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單方面屠殺?精確計算中國蘇-35戰鬥機與F-22戰鬥機的空戰勝負

前言:

蘇-35戰鬥機是蘇-27戰鬥機的第三代終極版,中國引進蘇-35戰鬥機的傳言由來已久,從蘇-35開始研發之時俄羅斯就一再放風中國要訂購,這這一訊息引發了一個爭議話題就是,中國為什麼還要購買蘇-35戰鬥機。

一:蘇-35戰鬥機的歷史

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1977年首飛的蘇-27戰鬥機在研發中嚴重超重,不得不採取了極端的減重措施,第一代蘇-27戰鬥機大過載機動有限制,也缺乏現代電子裝置,1985年投入使用後就開始提高雷達和火控,整合鴨式前翼和加強機體,也稱蘇-27M戰鬥機,但因蘇聯解體而功虧一簣,蘇霍伊設計局改為研發有多工能力的蘇-30MK戰鬥機,2000年中國空軍裝備蘇-30MKK戰鬥機,2004年中國海航裝備了蘇-30MK2戰鬥機,曾經多次與日本F-15J戰鬥機過招,效能驕人,中國的蘇-30MKK戰鬥機基礎是加強機體的蘇-27M加部分電子裝置,由共青團城生產,印度的蘇-30MKI基礎是未加強的雙座蘇-27UB教練機加上蘇-27M的推力轉向和鴨翼,蘇-35戰鬥機則是在蘇-30MKK戰鬥機的基礎上加上蘇-30MKI戰鬥機的向量推力,但放棄了鴨翼。

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鴨翼優點是能夠提升機動性,但增加了重量和阻力,蘇27SK戰鬥機的空重是16870千克,蘇-27M戰鬥機鴨翼增重超過700千克,鴨翼帶來的摩擦阻力使蘇-27M戰鬥機燃油增加850千克的情況下航程反而降到3200千米,鴨翼偏轉幅度大,強化低頭控制能力,但蘇27SK戰鬥機平尾翼展9。8米,面積12。2平方米,可上偏15度,下偏20度,鴨翼翼展6。43米,面積2。99平方米,上偏3。59度,下偏51。5度,平尾轉動不對稱太大的話飛機姿態會失控,因此平尾只允許10*度不對稱角度,蘇-35戰鬥機改進這個氣動和結構缺陷,迴歸到常規佈局並將翼展增至15。3米,航程提高到3600千米,蘇-35戰鬥機和蘇-27戰鬥機相比,蘇-35戰鬥機主要升級了機體結構強度,進行了有限的隱身處理,把15平米的雷達反射面積降降低一個數量級,內部燃油增加20%,燃油係數達0。4,還可以攜帶兩個1800升副油箱。

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蘇-35戰鬥機由於結構和燃油量增加,最大起飛重量達到34。5噸,原始設計採用的是AL-31FM型渦扇發動機動力不足,於改用AL——31F發動機的衍生型號117S渦扇發動機,和AL——31F發動機相比,風扇直徑增加3%,推力提高16%,壽命提升了2。7倍,採用先進的SDU-D數字控制系統,換裝後的蘇-35戰鬥機最大推重比達1。75,在5000米和11000米的高度上未開加力就略微超過音速,油門推到加力狀態輕鬆地超越了蘇-27戰鬥機的極限速度,採用向量噴管的1175發動機動力充盈,透過使用15°最大偏轉角度的向量推力彌補了鴨翼的優點,過失速機動能力遠超目前現役各種飛機,可以輕鬆地改變飛行方向和做出詭異的過失速機動,零空速也可以憑推力向量轉向,這種超機動能力可以迅速降低飛行速度,增強了空中格鬥和躲避攻擊的能力。

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蘇-35戰鬥機採用了全新的玻璃化座艙和數字化線傳操縱系統,特別是第克霍米洛夫研究所研製的“雪豹”一E型X波段無源相控陣雷達,直徑達900毫米,能進行正負60度扇區的高低和水平掃描,這種雷達有個獨到的雙軸液壓驅動萬向節上,能使相控陣天線方位角提高60度,總的方位角覆蓋範圍達到240度,比固定安裝的有源相控陣雷達還要大50%,這個設計有效地減小了雷達盲區,雷達對反射截面積為3平方米的F-16戰鬥機探測距離達到了400千米,對雷達反射截面積為0。1平方米的F-35戰鬥機探測距離達到90千米,對雷達反射截面積為0。01平方米的F-22戰鬥機探測距離達到90千米,在邊掃描邊跟蹤的模式下可同時截獲和跟蹤30個目標。

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俄羅斯的蘇-35戰鬥機主要任務是攔截B-1B超聲速戰略轟炸機,以前是由米格-31截擊機扮演著這一角色,4架米格-31截擊機利用“阻擊網”機載相控陣雷達可以警戒800至900公里的空域,4架蘇-35則可以警戒2500至3200公里的空域。蘇-35戰鬥機在不開雷達時可使用座艙風擋右前方的OIS-35紅外搜尋與跟蹤系統,透過改進演算法和軟體,OIS-35紅外搜尋與跟蹤系統的探測距離、精度和可靠性大大優於蘇-30MK戰鬥機的OLS30光學瞄準系統,可探測前半球50千米處和後半球90千米的隱身飛機,鐳射測距器探測距離達20千米-30千米,精度達5米。

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機翼前緣襟翼內還裝有對於隱身目標有較好探測特性的L波段AFAR-L有源相控陣雷達,掃描範圍可達+108度,能有效彌補NO35E掃描範圍(+60度)的不足,還可以掛裝烏拉爾光學機械廠研製的“遊隼”導航與瞄準吊艙,“遊隼”吊艙與美國現役同類吊艙相似,可以根據作戰需要更換紅外攝像機、鐳射測距儀、電視和目標指示器,可以在高機動狀態下搜尋、跟蹤和鎖定地面和海上目標,風擋左前方還有探測上半球的紅外導彈逼近告警裝置,還裝備了L150電子情報系統、L175干擾系統、翼尖掛載電子干擾吊艙等電子對抗系統。

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總的來說,蘇-35戰鬥機戰鬥力是蘇-27SK戰鬥機的10倍,整體效能超過了F-15、“陣風“和“颱風”等三代半戰鬥機,在執行爭奪制空權任務時,12個外掛點可掛載8枚R-27ERI中距導彈和4枚R-73E近距格鬥導彈,或者12枚RVV-AE中距空空導彈,能同時發射2枚R-27ER1/EP1/ET1。RVV-BD半主動雷達制導空空導彈攻擊2個目標或發射8枚R-77、RVV-SD主動雷達制導空空導彈同時攻擊8個高度在8000米,機動性達8G的戰鬥機目標,其中RVV-SD最大射程達110千米,導引頭對雷達反射截面積5平方米的目標跟蹤距離達到驚人的50千米,蘇霍伊公司還有一種掛載5枚KS-172遠距空空導彈的方案,作為為令預警機、對地監視飛機和空中加油機膽戰心驚的致命武器,蘇-35戰鬥機還可以攜帶1枚射程達到300千米的“寶石”-M超遠端反艦導彈突破美國航母戰鬥群防線。

二:蘇-35戰鬥機對F-22戰鬥機的航電

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蘇-35戰鬥機強大的戰鬥力使得其在面對F-22戰鬥機時也不落下風,F-22戰鬥機雷達反射截面積是正向0。01-0。1平方米之間(受照射的方位、雷達波段、接收天線的極化形式不同而不同),F-22戰鬥機憑隱身這招可對所有四代戰機毫無覺察的情況下形成先敵攻擊的單向技術優勢,儘管蘇-35戰鬥機並不是隱身戰鬥機,但透過修形、鍍膜座艙蓋和吸波塗層可將雷達反射截面積降低到0。3-0。5平方米,外掛武器後是1平方米,與F-22戰鬥機有較大差距,為了不在超視距空戰中吃大虧,對抗F-22戰鬥機時就要依靠“雪豹”一E型X波段無源相控陣雷達,根據雷達發現距離與雷達反射截面積的四分之一次方成比例的理論,雷達反射截面積降低90%,雷達的發現距離只降低44%,雷達反射截面積降低99%,雷達的發現距離只降低44%,雷達的發現距離只降低68%。

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F-22戰鬥機的ANAPG-77有源相控陣雷達對雷達反射截面積為1平方米的蘇-35戰鬥機探測距離是160-193千米,蘇-35戰鬥機的“雪豹”E型無源相控陣雷達對F-22戰鬥機探測距離為90公里,F-22戰鬥機佔有很大的率先發現優勢,F-22戰鬥機的AN/ALR——94雷達告警接收機還可以無源偵收到460千米外的雷達輻射,在185千米處進行精確定位與跟蹤,並指示ANAPG-77有源相控陣雷達以2x2度的針狀波束掃描目標,還使得對方無法截獲其雷達訊號,還可直接嚮導彈實時輸入輻射源資料引導空空導彈實施攻擊。

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但F-22戰鬥機裝載的AIM-120C7空空導彈發動機的工作時間很短,射程大部分是進行慣性飛行,射程越遠速度越慢,敵機就越容易機動規避,實際空戰中不可逃逸區一般是最大射程的三分之一,AIM-120C7空空導彈要攻擊雷達反射截面積為1平方米的蘇-35戰鬥機需要接近到50千米才能發射,即使更新的AIM-120D空空導彈也要接近到70千米至80千米才能發射,四代機發現F-22戰鬥機的距離在20千米至40千米,處於F-22戰鬥機的導彈不可逃逸區,一打一個準。

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但這個距離已經在“雪豹”E型無源相控陣雷達探測範圍之內了,而位於主翼前緣的AFAR-L型L波段主動相控陣雷達波長為X波段的10倍,也可在170公里處探測到F-22戰鬥機,發現目標,蘇-35戰鬥機可啟動OLS——35紅外線探測儀搜尋150x24度的可疑區域,一旦捕獲目標就能引導射程200千米的RVV-BD遠距空空導彈實施攻擊,蘇-35戰鬥機的火力是F-22戰鬥機的一倍,利用掛彈多的優勢同時發射多枚空空導彈,AIM-120C7空空導彈的主動雷達導引頭對蘇-35戰鬥機搜尋距離在10千米至15幹米,而R-77空空導彈的主動雷達導引頭對對F-22戰鬥機是數千米,超出導引頭雷達搜尋距離就要進行中繼制導,所以雙方可能一兩個會合就進入了近距離空戰。

三:蘇-35戰鬥機對F-22戰鬥機的機動

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如果進入近距格鬥空戰,兩型戰機就要依靠超機動能力決定勝負了,具備超機動性的戰鬥機飛行包線廣,即可以在超聲速區域超視距空戰,也可以迅速減速至亞聲速格鬥,甚至減小至100幹米/小時的超失速範圍近距格鬥,格鬥中瞬時角速度越高就越有機會先發射導彈,超機動瞬時角速度可達到40至50度/秒,擺脫敵機時超機動速度小過載只有2G左右,比常規機動的戰鬥機做6至8G的大過載機動要少消耗飛行員體力,以往格鬥空戰可以採取急劇減速、急轉彎、急劇升降機動來化解被動,超機動可成倍提高這種戰術,突然減速可使對方機載火控雷達短時間丟失目標,無法中繼制導,也能急劇降低紅外製導的導彈導引頭接收的紅外輻射能量。

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F-22戰鬥機推力向量技術在74千米/小時的超失速範圍仍能有效控制俯仰方向,在20度迎角下的滾轉速率可達100度/秒,在60度迎角的滾轉速率為30度/秒,機頭指向速率可達90度1秒,機動邊界只受到飛行員身體承受極限限制,飛行員在操縱時,推力向量由飛控計算機自動控制,不需要顧慮翼尖失速或深度失速,利用推力向量在60度迎角改出時最大下俯速率可達18度/秒,60度以下的大迎角飛行時俯仰姿態和迎角可精確控制到0。5度,在迎角20度到40度之間姿態非常穩定,迎角超過40度後傾斜滾轉會形成有利機頭指向的航向,穩定轉彎角速度達20至30度/秒,20度迎角時的滾轉速率比普通戰鬥機提高一倍。

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F-22戰鬥機能在不開加力的情況下以1。6馬赫的速度超聲速巡航30分鐘,蘇-35戰鬥機不開加力可以進行1。2馬赫超音速巡航,美國空軍強調遠端攻勢作戰,戰鬥機必須長距離飛行,超聲速巡航能使大大縮短飛行時間,1。5馬赫速度的轉彎效能與F-16戰鬥機在0。8馬赫時基本相當,在1。15萬米飛行高度、1。2馬赫條件下有很強的穩定盤旋能力和剩餘功率,可進行超聲速持續轉彎和俯仰機動,這是四代機無法做到的,蘇-35戰鬥機承擔防禦任務時起飛不久就會進入交戰狀態,超聲速巡航並非很重要。

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蘇-35戰鬥機同樣有全向向量噴管,可以做原地筋斗、鐘擺、懸停、“落葉飄”等超機動飛行,做“落葉飄“時空域只有幾十個機身長度,F-22戰鬥機也能做“落葉飄”,但空域大得多,蘇-35戰鬥機做動力筋斗時轉完360°筋斗耗時18~19秒,F-22戰鬥機在筋斗頂點可以拉到了不可思議的攻角,導致360度筋斗僅耗時10~11秒,蘇-35戰鬥機做尾衝時,從上仰50°到下俯50°改出耗時約3秒鐘,F-22戰鬥機做尾衝時,從上仰90°到下俯90°僅耗時約2秒,總的來說F-22戰鬥機俯敏捷性更好,其他機動大致接近。

四:中國為什麼要買蘇-35戰鬥機

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根據隱身、超音速巡航、超機動性、推力向量等14項關鍵效能對比後,就空戰能力而言,蘇-35戰鬥機整體效能接近F-22戰鬥機,高出F-35戰鬥機一大截,2012年澳大利亞外事、武器和貿易聯合委員會曾經就澳大利亞空軍採購美國F-35戰鬥機評估過蘇-35戰鬥機,在240架F-35戰鬥機與240架蘇-35戰鬥機模擬空戰中,竟然有210架F-35戰鬥機被蘇-35戰鬥機摧毀,因此得出結論不應當採購F-35戰鬥機,理由是它根本不是蘇-35戰鬥機的對手,中國是蘇-27系列的第二大使用者,90年代初中國空軍引進蘇-27SK戰鬥機生產線,逐漸為其添加了國產航空電子裝置及武器成為殲-11B戰鬥機,早期殲-11B戰鬥機受FWS-10A渦扇發動機不成熟和複合材料問題不得不返廠修改,不過隨著時間推移問題逐步得到解決,全狀態版的殲-11B戰鬥機在2016年開始展現出強大的戰鬥力。

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但此時的殲-11B戰鬥機已經不具備優勢,周邊國家戰鬥機普遍裝備了相控陣雷達,相對於脈衝多普勒雷達已經有全面的優勢,駐日美國空軍的F-15C戰鬥機雖然還是傳統的APG-63(V)1脈衝多普勒體制雷達,但效能水平不輸於相控陣雷達,而且正在換裝APG-63(V)2有源相控陣雷達,美國空軍的F-15E戰鬥機也換裝了更強大的APG-82(V)1有源相控陣雷達,美國海軍的F/A-18E/F艦載戰鬥機也已換裝了APG-79有源相控陣雷達,中國臺灣地區的66架F-16V戰鬥機也換裝了APG-83有源相控陣雷達,印度空軍的270多架蘇-30MKI戰鬥機本身就配用了無源相控陣雷達,在2018年開始與俄羅斯談判換裝全新的有源相控陣雷達,36架“陣風”戰鬥機也使用了改進的RBE2有源相控陣雷達,在中國周邊使用相控陣雷達的戰鬥機已經達到500-600架。

五:結語

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雖然中國海空軍已經擁有超過一千架四代戰鬥機,但使用脈衝多普勒雷達的殲-10A/S、殲-11B戰鬥機多達800架,使用有源相控陣雷達的殲-10B/C、殲-16,殲-20僅有對手的一半,引進一些蘇-35戰鬥機有助於迅速補足戰鬥力空缺,有助提高空軍機群的進攻能力,對周邊空軍形成技術優勢,對本國新型戰鬥機的一種補充和備份,也有利於飛行員開闊眼界就效能而言,裝備117S渦扇發動機的蘇-35戰鬥機在近距離空戰中佔據相當大的優勢,雷達探測距離也佔據相當大的優勢,即便是F-22戰鬥機打贏蘇-35戰鬥機也有一定困難,擊敗F-35戰鬥機就更容易了。

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