俄羅斯蘇-33KUB艦載戰鬥機

蘇－33KUB戰鬥機是蘇霍伊設計局在蘇－27IB原型機的基礎上研製的，也是蘇－33“側衛”D艦載戰鬥機的並列雙座型。這種戰鬥機將成為俄羅斯航空母艦“庫茲涅佐夫”號上的決勝力量。

蘇－33KUB是一款多用途戰鬥機，具有強大的空中截擊能力、對海面目標攻擊能力和電子戰能力。

基本介紹

• 中文名：俄羅斯蘇-33KUB艦載戰鬥機
• 研製基礎：蘇－27IB原型機
• 研製單位：蘇霍伊設計局
• 能力：強大的空中截擊能力等

概述

蘇－33KUB戰鬥機是蘇霍伊設計局在蘇－27IB原型機的基礎上研製的，也是蘇－33“側衛”D艦載戰鬥機的並列雙座型。這種戰鬥機將成為俄羅斯航空母艦“庫茲涅佐夫”號上的決勝力量

蘇－33KUB是一款多用途戰鬥機，具有強大的空中截擊能力、對海面目標攻擊能力和電子戰能力。

1999 年莫斯科航空展期間某日，一架造型怪異的蘇愷二十七以未塗裝姿態來到會場，落地後不久隨即離去，這是蘇霍伊設計局又一力作 --SU-33UB-- 這架飛機一方面作為艦載戰鬥教練機，一方面也是一架具有第五代戰機特性的 SU 式飛機。設計局再這架飛機上實驗了多項新技術，例如材料、航電等，作為下一代飛機的技術儲備及試驗。

SU-33UB 主要需求就是用作俄國海軍航艦教練機，此外，必須有長程攔截、長程攻擊、長時間滯空、對付高難度空 / 面目標之能力。

俄羅斯的主力艦載機是 SU-33 單座型戰機，由於蘇聯解體時，相對應的教練機未研發完成，且俄國軍方當時連採購、維護現有裝備都有困難，因此取消艦載教練機計畫。艦上起降訓練因而都是靠 SU-25UBT 或是仿真器來完成，缺乏性能接近 SU-33 的實機來演練，使得訓練上有不小的困難。另一方面，俄軍發現單座型的 SU-33 在執行任務時飛行員負擔太大，再加上一些對未來空戰的考慮，他們需要一種雙座艦載機，做為訓練之用，並且還要有很好的作戰能力，能長時間滯空並攻擊高難度空中目標。 SU-33UB 在這樣的背景下發展起來。

其實早在 SU-27 剛問世且還沒有量產時，蘇聯的艦載機計畫就開始了，艦載戰機就是今天的 SU-33 ，而訓練 SU-33 飛行員的教練機與 SU-33 同步展開，經過測試，認為採用並列雙座較好，因此當時選定的教練機構型就是今日 SU-34 的前身 SU-27IB 。既然如此，為何 SU-33UB 不是 SU-27IB 的改型呢？一方面， SU-27IB 約在 1990 年首飛，約兩年後蘇聯便解體，蘇聯解體衝擊到艦載機計畫，例如 SU-33 也只有約 30 架服役，而訓練任務則交由 SU-25 雙座型。 SU-27IB 之後的發展與艦載教練機完全是兩回事了，他發展成為長程戰鬥轟炸機 SU-34/32FN 。 1990 年代初就取消的計畫，加上構型看似不適合空戰，應該是不已 SU-27IB 修改城 SU-33UB 的原因。

首架飛機以第二批 SU-33 為基礎進行修改，在共青城製造組件並在莫斯科裝配完成， 1999 年 4 月 29 日 原型機首飛，年底莫斯科航展首次對外公開。

其重要改進特點包括：並列雙座、增大翼面積、新材料的套用、使用更多複合材料、裝備具有第五代戰機特性的航電系統，詳情見下文。

在座艙上，考慮到並列雙座在起降時有較廣的視野，而長時間作戰時飛行員間也較易溝通並形成默契，因此 SU-33UB 採用並列雙座設計。這是 SU-27IB 家族之後又一種使用並列雙座布局的 SU-27 改型飛機。與 SU-32FN 類似，飛行員是經由前起落架艙進入座艙的，可見其座艙空間也不小 ( 因為至少要留個通道 ) 這能提升長時間作戰的舒適程度，例如飛行員可以不必全程坐在椅子上，偶爾可以起來休息。內裝光電探測系統的球狀物就放在座艙正前方，因為是並列雙座設計，因此這時光電球不會影響視野。為了保護飛行員，座艙附近也裝設金屬與陶瓷複合裝甲，可見該機頗重視對面攻擊。

氣動力布局方面， SU-33 的氣動力效率、飛行質量是 SU-27 家族中最好的，而 SU-33UB 又青出於藍更勝於藍。與 SU-33 相比，翼面積由 67.84 平方米增為 71.38 平方米 (extended area ，就是把機翼前後緣延伸交會後所得的大三角形的面積，通常飛機性能諸元提到的翼面積指的就是這個 ) ；展弦比由 3.44 增為 3.54 ；平尾、前翼也增大。保留了 SU-33 的可偏轉 45 度的雙縫式後緣襟翼。在前緣襟翼與主翼之間以柔性材料相連，如此一來前翼與主翼間再任何時候都不會有縫隙，減少誘導阻力，使得氣動力效率提高；此外，機身部分可能也有自適應材料以提升各種飛行狀態之效率，這方面後面再連同材料討論。這樣的改動下， SU-33UB 的氣動力特性將比 SU-33 高出不少，其最大升力係數將高於 SU-33 的 2.4(SU-27 是 1.83) ，其升阻比 (lift-drag-ratio) 超過 13 ，是相當高的水平 (SU-27 是 11.8 ，同時代飛機大都在 12 以下 ) 。氣動力效率的提升使得與 SU-33 相比，在使用相同燃油的情況下，航程增加 15% 到 20% 。 SU-33UB 僅靠內燃油的航程達 3200km ，與陸基型雙座 SU-27( 如 SU-27UB 、 SU-30MKK) 相當。而 SU-33 是 3000km ，這樣看似乎很奇怪，按照上面的說法， SU-33UB 的航程應該在 3450km 到 3600km 之間，莫非哪個數據出錯了？

其實沒有錯，因為 SU-33UB 使用兩次折迭機翼，其折迭關節一個在翼根，一個大約在機翼中線，折迭後整片主翼幾乎完全被收在機背上，這將使得 SU-33UB 折迭後寬度比 SU-33 的 7.4m 還要窄，停放面積當然也更小 (SU-33 折迭後的停放面積比 F-14 、 F/A-18E/F 、 Rafale-M 都小 ) 。其兩次折迭機翼除了有更適合航艦的好處外，在地面上，他可以停放在俄國大量的 MiG-21 的機堡中，而不必為了他新建機堡。因為兩段機翼的使用，使內燃油少了些，這是上述〝數字遊戲〞的解答。他的設計師仍在為他設計新的結構油箱，目標是使其最大航程 ( 只靠內燃油 ) 達 4000km 。此外，落地速度也由 SU-33 的 240km /hr 降至 220km /hr ，失速速度勢必小於 SU-27 的 200km /hr ，最大外掛量由 SU-33 的 6500kg 提升到 7000kg 。

機體材料上，更動量非常大。其翼前緣用了柔性複合材料，前面提到，在主翼與前緣襟翼間連著一塊柔性材料，使得不論前襟翼如何動，都不會有縫隙，減少誘導阻力發生 ( 後緣襟翼的縫隙是為了增升需要，而前緣縫隙則是需要避免的 ) 。

柔性材料也是〝自適應氣動結構〞的重要組成成分之一。所謂的自適應氣動結構就是能隨飛行狀態改變氣動力特性以儘量提升各種狀態下的氣動效率的結構設計。其作用方法有許多，例如以機翼內的空腔抽除機翼附面層 ( 空中巴士的某型客機 ) 、或是改變機翼表面彎曲度、甚至未來可能用的微噴流都算。其中改變機翼彎曲度就可以套用柔性蒙皮，其使用方式簡單的說就是在骨架上裝設與飛控系統連結的機械設施，上面再鋪設柔性蒙皮，該機械根據飛控計算機命令運作，達到〝控制〞柔性蒙皮進而改變機翼表面弧度之作用。當把上述機械裝置以微機械取代進而與柔性蒙皮結合，就可稱做〝智慧型型材料〞。自適應氣動結構是現代飛機的趨勢之一，特別是需要具備全空域全速度功能的防空型戰機。每一種機翼形狀、翼面曲度都會有他最適合的高度、速度，因此以往的飛機只能突出任務需求方面的性能，至於其它的就只能遷就、或是儘量避免，例如早期的三角翼戰機，就以攔截為主，儘量避開低速纏鬥。而有了智慧型型結構後，可以調整出適合各種情況的翼面，使得升阻比儘量最高，這些都根據實驗證實了可行性。這種智慧型型柔性蒙皮同樣的被用在 S-37 前掠翼戰機上，可以解決前掠翼再高速時產生的離散效應等。這項技術在歐洲也有發展，未來 EF-2000 上也會有類似的技術。

觀察照片可以發現， SU-33UB 的複合材料使用率應該很高，從未塗裝照片可明顯的發現主翼與翼前緣為黃色，而他們中間的帶狀地帶是藍綠色，通常飛機的金屬部分因為加工的因素，多呈黃色，而照片中，除了機翼的帶狀部份外，機背、進氣道、左側前翼都是別種顏色，其中機背與進氣道部分顏色與機翼的帶狀地帶幾乎相同，可以推測這些部分可能都是複合材料，這也與蘇霍設計局說〝該機也注意到匿蹤〞互動印證。但這些地方未必全都是自適應結構，可能只是單純的複合材料而已。但筆者認為在左側翼前緣延伸部分的藍綠色部分可能是自適應結構，因為該處具有控制翼前緣延伸處氣流的效果，有這種設備頗為合理。此外，右側同一地方沒有，可能是仍在驗證。

SU-33UB 的航電系統是很先進的，包括人性且高度自動化的座艙接口、先進的環境意識系統 (SA) 等等，屬於第五代戰機水平。

SU-33UB 採用並列雙座座艙，數據顯示主要由一個 21 英寸以及 4 個 15 英寸液晶顯示器負責，原型機上在左側設有抬頭顯示器 (HUD) ，俄國也正在發展頭盔顯示器以取代抬頭顯示器。座艙以〝黑暗座艙〞的原則設計，也就是說除非機上有系統故障，否則系統不會發光或發出聲響，只會保持〝緘默〞，這樣可以減低飛行員的精神負擔，且一旦真的有事，飛行員對於系統發出之警告也較敏感。

飛機高度自動化儘可能減低飛行員的工作量，使飛行員在一些情況只需做〝決定〞而〝不必操縱飛機〞。舉例來說，當 SU-33UB 進行機炮空戰時，飛行員只須選定目標，進入一定的空域，並扣板機即可，而不需要不斷的校正飛機；又例如低空飛行時，飛行員只需顧著找目標、鎖定、發射武器等，而不必擔心飛機撞地，因為那些都由計算機處理了。人性化的接口讓飛行員往往只需做攻擊與否的決定而不必將過多精力放在繁瑣的操縱，並將精神聚焦於任務執行、戰術運用等等。

多路訊息取得系統，使飛行員能接收 360 度的戰場環境，提升飛行員的環境意識 (SA) 。所謂的〝多路訊息取得〞顧名思義，是說用許多渠道取得戰場數據，再加以整合，得出有用的信息給飛行員。探測方式可包括雷達、紅外線、各種頻道無線電、甚至我軍船艦、衛星等等皆可，這方面美國 F-22 與 JSF 幾乎發揮了當代極致。 SU-33UB 這方面至少包括前、後視相控陣雷達；環場紅外線探測；多頻道無線電；多機數據鏈互連；預警機與地面戰管資料等。衛星方面，目前俄羅斯軍用衛星幾乎不具備實用價值，故從衛星取得數據應該不是 SU-33UB 的重點；機對機數據鏈方面， 1999 年推出的 SU-30MKK 的數據鏈最多可連結 16 架飛機， SU-33UB 應該約是這個水平。多路訊息系統使 SU-33UB 能發現並鎖定 360 度方位角以及一定俯仰角內的戰機的熱訊號並導引飛彈攻擊；在飛機前半球及後半球以雷達發現並鎖定敵機；環場飛彈來襲警告；以雷達預警系統提供反輻射數據；自動以數據鏈連結其它 SU-33UB 或有類似系統的戰機，使其它飛機能進行無線電緘默作戰 ??? 等。

機上裝備每秒運算 100 億次 (10GHZ) 的計算器，以處理上述複雜的數據。該計算器之運算能力已屬於超級計算機級，算是很大的進步。

SU-33UB 裝備了機上氧、氮氣製造器，能從外界空氣中取得氮與氧，經適當混合後提供飛行員使用。與過去的氧氣瓶相比，這種系統沒有供氧限制，滯空時間可以更長，且重量較輕。這是當前新世代戰機使用的供氧設備，在俄國戰機中也是首次使用。

雷達是〝隼〞式 (SOKOL) 相位數組雷達，空對空探測距離最大 170 到 180km ，追蹤距離 60 到 80km ，追 30 打 6 ，對驅逐艦 300km ，對快艇 180km ，鐵路橋樑 150km ，移動坦克 25km ， X 波段。還可以同時處理空中及地面海面目標。在飛機〝尾刺〞內則裝有〝法蘭〞 (FARAON) 項控陣雷達，是隼式的縮小版。

動力系統

原型機使用具有向量推力系統的 AL-31K 改良型，最大推力 13300kgw(130.3knt) 。量產型可能使用 AL-31FP 的海軍型 ( 最大推力 14500kg ) 或最新的推重比達到 10 的 AL-31FP 改型。

由於 SU-33UB 是 1999 年新改造的戰機，而且改動幅度甚大，不太像是單純的實驗機。從 SU-33UB 的任務需求以及 SU-33 將提升成 SU-33UB 等級的情況來看， SU-33UB 可能與改良的 SU-33 並列為俄羅斯第五代艦載機。若如此，情況與 SU-34/32FN 類似，後者因此考慮裝備 AL -41F 發動機以與第五代戰機保持後勤共通性極更高性能，所以 SU-33UB 的量產型不無可能使用 AL -41F 。

總結

增大翼面積、減輕設備重量以及智慧型型材料的使用，使 SU-33UB 成為側衛家族戰機中氣動力特性最好的，升阻比大於 13 而基本氣動力特性未減的情況下，氣動力效率將高過 SU-35 。其落地速度已經減低到 220km /hr ，相當適合航艦使用。優異的氣動力外型加上向量推力的使用使其能完成超機動動作、過失速機動等。機動力增加之餘，航程也增加 15% 到 20% 。載彈量也由 SU-33 的 6000kg 提升到 7000kg 。此外航電上的大幅精進讓他可以同時對付遠距離的空中及地面海面目標，減低飛行員負擔的駕駛艙以及並列雙座配置也使飛行員能長時間執行這些任務。

整體而言， SU-33UB 在氣動力效率 ( 關係到機動力、武器籌載、航程等 )SA 系統等方面具有第五代戰機水平，也注意部份匿蹤性能 ( 例如較多複合材料 ) 。加上之前的討，可以猜測，她可能是俄國第五代艦載戰機，或是類似 SU-30 這種〝指揮機〞。

蘇霍設計局指出，這架飛機除了可用於海軍，空軍也相當適合使用。蘇或設計局還以此機參加印度下一代艦載戰機的競標。目前這架飛機還在進行各項測試。