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苏33舰载机研制历程:苏军原计划配舰载型苏24

 

 

 

2012-09-13 12:38 来源:中国新闻网 作者:佚名 阅读: 次 我要投稿

 


 

       苏-33舰载战斗机是苏霍伊设计局在苏-27战斗机的基础上为苏/俄海军研制的第三代双发重型舰载战斗机,主要用来为苏/俄海军的航母编队提供防空能力,并可执行侦察和伙伴空中加油等任务。该机也是苏/俄海军首次列装部队的常规起降舰载战斗机。

  前期论证

  在赫鲁晓夫时代,航母被讥嘲为“浮动的棺材”。但古巴导弹危机之后,苏联深切体会到航母作为武力投送工具的巨大意义。从“莫斯科”级直升机航母到“基辅”级航空巡洋舰,苏联海军一直在谋求航母作战能力,但直到“第比利斯”级(后改为“库兹涅佐夫”级)才实现了真正的航母能力,计划装备常规起降的固定翼舰载战斗机。

  从1973年开始,苏-27就被考虑为苏联航母的舰载战斗机的候选机型。苏联对蒸汽弹射起飞和滑跃起飞都做了大量研究。弹射起飞借用外力,能在短距离内把飞机加速到足够大的速度,飞机自身的动力只起较小的作用。弹射起飞的离舰姿态是水平的,所以需要速度至少高达300千米/时才能保证安全拉起。弹射滑跑距离只有90米左右,这样弹射的加速度至少需要4.5g。对飞行员是一个考验。在弹射助推期间,飞行员对飞机无法控制。在舰载机弹射离舰的瞬间,飞行员需要马上接杆控制,这中间的时间很短,错过了就会发生危险、所以对飞行员的技术要求很高。

  滑跃起飞是完全靠飞机自身的动力进行的,上扬的斜板为飞机提供一个离舰时的人为的迎角来提高升力,只需要弹射起飞离舰速度的一半就可以完成起飞。苏-27巨大的推力和优异的大迎角飞行性能尤其适合滑跃起飞。最重要的是,整个起飞过程都是在飞行员的控制之下进行的,对飞行员的生理和技术要求较低。就起飞而言,至少在理论上,飞机不需要额外的改装就可以上舰。免除了蒸汽弹射器,对航母的设计、制造、运行也是一个极大的便利,可以大大提高出动效率,不过起飞重量受到一定的限制。

  为了满足苏联海军新型航母研制的需要,苏霍伊设计局开展并完成了苏-27陆基防空战斗机的舰载型(设计局代号T-12)的初步研究工作。该设计局还说服了当时苏联船舶工业部和苏联海军的领导,为未来航母装备苏-27K而不是原定计划装备的苏-24K。到1978年,苏霍伊设计局完成了苏-27K(T-12)的初步设计,它在苏-27的基础上采用折叠机翼,加固起落架并加装拦阻钩,改进导航设备,对机体结构、动力装置和机载设备采用了防腐蚀措施。其主要技术指标为正常起飞重量22800千克,舰上最大起飞重量26600千克,机内载油量7680千克,作战半径1150~1270千米,可在距母舰250千米半径处巡逻超过2小时,配装的机载武器包括6枚R-27中距和2枚R-73近距空空导弹。

  1981年,苏军总参谋部决定大大降低新型航母的满载排水量,同时决定不采用弹射起飞方式,这迫使苏-27(以及米格-29的舰载型)进行改进设计和试验。

  试验试飞

  1982年夏天,开始在“尼特卡”(地面航空试验训练综合设施)进行战斗机斜板起飞训练之前,综合设施装备了T-1试验斜板。试验斜板由涅瓦设计局设计,在尼古拉耶夫黑海造船厂建造。板高5米,长6米,宽3米,脱离角8.5度。“尼特卡”还安装有舰载机轮挡模拟装置、“斯维特兰娜”-2拦阻器钢索、“希望”应急着陆系统、“列齐斯达尔”雷达站(用于保证飞机在昼、夜间和复杂气象条件下以自动、半自动和指令状态着陆)和2台光学雷达。“月亮”-5(用于保证昼间目视着陆)和“下滑线”-H(用于保证夜间目视着陆)。参与试验的有第三架原始布局苏-27飞机(T-10-3)和第七架米格-29飞机(编号为918)。此外,为了完成试飞任务,飞行试验研究院还挑选了米格-27(编号为603)飞机,并从苏霍伊莫斯科厂挑选了苏-25攻击机。

  1982年7月24日,T-10-3飞机开始在“尼特卡”试飞。当天,试飞员萨多夫尼科夫驾机完成了第一次滑跑。8月21日,米高扬莫斯科厂的试飞员法斯多维茨驾驶918号米格-29飞机完成了从T-1斜板的首次起飞。8月28日,也就是一周之后,由萨多夫尼科夫驾驶的T-10-3飞机从斜板上起飞。该机的起飞重量为18200千克,起飞滑跑距离230米,脱离速度232千米/时。在截至1982年9月17日的第一阶段试飞过程中,T-10-3飞机在“尼特卡”综合设施上总共起飞27次,其中17次是从T-1斜板上起飞的。试飞获得了以下数据:起飞滑跑距离142米,脱离速度178千米/时(获得这两个指标的起飞重量是18000千克),最大起飞重量是22000千克。

  在“尼特卡”综合设施上完成第一阶段试飞后,起飞斜板的形状作了实质性修改。现在它的表面呈3级弯曲,而不是弧形。1983年夏天,在克里米亚建造T-2新型斜板时,为了不浪费时间,开始了第二阶段的试飞:训练拦阻着陆。拦阻器由四条可抬起的伸缩钢索组成,飞机着陆时放下拦阻钩钩住其中一条即可。

  1983年夏天,T-10-3飞机安装了拦阻钩。由于T-10-3飞机已经到寿,只能用于拦阻索制动训练,不能执行试飞任务。1983年8月11日,萨多夫尼科夫完成了首次拦阻索制动训练。到1983年10月底,T-10-3飞机、603号米格-27飞机和918号米格-29飞机共完成“斯维特兰娜”拦阻索制动试验174次,试验飞机重量从11吨增加到26吨,开始制动速度从180千米/时增加到240千米/时。纵向制动过载达到4.5g。飞机从跑道轴线侧移(非对称拦阻)达6米,相对于跑道轴线的侧移角达5度。飞机使用拦阻索的着陆滑跑距离缩短到90米。

  1982~1983年,在“尼特卡”综合设施上进行的试飞证明,舰载型战斗机利用斜板起飞拦阻器着陆是可行的。1984年4月18日,前苏共中央和部长会议作出决定,由苏霍伊莫斯科厂在苏-27飞机基础上研制苏-27K对空防御舰载战斗机。文件同时也授权米高扬莫斯科厂制造可用于打击水上和岸上目标的米格-29K轻型多用途舰载战斗机。

  飞机制造

  1985年2月,苏霍伊设计局完成了代号为T-10K的苏-27K舰载战斗机设计草案,该草案得到前苏联空军总司令和海军总司令的批准,苏霍伊莫斯科厂便很快开始在试生产中先装配第一架,然后是第二架新型试验飞机,所需机件由生产批生产型苏-27战斗机的共青城厂提供。但苏-27K飞机与“陆基”飞机有本质的差别。苏-27飞机专用的零件是由苏霍伊莫斯科厂生产的。有关苏-27K飞机的全部工作都是在总设计师西蒙诺夫领导下进行的。1984年马尔巴谢夫(从1989年起为苏霍伊设计局舰载飞机的项目总设计师)代替斯米尔诺夫,被任命为项目领导,他的副手是波戈相。在波戈相的直接领导下出版了所有舰载飞机的技术资料。

  为了对战斗机在舰上的情况进行“外形”试验,设计局制作了外形与重量模型,后来又制作了T-10KTM结构工艺模型,这个工艺模型是用一架首批批生产型苏-27飞机(T-10-20,批号05-05)改装而成的。采用折叠外翼,可以将飞机的左右宽度由14.7米缩短至7.4米。

  由于经过了上述改装,也由于飞机在军舰甲板上降落时,垂直过载和下降速度都比在普通陆上机场降落时大得多(即所谓无拉平着陆),必须大幅提高舰载机机身和机翼结构强度,这就导致飞机在自身重量增加的同时,某些性能下降。在研制苏-27K时,高度重视了飞机在航海过程中的防腐蚀问题,对某些结构部件的涂层、材料和密封采取了必要措施。

  为保证苏-27K飞机在甲板上降落时,没挂上着陆拦阻钢索的情况下安全复飞,计划为苏-27K飞机改装增加了特别工作状态的AL-31Φ型发动机。在特别工作状态下,该发动机可以在短时间内将推力提高到128~130千牛。舰载战斗机上使用了新型电传操纵系统,可以保证对全部三个通道进行自动控制。

  苏-27K舰载战斗机火控系统与陆基苏-27飞机基本一致。因此,苏-27K上也使用了同样的N001雷达。在所使用的武器种类方面,舰载战斗机也与陆基飞机保持一致但导弹挂弹点数量增加到了12个,而最大战斗载荷重量则增至6500千克。

  1987年第一架苏-27K试验样机(T-10K-1,机号37)完成组装。最初,这架飞机的机翼和尾翼与“陆基”苏-27飞机机翼和尾翼相同,是不可折叠的。1987年8月17日,由试飞员普加乔夫完成了首次试飞。飞行试验的主管工程师是斯莫特利茨基。半年后第二架苏-27K样机(T-10K-2机号39)也开始进行试验,这架飞机上安装的已经是舰载飞机的制式机翼了。1987年12月22日萨多夫尼科夫驾驶该架飞机第一次飞上了蓝天。

  1989年夏末,第一架舰载米格-29K也来到了“尼特卡”。两个设计局的飞行员开始作驾驶飞机在军舰甲板上降落的最后阶段准备。此前飞行员们已经在专用模拟器上获得了必要的舰上降落技巧。1988年,苏霍伊设计局的飞行员们还驾驶苏-27批生产型飞机执行了一项特别飞行计划。在执行这一计划的过程中,飞行员们模拟了使用光学着陆系统在“巴库”号(后改称“戈尔什科夫海军上将”号)航母巡洋舰上着陆的动作,并对飞机和舰上的无线电电子设备的电磁兼容性进行了评估。

  必须指出,在舰上降落是最为复杂的飞机驾驶技术之一。在“第比利斯”号航母上使用着陆钩的计算接触点是在第二拦阻钢索下,用直径5米的白圈标示。飞机着舰时最好挂上这根拦阻钢索。拦阻钢索共有4根,间隔大约是12米(着陆拦阻装置区总长度为37.5米)。平时,拦阻钢索就放在甲板上。在飞机降落前,拦阻钢索在甲板上升起约200~300毫米。飞行员必须具有高超的技术才能驾驶飞机准确进入计算接触点,在军舰颠簸的情况下更是如此。飞行员可以根据甲板上标出的白色轴线判定飞机是否偏离下滑航线(夜间和能见度差的情况下沿轴线埋入甲板的导航灯会亮)。保持飞机沿垂直面(下滑角为3.5~4度)计算轨迹着舰则更为复杂。前面已经指出,飞机在舰上降落时没有拉平阶段。因此,飞机下滑角过小时,会导致飞过着陆拦阻装置区,后果是必须进行复飞;下滑角过大时,会导致飞机与舰尾相撞,其后果是不言而喻的。当然,即便飞机按照计算轨迹下滑,也只能在仅仅4米左右的高度上通过舰尾切面。所以,为了使飞行员能够在白天准确地保持下滑航线,舰上使用了“月亮”-3灯光着陆系统和带电视摄像机的视频观察系统,飞行指挥员通过视频观察系统的监视器观察并向飞行员发出轨迹校正命令。

  上舰服役

  1989年11月1日,T-10K-2首次由苏霍伊设计局著名试飞员普加乔夫驾驶,在苏联海军的“第比利斯”号航母上完成了首次拦阻着舰,该机在钩住拦阻索后仅向前继续滑行了90米。次日,普加乔夫又驾驶该机从“第比利斯”号上完成了首次滑跃起飞。到1989年11月22日,T-10K-2已在“第比利斯”号航母上完成了20次拦阻着舰。

  1989年11月1日首次着舰成功后,苏-27K被重新编号为苏-33,但只有列装后该编号才能成为正式编号。1990年12月25日,“第比利斯”号航母正式入役,并被重新命名为“库兹涅佐夫”号。1989年开始了苏-27K的初步生产,到1990年已生产了7架预生产型飞机(编号T-10K-3~T-10K-9),全部用于国家定型试验。首架生产型机(T-10K-3)的首飞时间是1990年2月17日。国家定型试验从1991年3月开始,为了赶上“库兹涅佐夫”号航母形成作战能力的时间节点,各架试验机被交叉使用,并行、高密度地开展了各项试验试飞。但T-10K-8于1991年7月11日因电传飞控系统发生故障而坠毁。1991年8月18日,T-10K-4在苏联空军节上首次公开展示,演示了伸出拦阻钩和模拟进场着舰。1991年9月26日,苏-33首次由俄罗斯海军飞行员驾驶在“库兹涅佐夫”号上拦阻着舰。

  到1994年8月,生产型苏-27K的交付数量已达24架,可使1个团的2个舰载战斗机中队满编。但苏联解体造成的混乱局面,使该机国家定型试验工作的完成比原定计划拖后了将近3年。直到1994年12月,俄军才给出该机可列装部队的总结性鉴定,这标志着该机已顺利通过国家定型。1998年8月31日,当时的俄罗斯总统叶利钦正式签署了苏-33列装俄罗斯海军的总统令,至此,苏-33这一编号取代苏-27K,被俄罗斯海军正式采用。

(责任编辑:朱亮)
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