尺2.75英寸)

  翼尖弦长:1.18米(3英尺10.5英寸)

  总长度:12.30米(40英尺4.25英寸)

  总高度:4.47米(14英尺8英寸)

  尾翼展:5.49米(18英尺0.25英寸)

  轮距:2.52米(8英尺3.25英寸)

  轴距:3.45米(11英尺4英寸)

  面积

  机翼总面积:26.42平方米(284.4平方英尺)

  襟副翼(总计):2.94平方米(31.65平方英尺)

  前缘襟翼(总计):2.36平方米(25.40平方英尺)

  垂尾(总计):6.46平方米(69.54平方英尺)

  方向舵(总计):1.54平方米(16.58平方英尺)

  水平尾翼:4.46平方米(48.01平方英尺)

  重量和载荷

  空重:4,200公斤(9,259磅)

  完备空重:4,790公斤(10,560磅)

  最大起飞重量:9,410公斤(20,745磅)

  最大着陆重量:7,130公斤(15,718磅)

  最大翼负载:356.2公斤/平方米(72.94磅/平方英尺)

  最大功率储备:154.75公斤/千牛(1.52磅/ lb st)

  动力装置:1台“土星”AL-31FL加力涡扇发动机,净推力74.5千牛(16,700磅力),加力推力122.58千牛(27,560磅力)

  性能(估计)

  高空最大水平速度:1.55马赫(890节;1,650公里/小时;1,025英里/小时)

  海平面最大水平速度:0.98马赫(645节;1,200公里/小时;745英里/小时)

  起飞速度:98节(180公里/小时;112英里/小时)

  着陆速度:92节(170公里/小时;106英里/小时)

  实用升限:18,000米(59,050英尺)

  起飞滑跑距离:380米(1,250英尺)

  着陆滑跑距离:500米(1,640英尺)

  海平面最大燃油航程:440海里(820公里;510英里)

  高空最大燃油航程:1,080海里(2,000公里;1,240英里)

  过载限制:+ 9/-3G

  爬升率:230米/秒(45,000英尺/分钟)

  武器

  (轻型战斗机改型)外挂架上的各种弹药,火箭和导弹

  挂架数量:6(?)个:翼尖2个,翼下4个

  空对空:R-77、R-73

  空对地:X-29T、X-29L、X-31A

  

  

  

  

  

  

  

  

  

特别声明:以上文章内容仅代表作者本人观点,不代表新浪网观点或立场。如有关于作品内容、版权或其它问题请于作品发表后的30日内与新浪网联系。
权利保护声明页/Notice to Right Holders 我要反馈
新浪新闻意见反馈留言板 400-052-0066 欢迎批评指正

违法和不良信息举报电话:4000520066
举报邮箱:jubao@vip.sina.com

Copyright © 1996-2021 SINA Corporation

All Rights Reserved 新浪公司 版权所有