龙之翼-中国苏-27飞机全史:性能篇[下]

作者:康成毅
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龙之翼-中国苏-27飞机全史:性能篇[下]

--------------------------------------------------------------------------------http://military.china.com 2005-04-04 10:39:08

 综合航电系统

  由雷达天线及处理机、光电跟踪系统、火控计算机、数据总线及数据链等为主要部分的综合航电系统是飞机战斗能力的主要体现之一,而一般战斗机性能四大项目中为外人了解最少的,便是对航电系统的性能评估了。

  苏-27系列战斗机各型号之间的火控系统变化较多,我们将分批叙述。   

  图:КАБ-1500Л

  第一批苏-27

  1992年俄罗斯向中国交付第一批苏-27,包括20架SK和4架UBK。

  这批战机采用苏-27标准的SUV-27火控系统,其配备如下:

  RLPK-27雷达,采用NO01E天线

  OEPS-27E光电跟踪系统

  ILS-31平显

  Shchel-3UM 头盔瞄准具

  TS100火控计算机

  SEI-27数据链系统

  (苏联/俄罗斯的军工电子命名体系:SUV是机载综合火控系统的代号,RLPK是雷达系统的代号,而我们常说的NO01实际是雷达天线的编号,E代表出口型)

  苏-27的这套火控系统对战斗机目标(RCS=3平方米)的搜索距离达80-100千米,跟踪距离可达60-70千米。可以同时跟踪10个目标,但受限于数据处理硬/软件的能力,只能同时攻击1个目标。

  苏-27虽然也配备了早期的数据链,但限于数据处理能力和传输速度,只能向同行友机传递目标航向、预定拦截点等简单信息。

  中国的苏-27SK和俄罗斯空军的苏-27S航电系统是基本一样的(包括L006 雷达告警机),只是带有保密性的主动干扰机不同:苏-27S是L005,苏-27SK是L203/L204,这也是世界各国军机出口的通例。

  第二、第三批苏-27

  1996年俄罗斯向中国交付第二批苏-27,包括16架SK和6架UBK。

  这批苏-27SK比第一批苏-27SK的改进之处在于其雷达采用NO01P天线,提高TWS精度,可以同时攻击两个目标。综合导航系统增加了A737 GPS系统。

  2000年后第三批28架苏-27UBK陆续交付,其配备和第二批苏-27SK大致相同。另外据称火控系统具备有限的对地攻击能力,可以制导如КАБ-500L/KR和Kh-29T这样的对地攻击精确制导武器。但并没有实际配置。

  苏-27的改装

  据国外媒体的消息,中国在2001年向俄罗斯的NIIR购买了20套采用NO10M无源相控阵天线的ZHUK-MS雷达的无源相控阵天线及发射机,用于现役苏-27战斗机的改装。其发射机峰值6千瓦,平均功率1.5千瓦,对5平方米的空中目标的迎头搜索距离为140-150千米。尾追搜索距离分别为55-60千米。有16个工作频率,可同时精确跟踪12个目标,同时攻击4个目标。这将大大提高苏-27的空战能力。

  请注意,这是无源相控阵版本的“隼”,而不是尚在试验中的SOKOL有源相控阵版本的“隼”。而且这一消息尚未获得证实。

  苏-27SMK

  90年代中国向俄罗斯采购苏-27的生产许可证,根据当年报道,俄罗斯向中国推荐的型号是单座多用途型苏-27SMK,这个型号主要加强了苏-27的对地攻击能力,其改进主要有;

  采用ZHUK-27火控雷达

  采用MFI-68多功能显示器的玻璃化座舱

  加强机身结构以适应载弹量和油量的增加

  机翼增加两个负荷为2000千克的挂架,以挂载大型空地武器

  配备P-77E空空导弹和Kh-59ME空地导弹等武器

  加装空中加油系统

  但中国最终没有接受这个方案。现代空战带给飞行员的工作量很大,单人操纵机载电子设备和机载武器(尤其是对地武器)时常手忙脚乱。大航程产生的长时间留空,也容易使飞行员疲惫,不利于应付复杂的作战情况。因此战斗轰炸机都需要加入第二名飞行员,也叫武器操纵员,专职负责操作机上雷达、通信等各种火控系统,使用武器发起攻击。而另一名飞行员则专职负责具体航行操纵和自卫空战。这也就在这个方案基础上催生了苏-30MKK。

  第一、二批苏-30

  第一、 二批苏-30MKK于2000年至2003年陆续交付,共76架。

  苏-30MKK的火控系统由两部分组成:SUV-VEP空空火控系统和SUV-P空地火控系统,SUV-P火  控系统是苏-30MKK新增加的部分,其主要任务是保障战机对地/海面目标进行探测。识别和打击,SUV-P空对面火控精确制导系统与SUV-VEP共用探测设备,仅在处理方式上有所差异。它能与精确制导武器进行宽频通信,可将精确制导武器所攻击的目标数据、武器的导航数据等显示在座舱的4个显示上。SUV-P还与机载光电吊舱中的电视制导装置结合,以发射如Kh-59ME这类电视制导武器。  

 这套系统主要配备如下:

  RLPK-27雷达系统,配备NO01VE天线

  OEPS-30E-MK光电跟踪系统

  MVK火控计算机

  1553B数据总线

  TKS-2高速数据链

  NO01V系列雷达天线,是俄罗斯已经定型并投入使用的苏-27系列用机载雷达中真正具备对空对地/对海探测的多用途雷达天线,可以提供完整的空对地模式包括DBS、SAR及GMIT等。  俄罗斯正在使用NO01V雷达天线改装其已有的苏-27,其对战斗机大小目标(RCS 3m2)的迎头搜索距离为135-150千米。但苏-30MKK使用的NO01VE天线是NO01V的简化出口型,迎头搜索距离只有80-100千米,后向为40千米。使用空对空TWS模式时最多可追踪10个目标、同时制导2枚RVV-AE(P-77主动雷达制导中程空空导弹的出口型号)攻击2个目标。不过机载火控电脑具备同时制导6枚导弹的能力,但需要雷达天线更换为相控阵。

  TKS-2型(俄罗斯内部称为R098)战术加密高速数据链可以支持16架编队的联合作战。可以充分支持苏-30MKK实行联合网络作战,实现编队内的信息共享,比如编队的雷达可以交替进行开机以扰乱对方的电子侦察系统。僚机可在完全不开雷达的情况下进行“隐密”攻击,也就是由长机提供火控数据给僚机,僚机以此为发射出去的导弹进行无线电指令制导。

  具有高效高速的数据链,大大提高了苏-30MKK的信息感知和共享能力。从飞机和飞机这种单机上的对抗,走向系统与系统之间的对抗,为走出符合中国实际情况的网络中心战打下基础。

  总的来说,苏-30MKK的航电系统基本达到了与西方先进战机相媲美的水平,作战部队实现了由单打独斗向体系作战的转变。

  第三批苏-30

  第一、二批的苏-30MKK目前仍旧处于MK-1标准,从今年起中国海军航空兵接收MK-2标准的苏-30MKK,数量是24架。

  按俄罗斯媒体的说法,与苏-30MK相比,苏-30MKK共安装了150套新设备,包括空面武器控制系统、火控系统、光学定位仪、无线电侦察装置、视频记录系统、头盔瞄准仪、电视制导设备等,拥有更强的目标识别和指示能力。

  雷达采用NO01VEP天线,对空探测距离稍增加到90-110千米,增加雷达空对地信道,可同时攻击两个地面目标。空面武器使用范围进一步扩大。可以制导增程型的Kh-59MK和Kh-31A反舰导弹。据称,苏-30MK2已成功完成了对海上低分辨率目标的导弹发射试验。然而,这批雷达仍将是供俄罗斯空军使用的NO01V的简化型,一些最敏感的技术,诸如跟踪距离增强和多目标分辨功能将被省略。

  作为对苏-30MKK执行精确打击任务的增强,苏-30MK2将配备由乌拉尔光学仪器联合体研制的“游隼-Э”(Sapsan-E)前视红外/激光目标指示吊舱,该吊舱长3米,直径为0.39米,重250千克左右,内装电视摄像机、激光测距仪和目标照明器、激光光斑方位探测器、前视红外搜索/跟踪单元、捷联式惯导系统及控制系统等设备。可以提供战机对地/海面目标的搜索,跟踪与锁定能力;控制精确制导武器的发射;辅助导航和空空辅助跟踪等。  

  图:苏-30可挂载的主要武器:从左至右依次是两枚X-31、X-59M和КАБ-1500Л

  其工作头的工作俯仰角为+10度到-15度,滚转角为±180度。这样当飞机做大机动飞行时,仍有充分能力保证将目标锁定在视场内。在没有配备这种吊舱之前,苏-30MKK的对地精确攻击由OEPS-30MK-E(也是乌拉尔光学仪器联合体生产)来完成,其虽然对地面较大的目标如机场,指挥中心等具备搜索与跟踪能力,但对于车辆等小型机动目标还力不从心,“游隼-Э”的配备将有力的提高苏-30MK2的攻击能力,该吊舱也将装备在苏-30MKK上。

  苏-30MK2还将具备由“圆顶”设计局研制的M400侦察吊舱(装在两台发动机进气道之间),这种大型吊舱可以装载包括机载合成孔径雷达、电视、红外装置、远距斜向摄影照相机在内的各种感应器,包括:

  合成孔径雷达,平面搜索距离可达100千米,精度可达2米。

  电视/红外扫描仪,搜索距离可达70千米,精度可达0.3米。

  远程倾斜照相机,作战距离亦可达70千米,精度0.4米。

  M400系统可以精确锁定海上和其它目标,可为远程攻击武器提供目标搜索帮助。其信息不但可以通过数据链在编队内形成信息共享,并且还可传递给地面指挥所。

  总之,苏-30MK2将具备足够的反舰能力和有限的全天候对地作战能力。

  传说中的“苏-30MK3”

  按通常的说法,在俄罗斯交付完中国空军订购的所有苏-30MKK战斗轰炸机后,将着手进行机载雷达升级。俄方将为苏-30MKK换装目前世界上最为先进的机载有源相控阵雷达,这个阶段的苏-30MKK将处于MK-3标准。

  但雷达的具体型号仍尚没有确定,众说纷纭。而且由于俄罗斯军费紧缺,相关设计局不得不频繁推出各种产品开拓国际市场,为制造噱头,以至于连雷达编号与名称的对应关系相当混乱,详情我们将在附文中予以说明。

 目前俄罗斯正在推销的两种雷达分别是NIIR采用SOKOL有源相控阵天线的ZHUK-MSFE(即“隼”)和NIIP采用Pero有源相控阵天线的RLSU-27(即“熊猫”)。不过无论“隼”还是“熊猫”都还处于试验飞行阶段,现在讨论谁将装到苏-30MKK上为时尚早。

  采用SOKOL有源相控阵天线的ZHUK-MSFE雷达的原型在2001年的莫斯科航展上首次展出,在散发的材料中声称,它将发展成一个系列:天线直径为980毫米的用于苏-27系列的改进(称之为“隼”),700毫米的用于米格-29系列(称之为“法老”),440毫米的用于雅克-130教练/攻击机,更小直径的型号则竞争俄罗斯下一代战斗机的尾椎后视雷达。根据常理判断,ZHUK-MSFE很有可能会有天线直径超过1000毫米的型号去竞争俄罗斯下一代战斗机的前视主  雷达。

  980毫米的有源相控阵“隼”目前正在俄罗斯苏-30MKK的502号原型机上进行了测试,进行飞行试验,其性能上将比无源相控阵版本有新的提高:集成约1000个X波段的T/R模块,峰值功率8千瓦,平均功率2千瓦,扫描俯仰范围达到+56°~-40°。对战斗机目标的迎头探测距离增加到170-180千米,尾追探测距离达到60-80千米,可以同时跟踪30个目标,攻击其中的6个。

  据估计,“隼”要到2006年之后才能完成定型,达到可以装备的状态。而估计“熊猫”将至少要到2008年。这并不奇怪,法国的“阵风”使用的RBE-2也仍是无源相控阵雷达,西欧的“台风”甚至还在使用多普勒雷达ECR-90,预计最快也要到2006年之后才能换装马可尼、汤姆逊、戴姆勒宇航联合研制的AMSAR有源相控阵。  

  图:苏-27UBK也有相当的改进潜力

  由于有源相控阵的T/R模块的制造高度仰赖于电子工业的制造水平,俄罗斯和欧洲的有源相控阵研制进度落后于美国及日本是很正常的事情。目前装备到新型战斗机上的有源相控阵雷达只有美国F-22上的APG-77(2003年开始服役)和日本F-2上的J/APG-1(2001年开始服役)。另外,美国太平洋空军驻阿拉斯加埃尔蒙多夫基地的18架F-15C已于2000年底开始换装使用有源相控阵的APG-63(v)2。

  值得注意的是,日本既是第一个正式装备实用化的机载有源相控雷达J/APG-1的国家,也是第一种正式装备实用化的战斗舰艇有源相控阵雷达OPS-24的国家(90年代初,朝雾级后4艘以及村雨级、高波级驱逐舰),尽管这些雷达的T/R模块数量稍少,但也都表明了电子工业水平与雷达性能的直接关系,反映了日本军事技术的先进程度,值得我们警惕。

  在一一了解了中国空军所使用的苏-27系列战斗机之后,我们觉得有必要介绍一下俄罗斯——这个苏-27战斗机的原产国对本国空军的苏-27的改进,以更好的了解苏-27 系列战斗机的性能和改进潜力。

  俄罗斯苏-27SM改进方案

  自1992年以后,俄罗斯空军就基本没有新增过苏-27战斗机。随着俄罗斯经济的复苏,作为俄罗斯空军现代化计划的一部分,俄罗斯空军和苏霍伊设计局选择了KnAAPO作为苏-27战斗机升级计划的主承包商。

  升级型号被称为苏-27SM,其改良重点是参照中国订购的双座苏-30MKK而大幅增加空对地攻击能力,成为一款多用途战斗机。苏-27SM的很多升级装备与苏-30MKK相同或者类似,如R098(TKS-2)加密数据链、NO01V雷达等。

  NO01V是NO01的完全升级型号,具有使用P-77M主动中距弹同时与2个目标接战的能力。探测距离达到135-150千米,它还将提供在集群目标中锁定单一目标的能力。NO01V雷达将赋予俄罗斯空军现役苏-27机队不具备的空对地精确打击能力。

  苏-27SM不但能使用Kh-31A超音速反舰导弹、X-31P超音速反辐射导弹和远程(130千米)的Kh-35U亚音速反舰导弹。还能使用俄罗斯近年来推出的系列新武器,如相当于JSOW的PBK-500U、X-29D红外成像制导导弹等来实现全天候打击能力。

  此外,苏-27SM还能携带电视制导的X-59M导弹及其增程型号——射程285千米、主动雷达制导的X-59MK型别,不过据说雷达制导的X-59MK可靠性尚存在一些问题。

  苏-27SM的飞行控制系统也有所变化。现役飞机仅在纵向通道(俯仰通道)上具有模拟式电传控制,其他通道仍使用机械控制系统。苏-27将在所有轴线上采用全权限数字电传控制,从而使飞机具有无忧机动能力,避免因超过机体结构和控制系统极限而引发的风险。

  作为升级计划的一部分,机体结构将得到加强。由于俄罗斯空军没有相应要求,空中受油能力将仅供出口型号选用。

  第一架接受改装的苏-27是第60战斗机航空团的56号飞机,其生产编号38-02,即第38批的02架机,是俄罗斯空军400多架苏-27中生产较晚的一架。

  第60战斗机航空团驻扎在靠近共青城的泽姆加,因此“近水楼台先得月”。这架飞机于2002年12月27日在当地进行了首飞。到2003年底已经有7架苏-27SM完成了的改进。而2004年的改进计划是12架。根据合同,KnAAPO将对更多的飞机进行现代化改装。  俄罗斯空军计划将其全部苏-27机队升级至不同的程度:大部分飞机将作为防空战斗机接受升级,而机龄最短的那些飞机(数量约20%-25%)将被完全升级至多用途战斗机的标准。

  俄罗斯自用型战斗轰炸机苏-34

  其实,在苏联解体之前,苏联空军和苏霍伊设计局早已拟定好完整的了苏-27系列的第二阶段发展型号,即空中优势增强型苏-27M、远程截击型苏-27PU、战斗轰炸型苏-27IB、和海军舰载型苏-27K。

  后来苏联解体,这些发展项目都境遇艰难,俄罗斯政府不可能再像苏联时代给予那么多的研制拨款。苏霍伊设计局考虑发展一些简化的出口型号,好在航展上进行外销宣传,招徕可能的外国投资者或购买者,因此这些型号都演化成了我们所熟悉的繁多的“商业”型号。空中优势增强型苏-27M演化成了苏-35和苏-37,远程截击型苏-27PU得到了新的编号苏-30,战斗轰炸发展型苏-27IB演化成了苏-34和苏-32,海军舰载型苏-27K则有了新的名字苏-33。  90年代,这些型号有着不同的命运。苏-30的高机动发展型苏-30MKI获得了印度的青睐,苏-33尽管发展出多用途改型苏-33UB,但苦苦维持的俄罗斯海军已不可能再增加了航母舰载机了,苏-33UB在没有完成定型的情况下就停止了研制。

  苏-27M的“马甲”苏-35和苏-37在航展上大出风头,到90年代末各种相关的发动机、机载设备也基本完成研制。但俄罗斯空军已无力添购全新的空中优势战斗机,只能使用原定为其配套的设备来改装部分现役苏-27S,即我们上边所说的苏-27SM。另外苏-30MKK的机身也是来自苏-27M系列。

  而具备远程打击能力的苏-27IB的命运要好得多,由于老旧的图-22M远程轰炸机和部分苏-24M前线轰炸机急需替换,因此在俄罗斯空军的发展规划中,这是为数不多的得到重视和真正拨款的新机,在最困难的时期,俄罗斯空军依然挤出经费建造了8架试验型。俄罗斯空军也接受了苏霍伊设计局给它起的新名字——苏-34。与那些四处招摇的兄弟们不同,准备自用的苏-34的发展计划相当低调。

  负责生产苏-34的是苏霍伊生产体系中的另外一家企业——新西伯利亚航空制造联合体,它曾是苏-24前线轰炸机主要生产基地,拥有丰富的并列双座机生产经验,这也使得苏-34型号生产非他莫属。

  苏-34是苏-27家族中外型改变幅度最大的机型,将航程远、载弹量大、攻击能力强的特性发挥到极致。翼展14.7米,长22米,高5.93米,最大起飞重量达44600千克。从机体结构上看苏-34比苏-30MKK更为优秀,庞大的燃油和载弹量将使其突破战术轰炸机的范畴,而能部分替代图-22M轰炸机的远程打击任务,而加大的驾驶舱后设计了微型厕所、食品烤箱和可供一个人躺下休息的空间,也使得超远程飞行成为可能。

  尽管苏-34的详细资料很少公开,但从常理上分析,作为精心打造,甚至在最困难时期都不放弃的自用型号,苏-34的雷达、航电系统和相关武器系统也会比苏-30MKK更为出色,据苏霍依设计局称,该机具备在各种复杂气象条件下的全天候对地作战能力。

  2004年初,苏-34终于完成国家测试,新西伯利亚航空制造联合体将于2006年开始批量生产苏-34,首批将生产10架。据称俄罗斯空军有150-250架的需求,但究竟能订购多少架尚不清楚。苏霍伊设计局推出了苏-32反潜改进型可供出口,但目前尚未接到订单。  

  图:X-31反舰型

  结语

  从以上详细地分析我们可以知道,对不要被后冷战时代的商业推销迷住了双眼。在任何国家的武器商业出口当中,“猴型”的问题是永远存在的,只是视地缘战略关系亲疏而程度不同罢了。

  即使对于合作较为亲密的盟友,也常有在自用型装备技术完全成熟,可以列装部队之前,使用这部分技术制成档次稍低的出口型武器,销售给盟国,由盟国完成技术验证和使用验证;或者干脆在成功的出口型武器上继续完善性能,发展为供本国部队使用的武器,如此一来,即可规避风险,还可分担研制费,FC-1战斗机、85系列坦克不也是这样的类似例子么?

  而真正的关键技术谁也不会轻易出售,谁也不会轻易拿出来与人共享。所以我们应该用成熟的态度来对待国际军火交易,不要听到销售厂家说苏-30MKK是最先进的就欣喜万分,听到其有不足之处又懊恼万分。

  切记:凡事只有“靠自己”才是真正可靠的,尖端的国防是不能完全靠购买得来的,自己踏踏实实苦干是决不可少的!