蘇-27設計是否真的落後於F-15嗎?

金宏雲


僅就氣動設計來說的話,蘇27的氣動設計其實是很有可取之處的,並不落後於F-15。

我對於蘇27和F-15談一下自己個人的淺薄的看法(我有很大的侷限性,僅僅是在探討個人的看法)

首先,蘇27是在F-15之後出現的,而且其採用的翼身融合,長邊條,它的最大升力係數和最大升阻比是超過F-15的。這也是蘇27瞬盤較為出色的原因之一。

蘇27整個氣動設計的結果也是很出色的,帶有一定的後發優勢,對比F-15的話,水平機動範圍內相當程度上抵消了重量劣勢。

其設計的內置超載油箱也是省去了副油箱的麻煩,減小了風阻,這也使得蘇27的載油係數極高,最大航程很高。



蘇27採用中央升力體結構的設計,這樣做對於升阻比有很大的好處,但是發動機間距過寬,導致質量分佈與中軸線的距離較遠

,帶來的很直接的結果就是蘇27橫滾時,轉動慣量過大,滾轉不靈活。在這一點,蘇27和F-14就是兩個很明顯的例子,這兩個可謂是四代機中的難兄難弟,橫滾分別倒數第一,倒數第二。

但是,我們要知道,氣動性能無法決定飛機的性能,材料強度,機體結構,動力系統等對飛機性能的影響也很大。蘇27在材料強度和機體結構方面做得沒有F-15好,這帶來的直接結果就是空重過高,蘇27sk基本空重16.8t,使用空重17.44t,空重過高帶來的直接結果就是推重比較低。

推重比會對SEP產生直接的不良影響,也就是會對機動性產生直接不良的影響。

跨音速陷阱,指的就是蘇27跨音速區間的過載限制,這就是蘇27材料強度較差對飛機性能的直接限制。



但是,F-15的氣動設計就差嗎?其他答主竟然敢小看F-15的氣動。F-15的可控攻角雖然不如F-18和F-14,但是也有40度。而且F-15的翼型剖面的前緣固定扭轉和前緣半徑經過精心設計,對跨音速區間做過優化,跨音速升阻比很高。

僅就氣動設計來說的話,蘇27的氣動設計其實是很有可取之處的,並不落後於F-15,但是其他方面就差了。

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英雄光


紙上的宣仔,為您解答。

Su-27的研製始於1969年的PFI(Perspektywnyi Frontowoy Istryebytyel/Perspective Frontal Fighter),也叫反F-15計劃,可以說一開始就是衝著超越F-15去的。它的設計經歷了兩個階段,分別是1968年開始設計的T-10原型機和1979年大改的T-10s,總師也從帕維爾·奧西波維奇·蘇霍伊(1975年因病去世)換成了後來的米哈伊爾·佩特羅維奇·西蒙諾夫。T-10和T-10s是一個分水嶺,可以說T-10由於蘇霍伊的調研不夠,設計是遠遠落後F-15的;而通過由波蘭間諜馬裡安·佐查斯基搞來的F-15性能資料相對比後,發現T-10根本無法與F-15抗衡,在這種情況下,西蒙諾夫對T-10進行了大刀闊斧的改動,幾乎將其重新設計,這就是T-10s,按照西蒙諾夫的說法,T-10和T-10s只有座椅和主起落架是一樣的(開玩笑的說法)。它的部分性能指標比如航程,瞬時機動性,過失速能力已經超出了F-15的水平(注意不是全面領先),使得Su-27對上F-15至少不是全面下風。也成了今天側衛系列的設計基礎。

我們就來看看T-10和T-10s的區別,以及他們和F-15對比的優劣處。

我們今天看到的Su27,並不是它最初的樣子

T-10的設計可以說存在很多問題,乍一看,T-10的設計是有追隨F-15的成分在裡面的。比如T-10像F-15那樣沒有安裝前緣襟翼和副翼,尾翼佈局和F-15也很像,發動機也是包裹在一個硬殼裡的;但是實際機動性能表現其實差了不少。在T-10上有不少不合時宜的設計,比如由於沒有前緣縫翼,只能在背部增加翼刀來推遲翼尖附面層分離以避免翼尖失速,這完全是一代機二代機的設計;再比如弧形的翼尖,這種設計也是為了推遲翼尖失速問題。在飛機的機翼尖端,由於上下表面的存在壓力差,下表面空氣會通過翼尖側面繞過來到達上表面,從而使上下表面連同,產生翼尖渦流並降低升力;弧形前緣設計,通過幾何形狀來逐漸減小翼尖部分的升力,這樣下表面的壓力差也就見減小,從而推遲了翼尖渦流的產生。然而這種設計也是過時的,因為會在翼尖產生劇烈的震動,為了減小震動,只能在翼尖增加一個類似掛架一樣的配重,浪費了一對翼尖掛架。


T-10方案

T-10試飛照片

這麼設計的結果就是,1975年的風洞試驗中,T-10的實驗結果並不能讓人滿意。T-10的氣動控制不佳,而且橫滾和方向穩定性都不能讓人滿意,此外航電也嚴重超重。這一切也都為西蒙諾夫全盤推翻T-10埋下了伏筆。

西蒙諾夫推翻了T-10,大幅改進後拿出的T-10s,已經有了根本性的改變。背部翼刀被取消,弧形的翼尖取消並增加了一對導彈掛架,增加前緣縫翼,由計算機自動控制,後緣襟翼和副翼被合為一個襟副翼;此外T-10腹部的發動機艙鼓包是一個巨大的跨音速阻力來源,西蒙諾夫提出將AL-31改為上機匣設計,同時,將發動機間距加寬,使中央升力體獲得的升力更高;並減少前機身截面積,增加了翼身融合體的截面積,以使面積分布符合超音速減阻的設計;翼面積進一步增大到了62平方米,此外加長了尾椎,使得發動機間距增加後在機尾形成的低壓區被填補,而且尾椎還可以充當一個油箱,增大了內油容量。此外,T-10s還取消了包裹發動機的硬殼,發動機後半部直接裸露在外,這減少了相當的重量,同時對結構沒有造成影響。

T-10的進化

T-10s 的P42,用於破世界紀錄的專用飛機

T-10s的上機匣設計,雖然減少了機腹阻力,但是也使得AL-31發動機維護比較麻煩

可以這麼說,總師西蒙諾夫已經盡力了,西蒙諾夫在Su-27上動的腦子可能比F-15團隊要多得多。按蘇聯的工業水平,拿出這樣的設計還是很不容易的。但我們也知道,Su-27的總體性能還是不如F-15的,這主要取決於蘇聯的整個航空工業水平。蘇聯的發動機推重比,結構材料,加工工藝,雷達航電,數字電傳飛控落後美國,這些都拖累了Su27的實際表現。但這些屬於總體航空工業落後美國所致, 而非設計原因。

總體來看,Su-27在升力係數和航程上表現較為突出,這也是蘇聯對國土防空型截擊機的基本要求,與美國的側重點不同,所以這兩點上絕對是強於F-15的;但由於Su27比F-15空重重了太多,一個17噸,一個13噸,所以F-15儘管起初配備的PW-F100-100發動機只有107KN推力,不如AL-31的122KN,但F-15的推重比還是比Su27更大,總有更好的能量機動;而且Su-27翼載荷是377kg/m^2,儘管西蒙諾夫已經增大機翼面積,還是比F-15略大(F-15 357kg/m^2),因此F-15的穩定盤旋能力和加速能力都要勝出;而Su-27在瞬時盤旋能力和過失速能力上有不俗的表現,可能比F-15更好。


Su27的眼鏡蛇本身並沒有什麼實戰意義,主要展示的是飛機的控制能力和攻角可控性


在機體強度上,二者差距就比較大了。Su-27一直到90年年代,經過大修後也僅有3000小時的機體壽命,而F-15在1973年的疲勞試驗中就已經達到了上萬小時,而它原定設計壽命不過是4000小時;當最早一批服役的F-15達到4000小時後,美軍嘗試延壽後繼續服役,結果飛到了8000小時,而且在這8000小時內,機動過載最大的對空任務佔到了85%,而設計時原定的對空任務比例不過是48%。F-15在結構壽命上獲得巨大成功是美國空軍自己都沒想到的,這也直接影響了後面F-22的設計壽命(設計時就定為8000小時)。到目前為止,服役最久的一批F-15,機體壽命已經快達到了2萬小時。相比之下,我國當年購進的Su-27SK用了不過20年,已經有部分退役。直到Su35對Su27機體進行了大改,才算是徹底將這種中央升力體的飛機潛力挖盡,結構壽命提高到6000小時,不過仍然無法和F-15相比。這方面的差距還是蠻大的。


紙上的宣仔


蘇-27的氣動設計當然比F-15落後太多,蘇-27首飛比F-15晚了至少5年,服役晚了至少12年,但整體的機動性能還比F-15差,要知道F-15設計的時候為了降低成本連前緣襟翼都沒采用,就這樣蘇-27機動性還不如F-15,可見蘇霍伊的水平真的差米國很遠,被人津津樂道的所謂升力體設計,其實只是他的特點,並不是他的優點,因為這種發動機寬間距的升力體氣動佈局,雖然提升了升力係數,但帶來的機動性下降和結構問題更大。不要拿什麼眼鏡蛇機動來說事,眼鏡蛇機動純粹是花架子表演用的,真正作戰的時候,你做這類動作會瞬間失去能量機動性,等待的命運就是被擊落。


情繫家國2008


落後很正常,應該不感到意外才是。落後美帝並不算可恥,畢竟人家在51區有外星技術。

落後如果是說研發跟服役時間的話,這話沒毛病。蘇27的進度落後於F-15很多。蘇27的首飛比F-15落後了5年,服役比F-15落後了12年。如果說是設計水平的話,兩者各有千秋,畢竟晚了12年的蘇27,如果全面落敗於F-15,這也是不可能的。F-15和蘇27兩者的關係有點類似於F-22和殲20的關係。一個極簡,一個極精。

圖一:蘇27造型還是很潮的,而且一開始就決定了上艦。

在戰鬥機設計方面,美國比蘇俄粗暴得多。F-15實際上暴力美學的傑作,信奉的是簡單就是美,簡單就是戰鬥力。思路非常簡單,用兩具最強的發動機,搭配一個最輕的殼子,不用一切花哨的東西,不用一切流行的東西,比如什麼邊條翼,什麼翼身融合,什麼變後掠翼。這樣的戰鬥機不取巧,玩的就是屠龍寶刀,重劍無鋒。

F-15A的氣動設計,幾乎可以說是反四代機的,比F-16土鱉得多,也不比上一代的F-4鬼怪複雜到哪。跟F-14雄貓戰鬥機的科幻也不沾邊。但就是這樣的F-15A,成為美軍最強制空戰鬥機,能確保美軍的空中優勢無敵。

圖二:F-15就跟蘋果手機一樣,外形極簡,但任何一個國家都山寨不出來。

蘇俄在航空科技樹上,從未領先過美帝,一直是學習和山寨。在F-15A出現之前,蘇俄甚至沒搞清楚四代機怎麼造。當F-15A橫空出世後,蘇俄發現自己全部的戰鬥機,全都打不過F-15A。

萬能的克格勃搞來了F-15A的資料,於是蘇俄決定搞一款剋制F-15A的戰鬥機。問題出在於克格勃也犯錯,搞來的資料明顯低估了F-15A的性能。蘇俄研製了一半,突然發現正在研製的新機,是打不過F-15A的,於是救世主西蒙諾夫大神出現了,將先前的蘇27方案推翻重來。搞了一個新款蘇27,這就是大家現在看到的蘇27。

圖二:蘇27搞得太慢,結果美軍下一輪的F-22都造出來了。

蘇27是無法模仿,無法山寨F-15的,美帝技術太強大,能把F-15做到極精極簡。這個本事蘇俄沒有。就跟蘋果手機一回事,外形很簡單,也讓你拆,但你就山寨不了。想要能跟F-15A一戰,蘇27只有把所有流行的元素全堆上來,包括了什麼邊條翼,什麼翼身融合。這樣的蘇27是非常複雜非常精緻的。

總的來說,蘇27剛剛開始量產的年代,實際上F-22都快首飛了。晚了12年服役的戰鬥機,幾乎相當於半代的差距。如果是同一年的蘇27和F-15對決,蘇27是打不過F-15的。機體差距不大,主要是航電和武器太差。

圖四:雷達是空戰的決定因素。F-22的APG-77雷達也是一代神器。

比如2004年,美軍的F-15C已經換裝了有源相控陣雷達,而蘇俄的蘇27還在用落後兩代的倒卡雷達。這樣的F-15C,能打爆任何一型蘇27。那時中國的殲11B剛剛首飛,用的是落後一代的平板縫隙雷達。至於蘇35,還得4年才能首飛,而且至今也是無源相控陣雷達。


厲兵







HelloMsr


su27和f15氣動佈局哪個好,還真不是太好比較。中央升力體佈局,f14也有。總的來看,美國對各種氣動佈局研究的最深入,技術儲備最全面,選擇也最保守,因為發動機好麼,沒必要搞大躍進。至於su27麼,眾所周知,是西蒙諾夫補出來的,結構強度先天不足,跨音速機動性有缺陷,是沒有mig29結實的。直到su35,俄國才解決了蘇聯時代留下的這個毛病。所以說看起來很先進的su27終於可以在f22停產之後,可以跟f15比試跨音速機動了,是不是很諷刺?一場海灣戰爭,打醒了中國軍隊,大家終於知道毛子那些玩意幾斤幾兩了,我們開始全面學習西方,如今我們的戰機都逐步按照西方的標準設計,然而民間粉俄的還是多,真是跟不上時代啊。渣渣的毛機火控和飛控就不說了,還有r27那種長得很像導彈的火箭,啥玩意都打不著。好容易有個頭盔瞄準很有特色,人家歐美可不管什麼“敵人贊同的我們都反對”,二話不說就抄去山寨了。總的來說這兩種飛機氣動佈局各有優劣,打起仗來,su27的優勢在中低速,f15優勢在中高速。只要f15不去和su27盤旋咬尾,而是發揮武器和火控優勢,su27沒有太多機會,畢竟su27用上r27er的時候,f15已經在用aim120了。


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蘇27設計上比f15先進無疑畢竟蘇27要比f15晚十多年,蘇27運用了當時很時髦的技術中央升力體、電傳飛控、邊條渦流增升、以及放寬靜穩等技術(當然這些技術美國也有f14.f16這裡只對比f15)。這些在服役當年乃至2000以前都很先進,f15不過是在86年e型才改進成電傳飛控。

蘇27最開始的原型機也就是s型機翼早期t10於1977年首飛後來由於f15的出色表現然後又大改新原型機81年首飛87年裝備部隊這個時期f15e出現了。蘇27服役比f15晚12年有後發的技術優勢(這裡只說氣動設計比較)。蘇27採用中央升力體佈局也就是機體在飛行中也能提供一定的升力係數,除此之外蘇27還有邊條翼增升有利於大迎角飛行,機動襟翼,能夠提供很好的機動性能和飛行品質,這幾點f15不具備。機翼蘇27f15都是採用中等展弦比,蘇27採用後掠切角三角翼這種機翼設計保證l了有效機翼面積也有利於超音速減阻,缺點也明顯降低了機翼結構剛度,高速橫滾抗氣動扭轉差,採用禁副翼一體設計橫滾慣量大阻力大缺點也很明顯,f15機翼採用切角三角翼翼尖後掠無前緣襟翼前緣鋸齒,早期型號abcd無機動襟翼。機翼根部進氣道之間做了圓盾設計也就無渦流增升,其實主要是無電傳控制不好控制渦流擾動。

蘇27雖然採用中央升力體設計但也增加了機體寬度增加了橫滾慣量,蘇27設計了電傳飛控但由於技術限制只坐到縱向電傳橫向依然是機械當然這比早期f15進步很多。蘇27採用放寬靜穩設計但是由於機體最前端安裝了950公斤雷達整個飛機重心前移抵消了,蘇27後機身還設計有腹鰭以增加航向穩定這一點早服役的f15沒有當然沒有更好。

總體說f15氣動設計沒有蘇27好,但f15輕巧加上動力強勁航電先進抵消了蘇27氣動優勢,蘇27也是由於技術不足雖然設計了放寬靜穩但雷達超重,雖然有電傳飛控但沒做到全權限四餘度電傳。相比f15abcd發動機(f100pw100早期10.5噸)蘇27有兩臺12.5噸發動機雖然推力更大,但由於設計思路不同為了追求大航程造大機體導致自重大推重比反而比不上f15.


83式裝甲輸送車


恰恰相反,蘇27的氣動佈局領先於F15。

F15的氣動佈局甚至是所有三代機裡最保守的一個。很小的邊條翼,看不出來的翼身融合,唯一值得稱道的地方,就是後機身設計,當然還有發動機。

反觀蘇27,據說吹風洞的時長僅次於圖160。飛翼式佈局為它帶來了超大航程的優勢,這個優勢讓他使用起來更加靈活。

其實,俄羅斯落後的電子設備是罪魁禍首,設計三代機前,蘇聯突然意識到西方的電子設備果真如其宣傳的那樣先進,電子設備差距已然成為下一場空戰的致命弱點,所以蘇聯強行要求新戰鬥機必須安裝性能足夠的作戰設備,看看蘇27那又長又粗的一坨,換在其他飛機上早就行為障礙了。

電子設備不夠,氣動佈局來湊。中國殲20走的是一條類似的道路,動力不夠,佈局來湊。


筆不意馳


蘇27與F15,都是三代機的巔峰之作,並沒有誰落後誰更先進之說,但當時的蘇聯在電子業特別是微電子即芯片集成電路落後於歐美,微電子已經基本形成代差,所以,代表國家最高工業科技的蘇27和F15,蘇27在航電與雷達上落後於F15,在以信息化為特徵的現代軍事體系中,更是大幅落後。

軍事對抗中從來就不是一件或二件武器的對抗,狹義地說,是軍事體系地對抗。

但到了四代機,蘇57和F22就沒得比了,航電穩身設計發動機,全線的落後,讓人不得感嘆當時蘇聯的輝煌,就連當年支援的米格21的小兄弟,都做出殲二十~~嗨~~國家的競爭從來都不是個短跑,是無窮無盡的馬拉松。


紫水晶9795


這個不符合“落後”這個詞,這兩款戰機都屬於國際公認的三代機範圍之內,不能說誰落後於誰,他們更多的是差異,而不是差距。

蘇27實際比f15問世要晚了,設計理念與f15也不一樣。從設計上來說,f15屬於三代機的首作了,蘇27在其之後,設計上可能吸引了前人經驗,更為很理想一點,但是它們屬於不同風格的飛機,一個是俄系,一個是美系,本身就有很大的區別,要求也不一樣。

蘇27的實際沒有生產多久,到了上世紀90年代,蘇27的改進就二個方向發展,對地攻擊型,發展為今天的蘇30與蘇34,制空型,最後變成了蘇35。

這個發展與f15有所不同,f15也一樣在發展,但是方面只有一個:多用途,沒有再推出專用的制空制,也沒有采用新的編號,只不過後面是變成了E型。

它們都是現代三代機的經典之作,他們之間的更多差異,而不是差距。


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