Su-37 vs F-22
http://music.jnu.edu.cn/air-net/Html/SU37vsF22.htm
美國與俄羅斯在軍用飛機的研制和生產(chǎn)方面一直是競爭對手，冷戰時(shí)期他們代表了兩大陣營(yíng)在航空軍事科技方面的精銳，如今又在軍機銷(xiāo)售商戰中較量。究竟誰(shuí)主沉??？本文的比較會(huì )給出一個(gè)明確的概念，也清晰地分析了美國與俄羅斯在制空武器方面的設計思想與研制重點(diǎn)上的異同。
基本性能：1996年，俄羅斯的Su-37戰斗機公開(kāi)亮相；一年后，美國的F-22戰斗機首架準生產(chǎn)型出廠(chǎng)，從冷戰時(shí)期開(kāi)始的美俄航空技術(shù)較量由此進(jìn)入了一個(gè)新的階段。對于美國來(lái)說(shuō)，F-22是代表第四代戰斗機水平的主力戰斗機，將在未來(lái)20年內保持美國傳統的空中優(yōu)勢。對于俄羅斯來(lái)說(shuō)，Su-37盡管只是在Su-27基礎上的一個(gè)改進(jìn)型，總體水平只能算作“三代半”，但它所使用的技術(shù)卻大量來(lái)自于屬于第四代戰斗機的未來(lái)型號，可以說(shuō)是俄羅斯未來(lái)戰斗機的驗證機。Su-37和F-22同為21世紀初的頂尖戰斗機，兩者在技術(shù)指標和作戰要求上有很大的相似之處。它們都采用了推力矢量噴管，具有過(guò)失速機動(dòng)能力；采用放寬靜穩定設計、數字式電傳操縱系統，以提高飛機的靈活性；同時(shí)也都裝備有大功率的火控雷達和完善的機載電子戰系統等；強調在空戰中奪取戰場(chǎng)制空權，保障己方作戰飛機順利行動(dòng)。由于美俄雙方對未來(lái)空戰樣式的設想以及戰斗機設計思想上的差異，F-22與Su-37存在著(zhù)一些明顯的差別。
通過(guò)分析可以看出，為了適應美國未來(lái)全球進(jìn)攻戰略的需要，F-22在設計中突出了遠程攔截和對地攻擊能力，由此帶來(lái)了它在隱身性能和超音速巡航性能上的突破。Su-37戰斗機更加強調的是防空作戰，因此在設計中突出了傳統的格斗能力，并在此基礎上改善了遠程攔截能力。在兩種戰斗機的設計過(guò)程中，我們還能發(fā)現一些有趣的現象，例如同樣是為提高遠距離的攔射空戰能力，Su-37只是加大火控雷達的作用距離，增大空對空導彈的射程；而F-22在做到上述的同時(shí)，盡量減少自身的雷達反射截面積，從而實(shí)現“先敵發(fā)現，先敵跟蹤，先敵攻擊，先敵摧毀”。這在一定程度上體現了美俄兩國在航空技術(shù)水平上的差距。但無(wú)論如何我們必須承認，在Su-37這個(gè)試驗平臺的基礎上發(fā)展出來(lái)的俄羅斯未來(lái)戰斗機將有能力與F-22一較高低。在未來(lái)的空中戰場(chǎng)上，美俄兩國的新型戰斗機還將要有一番龍爭虎斗。
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遠程攔截：90年代以來(lái)，超視距空戰的地位和作用日益凸現，海灣戰爭中，伊拉克的飛機有70％的是被“麻雀”中程空空導彈摧毀的。作為下一代的主力戰斗機，F-22和Su-37極其重視超視距空戰能力，在遠距發(fā)現、遠程攔截方面都作了巨大努力。F-22和Su-37均裝有大功率相控陣火控雷達，前者AN／APG77，后者為N011M，作用距離基本相當。對雷達反射截面積RCS為3平方米的空中目標，探測距離為140到160公里，都具有對空、對地、地形回避等多種工作方式。在目標分辨率和低截獲概率方面，APG77優(yōu)于N011M。N011M可同時(shí)跟蹤20個(gè)空中目標，引導導彈同時(shí)攻擊其中8個(gè)目標；APG77同時(shí)跟蹤目標超過(guò)30個(gè)，能同時(shí)攻擊其中6－8個(gè)目標。在遠程攔截作戰方面，F－22的雷達火控系統性能較優(yōu)，Su-37機載導彈射程較遠。
對比F-22和Su-37的遠程攔截能力，就要說(shuō)到RCS值。RCS指的是雷達反射截面積。雷達對空中目標的作用距離與目標的RCS值的四次方根成正比。減少戰斗機RCS值的意義非常重大，RCS值越小，越不易被對方發(fā)現，越容易突防成功。對于遠程空戰，RCS值小的一方能借此彌補在雷達的作用距離、空空導彈射程等方面的差距。例如，Su-37的N011M火控雷達能在400公里處發(fā)現RCS值為100平方米的B52，圖—95，但對RCS值為0.01平方米的F117A戰斗機的作用距離僅40公里。F-22設計時(shí)就把降低RCS值，提高雷達隱身能力作為很重要的指標。它在外形上采用了大量的隱身設計結構并加以反雷達涂層，據稱(chēng)正常條件下的RCS值僅為0.08平方米。Su-27的正常RCS值為5到6平方米，而Su-37加裝了鴨式前翼，RCS值超過(guò)6平方米。
如果F-22與Su-37進(jìn)行模擬空戰，那么由于在RCS值上存在著(zhù)的巨大差別，F-22能在190公里處發(fā)現Su-37，在140公里處進(jìn)行跟蹤。而Su-37卻只能在57到65公里處發(fā)現F-22，在逼近至43到49公里時(shí)才能跟蹤，其結果可想而知。當然，這種對比只是理論上的推算，實(shí)際作戰中，如果F-22不打開(kāi)雷達，則無(wú)法獨立發(fā)現并鎖定目標，如果打開(kāi)雷達又面臨過(guò)早暴露，遭到對手遠程導彈攻擊的危險。
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導彈攻擊：戰斗機雷達系統鎖住目標后，就用空空導彈摧毀目標。所以，空對空導彈的性能對戰斗機超視距作戰能力有著(zhù)極大的影響。F-22戰斗機使用的中程空空導彈是AIM120C，Su-37主要用R77型中程空對空導彈。兩者都屬于主動(dòng)雷達制導，“發(fā)射后不管”的第四代空空導彈。AIM120C是AIM120A的改進(jìn)型，AIM120A發(fā)射重量148公斤，最大速度4馬赫，最大射程80公里，機動(dòng)過(guò)載35G；采用慣導(初段)十指令(中段)4主動(dòng)雷達自導(末段)的復合制導方式，主動(dòng)雷達導引頭對RCS值為5平方米的空中目標發(fā)現距離為18公里。AIM120C將換裝推力更大的固體火箭發(fā)動(dòng)機，導彈最大速度超過(guò)5馬赫。射程也相應增加。與AIM120A相比，R77重量略大，速度、制導方式、導引頭作用距離相當，但射程更遠，機動(dòng)性也優(yōu)于A(yíng)IM120A。目前，俄羅斯正設法將R77改為固體沖壓火箭發(fā)動(dòng)機，可使射程增大40％。
另?yè)蟮?，俄羅斯已研制成功專(zhuān)用于攻擊敵方空中預警機的超遠程大型空對空導彈KH172，據稱(chēng)其最大射程為400公里。美軍目前尚無(wú)與KH172同等的遠程導彈。Su-37利用多用途掛架最多能掛14枚空對空導彈，而F-22考慮到隱身與超音速巡航需要。只在機身內帶6枚中程空空導彈和2枚近程格斗導彈。對某一個(gè)給定的空中目標，Su-37的攻擊力要遠遠超過(guò)F-22。對于后者，在機翼下還有4個(gè)備用掛點(diǎn)，一般掛載轉場(chǎng)飛行用的副油箱，當然也能掛4枚AIM120，但這將使其RCS值劇增，從而喪失其作為隱身戰斗機的巨大優(yōu)勢。但在對付小威脅目標時(shí)，也是增加攻擊力的辦法。
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近距格斗：在超視距空戰中不能殲滅對方，近距格斗空戰則在所難免。近距格斗中，空空導彈的性能和戰斗機機動(dòng)能力將成為決定勝負的關(guān)鍵因素。近距格斗導彈是目前戰斗機在近距纏斗中的首選武器。這類(lèi)導彈以大過(guò)載、大離軸發(fā)射角為特征，多采用紅外制導。第一種真正意義上的近程格斗導彈是美國1978年開(kāi)始使用的“響尾蛇”AIM9L，它的有效射程8000米，最大射程18000米，采用紅外引導頭，機動(dòng)過(guò)載為26到30G，最大離軸發(fā)射角正負30度。這種導彈有較高的命中概率，至今仍是美軍近距空空導彈的主力。與AIM9L相比，俄羅斯裝備在Su-37戰斗機上的AA11(R73)射手型格斗導彈要更勝一籌。
AA11全重110公斤，比AIM9L略重，但射程更遠，機動(dòng)性能更好，離軸發(fā)射角更大。重要的是這種導彈的導引頭能與飛行員的頭盔瞄準具交聯(lián)，實(shí)現了“看到哪打到哪”。紅外導引頭目標鎖定、指示與發(fā)射只需1秒鐘，這就擴大了載機在格斗空戰中的攻擊范圍。據美國空軍帶AIM9L導彈的F-16與德國空軍帶AA11導彈的米格-29模擬空戰表明，F-16的機動(dòng)性?xún)?yōu)于米格-29；但后者導彈發(fā)射機會(huì )卻比前者多得多。AA11的改進(jìn)型AA11M主要改進(jìn)了導引頭，使其離軸發(fā)射角接近正負90度。
80年代末，AA11的公開(kāi)震驚了美國軍方，感到迫切需要一種超過(guò)AA11的新“響尾蛇”，這就是后來(lái)的AIM9X。AIM9X較AIM9L有很大突破，它采用紅外成像導引頭，靈敏度更高，抗干擾能力也大為提升。能夠穿透云層攻擊目標，離軸發(fā)射角增加到正負90度，對目標的截獲距離成倍增加，與裝備F-22的新型頭盔瞄準具交聯(lián)；利用噴流偏轉葉片的推力矢量控制技術(shù)，極大地提高了導彈的敏捷性，轉彎速率可達每秒100度，是AIM9L的7倍。AIM9X將于21世紀初投產(chǎn)，每架F-22帶2枚。
出于自衛，F-22和Su-37都裝有新的電子戰系統，包括電子情報設備，箔條和曳光彈投放器、雷達警戒接收機和導彈攻擊裝置。值得一提的是Su-37的長(cháng)尾錐內還裝有一部專(zhuān)用的后部監視雷達，這種護尾雷達對RCS值為3平方米目標的發(fā)現距離是30至50公里，可為向飛機尾后發(fā)射的R73M空空導彈提供目標指令，攻擊機尾方向12公里范圍內的敵機，真正使飛行員攻擊前方敵機時(shí)無(wú)“后顧之憂(yōu)”。在Su-37上還裝有“紅外搜索與跟蹤裝置”，同Su-27一樣，裝置安裝在座艙的右前側，主要在火控雷達因故障或受強烈干擾而不能正常使用，或者為了不“打草驚蛇”而關(guān)閉火控雷達，進(jìn)行隱蔽攻擊時(shí)使用。它和激光測距儀、頭盔瞄準具配合，可控制近程格斗導彈的發(fā)射和主動(dòng)雷達制導的中程攔射彈攻擊近距離目標。據稱(chēng)，當在高空時(shí)，該裝置能以尾迫狀態(tài)發(fā)現50公里外開(kāi)加力的F-15。在F-22上也將裝有類(lèi)似的紅外機載設備。
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過(guò)失速機動(dòng)：現役第三代戰斗機具有控制能力的最大飛行迎角一般在30度左右。而下一代先進(jìn)戰斗機必須在迎角60度至70度時(shí)仍具有控制能力。當飛機速度低于失速速度后還能進(jìn)行復雜的機動(dòng)，快速改變機頭指向，為機載武器的瞄準提供條件。這些遠遠超出第三代戰機的機動(dòng)性能就是所謂的過(guò)失速機動(dòng)能力。F－22和Su-37所裝的推力矢量發(fā)動(dòng)機為其進(jìn)行過(guò)失速機動(dòng)創(chuàng )造了良好的條件。Su-37的AL37FU發(fā)動(dòng)機的噴管可作俯仰方向正負15度偏轉，加上三翼面布局，使其能飛出許多令人難以想象的機動(dòng)動(dòng)作，例如著(zhù)名的“普加喬夫眼鏡蛇”機動(dòng)，類(lèi)似“尾沖”的“鐘”式機動(dòng)，以及獨創(chuàng )的在垂直平面內作直徑很小，轉彎速率很快的“筋斗”……據稱(chēng)。這類(lèi)機動(dòng)動(dòng)作有利于常規戰斗機與隱身戰斗機進(jìn)行近距離作戰。
F－22戰斗機的F119發(fā)動(dòng)機能進(jìn)行俯仰正負20度的偏轉，飛機的可控迎角在70度以上，能借此實(shí)現機頭的快速平移與轉向。估計它也能飛“鐘”式一類(lèi)的過(guò)失速機動(dòng)。當初在競爭ATF計劃的對比試飛中，YF－22A之所以能取勝的其中一個(gè)重要原因在于機動(dòng)性要優(yōu)于YF－23A，盡管其RCS值為后者的2倍，超音速巡航速度要低M0.1以上。在對于過(guò)失速機動(dòng)的研究方面，俄羅斯領(lǐng)先于美國。早已批量生產(chǎn)的Su-27戰斗機就可以飛過(guò)失速機動(dòng)；而美國只能用一些驗證機進(jìn)行相同的研究。另一方面，像“鐘”一類(lèi)的過(guò)失速機動(dòng)畢竟太復雜，目前僅有一些經(jīng)驗非常豐富的試飛員才能飛出來(lái)，離前線(xiàn)飛行員普遍熟練掌握還有相當距離。 
: [Su-37]
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