苏-57战斗机

发展沿革

研制背景

20世纪70年代，苏联苏霍伊设计局为了后来居上，不惜放弃已经首飞的原型机，重起炉灶，推出了著名的苏-27战斗机，在气动技术上压倒了美国的F-15战斗机。但航空技术没有停顿，20世纪80年代末，苏联又开始研发新一代战斗机，以取代当时的米格-29战斗机和苏-27战斗机，当时的发展计划衍生出了苏-47战斗机和米格1.44战斗机两种型号。

20世纪90年代末，美国开始研发绰号“猛禽”的F-22战斗机，率先开始进入隐身时代，再次拉开了航空技术的差距。此时，由于苏联解体，继承苏联大部分遗产的俄罗斯无力独自承担新型战斗机极其高昂的研制费用，研制一度停滞。20世纪末21世纪初，美国除了开始正式服役F-22战斗机外，又开始研发F-35战斗机，F-22和F-35所代表的冷战时期隐身、超音速巡航、超机动和网络战能力代表了空战的新境界，俄罗斯空军再次面临来自西方的沉重压力。

21世纪以来，俄罗斯空军提出了未来航空兵五大计划并开始重新进行新型战斗机的招标工作，这五大计划分别是未来远程航空系统（PAK DA），未来运输航空系统（PAK TA），未来截击航空系统（PAK DP），未来强击航空系统（胡蜂 EP）和未来战术空军战斗复合体（PAK FA，又称未来前线战斗机系统）。2000年，俄罗斯和印度就联合研制第五代战斗机开始进行接触，时任苏霍伊公司领导人波戈相曾向印方承诺，俄方研制的新一代战斗机的性能将与美国的F-22相当，鉴于印度也想从俄方那里获得制造第五代战斗机的技术，因此两国很快便在联合研制新一代战斗机的问题上达成了初步协议。

建造沿革

2002年，俄罗斯空军委托苏霍伊设计局主导“PAK FA”计划的发展，代号为“I-21”，其中有一个较小版本用于俄罗斯海军航空部队，即“PAK KA-未来舰载航空系统”，印度也加入其中并“负责”开发双座型。在“I-21”的研制中，苏霍伊设计局融合了苏-47和米格1.44战斗机的技术，制造出了T-50战斗机，T是三角翼的意思（前掠翼或者后掠翼的内部代号则为S）。T-50即为苏霍伊设计局竞标俄罗斯国防部第五代战机项目的原型机，苏霍伊设计局在竞标中击败俄罗斯米格飞机制造集团取胜，俄罗斯的发动机制造商“土星”科研生产联合体（NPO Saturn）则被选择为T-50提供发动机。

2007年4月24日，“土星（Saturn）”科研生产联合体首次对外透露了俄罗斯第五代战斗机可能的布局图片。T-50原型机原计划2008首次试飞，这是之前印度提出与俄罗斯合制的时间，但由于引擎研发及其他技术问题，试飞时间延期为2009年8月。之后在2009年5月时，因为国防部资金短缺及合约到期，负责发动机制造的“土星”科研生产联合体暂停研发，试飞再次延期。后来根据新型战斗机的试验大纲，自2009年12月22日起，T-50全尺寸试验机将在跑道上进行高速行驶，以便对地面上的不同结构件进行调整。

服役历程

2010年1月29日，T-50首架样机T-50-1准备完毕，在阿穆尔河畔共青城飞机跑道上起飞，完成了历时47分钟的首次试飞任务，这比美军的F-22晚了整整13年。两周之后，T-50-1再次试飞，机身采用了新的三色伪装，分别为白色、蓝色和灰色， 并带有编号51的标志。截至2010年3月26日，该样机共进行了六次试飞，随后被局部分解，同T-50-KNS样机一起被运往莫斯科郊区的茹科夫斯基军事基地。重新组装后，T-50-1于2010年4月29日进行了第七次试飞，并分别于5月14日、5月25日和6月3日再次进行了试飞。

2010年6月17日，T-50-1在茹科夫斯基进行了第16次试飞，仅持续了4分钟。经过较长时间的停顿维护，从2010年8月底起， 密集的飞行试验项目重新启动， 旨在为印度国防部及其国有飞机制造商印度斯坦航空公司（HAL）进行演示。2010年底，T-50第二架样机T-50-2也加入了飞行试验项目。由于没有任务系统， 前两架飞机将用于空气动力试验和早期飞行试验，同时对最初的推进系统、导航系统以及飞行控制系统进行评估，按计划在2011年，后两架样机T-50-3和T-50-4将安装完整的导航与攻击系统。当时苏霍伊公司表示，T-50原型机的研制试验将在茹科夫斯基持续至2012年，试验项目将包含2000多次试飞，随后将在阿克纠宾斯克的军事试验中心进行初始评估和状态验证。此外还计划参加 2011年8月的莫斯科航展，并预计在2016年进入服役。

2010年10月，俄罗斯联合航空制造公司表示在年底前可能与印度签订设计草案协议，时任印度空军总参谋长表示采购T-50的费用为250亿美元左右，但由于印度计划大量采购西方新型战斗机，是否仍将订购T-50战斗机还不确定。2011年3月3日，T-50-2进行了44分钟的试飞，此时两架原型机都未安装雷达及武器控制系统。2011年8月，在第10届莫斯科航展中，俄罗斯首次现场展示了第五代战斗机T-50原型机。

2012年2月，T-50的三架原型机参与各项测试，总飞行次数已超过120次，而第四架样机T-50-4也很快将在2012年后半年加入测试。2012年8月，第三架原型机T-50-3试飞中开始进行对主动电子扫描雷达的测试。2012年8月12日，为庆祝俄罗斯空军成立100周年，T-50战斗机继2011年莫斯科国际航展首度亮相后，再度出现。2012年秋天，澳大利亚军事智库Air Power Australia军事分析师们对苏霍伊设计局的T-50和美国的F-22及F-35“闪电2”进行了对比，分析认为T-50在很多方面要优于美国的同类型号。2012年12月2日，第四架原型机T-50-4首飞。

2013年，T-50又进行了近100次试飞，其后的9个月再进行多20次。

2013年8月，俄罗斯为T-50研制出一种机载供氧系统，并打算将其运用到其他高空飞机上。之前俄罗斯的飞机仍然在使用氧气瓶系统，重约90千克，飞行在4000米高空中的飞行员必须监控其空气和燃料供应。而新的机载供氧系统设计仅重30千克，结构更加紧凑，能够供应远多于同等重量的氧气瓶供给的氧气，俄罗斯计划开始用机载供氧系统更换所有飞机上的氧气瓶。

2014年6月10日，T-50战斗机第5架原型机T-50-5在茹科夫斯基空军基地地面起火，随后被运回阿穆尔河畔共青城厂维修。2014年10月30日，俄罗斯技术国家集团下属的雷达电子技术公司交付第一批为T-50研制的“喜马拉雅”电子战系统，该系统的应用不仅改善了飞机的抗干扰能力和生存力，同时也最大限度地抵消了敌方飞机的隐身技术。2014年11月2日，T-50战斗机再次试飞，翼下增添了四个挂架。

2015年，时任俄罗斯总统普京宣布第一批T-50即将交付俄罗斯空军，并开始部队测试，然后组建飞行大队，而飞行试验将继续在茹科夫斯基进行，试验时间大约持续五年。2015年12月8日，时任俄罗斯国防部副部长尤里·鲍里索夫表示，T-50的飞行性能试验接近尾声，已经在进行航空电子设备测试。

2017年8月11日，俄罗斯空天军总司令邦达列夫表示，正在测试的俄罗斯第五代战斗机T-50正式命名为“苏-57”。第五代战机的第一阶段测试将于2017年12月结束，随后开始第二阶段测试，按计划将于2019年开始小批量生产。2025年，俄罗斯计划将用苏-57战斗机全部替换老旧的米格-29和苏-27战斗机。

2018年3月1日，两架苏-57战斗机在叙利亚完成为期两天的测试项目，苏-57第一阶段试飞任务已完成，2018年俄国防部将同有关企业签署购买12架苏-57的合同。

技术特点

设计特点

苏-57战斗机作为俄罗斯的第五代战斗机有着显著的不同，之前的战斗机只能在很短的时间内进行超音速飞行，而苏-57则要在不借助加力燃烧室的条件下保持高速飞行，同时具备很强的机动性并能够携带高效的武器系统，以实现超音速状态下的作战。在飞机的招标细则中，从气动力、推进系统和任务系统等方面对战斗机提出了严格的设计要求。苏-57采用了常规布局，对飞机侧翼进行了改进以满足雷达隐身、超声速巡航和机动性能等方面的新要求。飞机的两个发动机舱间距较大，因此能够在两舱之间安装两个武器舱，同时飞机的垂直尾翼被改进为翼身融合的整体式尾翼。机身上安装了用以限制雷达入射波回波的多棱角翼面，主翼上加装了鸭翼和水平翼面，从而构成了均匀的气动翼面，能够适应大范围的飞行包线。

苏-57战斗机在气动设计方面，最显著的特征是机翼前缘延伸部分加装的可动边条，这是一个设计创新，起到可控涡升力的作用。机翼前缘的延伸部分会将推力中心前移，增加飞机在气动性能方面的不稳定性，从而增加其机动性能的不稳定性。之前苏联/俄罗斯在进行苏-27M验证机试验时，也存在这两方面的不稳定性，但苏-27原型机的气动性能却非常稳定，而苏-57这两方面的不稳定性是之前苏-27M验证机的两倍。因此，当推力中心自然前移，同时飞机的机动性能降低时，这种新型设计的优势尤其能够在超音速飞行上体现出来。苏-57的主翼为三角形，其后掠角为48°，机翼后缘的后掠角为10°，这两者加装了两组双侧升降副翼。整体水平尾翼的外形与主翼相似，双垂直尾翼也为整体式设计，尺寸较小，向外侧倾斜约26°。苏-57的活动喷管保证了其具有与苏-30MKI相当的推力矢量，活动喷管和其它活动面都由莫斯科航空电子公司开发的KSU-50飞行控制系统进行控制，这些特征使苏-57也能够从短跑道上起飞。

机型结构

苏-57战斗机机身的横截面为椭圆形，主要由钛铝合金建造，13%为复合材料。机鼻雷达罩在前部稍微变平，底边为水平，目的是将它的反尾旋性能最优化。尾翼布置在发动机舱两侧的尾撑上，力矩点在发动机尾喷口以后，这与F-22和F-35战斗机一样，是由于梯形机翼带来的重心前移导致发动机布局也随之前移的问题所致。和F-22不同的是，苏-57没有采用那种尾翼和机翼形成重叠剪裁的形式，机翼上也没有过多的控制面。

苏-57战斗机采用两个和F-22极为相似的外倾双垂尾，位置布置比较靠前，翼根弦长有接近一半与机翼根部重合，垂尾根部在发动机舱外侧，外倾角度大约在27度到29度左右，这样设计主要是为了大迎角状态下垂尾的使用效率，在大迎角时边条产生的涡流带来的稳定强气流会对垂尾形成有利干扰，减小机身屏蔽，使飞机有较好的大迎角飞行的稳定性和可控制性，采用相同设计的F-22在迎角达到60度时垂尾仍然能提供有效的稳定和一定的控制响应。

苏-57战斗机驾驶舱的设计着重于飞行员的舒适性，使飞行员能够以极高的重力负载操驾下控制飞机。机上配备了新型的弹射椅和维生系统，几何可变适应弹射椅以60°角的倾斜，用来减少高重力之下对飞行员的冲击，这种座椅可以让飞行员以一般情形下无法承受的高重力负载来做出近战缠斗（dogfight）。

动力系统

苏-57战斗机在试验阶段采用两台土星公司生产的AL-41F1-117S喷气发动机，单台发动机的推力约为15吨，该发动机由苏-27战斗机的Al-31F发动机改进而来，增大了进气道直径，采用了新的高低压涡轮机，改进了燃烧室并采用了新型的全数字发动机控制系统（Fadec）。AL-41F1-117S发动机装备前还需进行更多试验研究，届时正在研制过程中的另一款全新的18吨级喷气发动机将取代它的位置。苏-57最大推力为2×107千牛，加力推力2×167千牛，发动机推重比超过10，且具备矢量推力技术，由于发动机的高推重比，苏-57可于300-400米内起飞。俄罗斯在矢量推力技术的探索中，没有模仿美国的技术模式，而是独辟蹊径采用了喷口转向技术。由于喷口转向矢量推力的方向性、控制力度和准确性等因素，喷口转向产生矢量推力的效能比喷流舵面要高出很多，因此这种技术的优势是不言而喻的。但喷口转向技术也有其复杂性，由于发动机矢量推力的控制效能太强，在与飞控系统的交联上，非常不容易进行软件设计；其突出问题是稳定控制难度大，发动机喷口转向所形成的操控力矩太大，很难通过舵面加以平衡，由于控制失当而产生的角速度发散将是致命的，其产生的力矩和惯性耦合足以使一架飞机解体。

机载武器

苏-57战斗机可携带10吨各式武器，为其研制的最新式武器有十多种，包括各种类型的导弹以及航空制导炸弹。苏-57拥有至少两个内置弹舱，整个武器舱室几乎占飞机容量的1/3，主要装载远距和中距空对空导弹。在执行的战斗任务不需隐身的情况下，可外挂智能炸弹及导弹。

苏-57将装备射程为120-230千米的中距空对空导弹，射程300千米以上的远距空对空导弹以及射程可达420千米的超远距空对空导弹。此外，苏-57装有一门30毫米GSh-30-1航空机炮。

航电系统

苏-57战斗机航电设备有了质的改善，不再是俄制战斗机的“软肋”。苏-57装备了季赫米洛夫研究所设计的N036雷达，该雷达有五套有源电子扫描阵列（AESA）天线，系统与两台机载电脑相结合，能发现400千米以外的目标，同时跟踪30个空中目标并向其中8个发起攻击。此外，苏-57上集成了独一无二的主动和被动雷达和光学定位系统，实现了“智能蒙皮”功能。

苏-57还使用了SH121雷达系统，当中包括了三部X波段雷达，分别置于正前方及左右两则。机翼另有L波段雷达，以应付对X波段有低RCS的低可侦测目标，如隐形战斗机。除先进的雷达系统外，苏-57还装备了新型无线电侦察和对抗系统，可以在不打开雷达、不暴露自己的情况下，发现敌人并实施干扰。

苏-57的电子战系统和对红外制导弹头的抑制系统能更好地保护其不被防空系统发现，尤其是美军的雷达系统。苏-57整合了IRST，光学/红外线搜索与追踪系统，飞行员对飞机的指挥控制也完全实现了数字化，所有信息都显示在座舱内彩色液晶大屏幕上。

性能数据

机体参数

乘员

1人

长度

19.8米

翼展

13.95米

高度

4.74米

机翼面积

78.8平方米

空重

18000千克

最大起飞重量

35000千克

动力

2台AL-41F1-117S加力发动机

推力

2×107kN（最大）

2×167kN（加大）

最大飞行速度

大于2.0马赫（2140-2600千米/小时）

实用升限

20000米（20千米）

航程

3500-4300千米

最大续航力

5500千米（不加油情况下）

作战半径

1200千米

起飞距离

300-400米

爬升率

350米/秒

翼载荷

470千克/平方米

推重比

0.97

总体评价

隐身性能

苏-57战斗机的隐身性能不比F-22逊色，机头、机舱、进气道等都采用了独特的形状设计，保证了对雷达波的低可探测性，为增强隐身效果，武器舱采取内置方式。从苏-57的仰、俯视图来看，其布局与F-22相似，放弃了歼-20采取的的鸭翼布局，而改为常规边条翼布局，二者都采取了保守但实用性较强的菱形翼传统布局，菱形翼是平衡隐身、机动、航程等方面要求的较好方案，这也表明菱形翼在隐身和机动方面的优势得到了东西方的认可。然而同样是因为隐身及超音速巡航需要，苏-57的水平和垂直控制面更小，这表明其希望使用矢量推力技术进行俯仰、偏航和滚转控制。但从机头和机尾来看还可以隐约看到苏-27的影子，因此似乎可以把该机视为创新与继承并存的一种战斗机，这也符合俄罗斯经济技术实力。这样的改变，似乎可以看出俄罗斯空军在新的战斗机计划中将气动布局经验传承放在了更为重要的位置，否则不会把原来的设计全面推翻。

苏-57的机尾仍旧保留了大尾锥，主要是为了减阻；机翼和尾翼前、后缘平行，使雷达反射信号只向几乎垂直与侧面的方向反射，避开了正前方和正后方。两个垂直尾翼向外倾斜，避免侧向发生镜面反射，这些都降低了整机的雷达反射面积。苏-57的进气道设计不同于F-22，反而类似于F-22的竞争者YF-23战斗机，属于上S进气道，水平面外侧有类似DSI形变辅助，但设计较为保守，可以看作为保证发动机正常性能做出的取舍。（新华网，环球网，网易）

机动性能

苏-57战斗机因为采用了苏-37/苏-30MKI系列的轴对称矢量推力喷口（TVC），所以隧道较厚。从飞机整体布局来看，进气道的位置与苏-27相近，有助于改善战机的大迎角性能；机身扁平，延续了苏-27的升力体设计，加上机翼面积较大，翼荷较低，因此具备较大的升力系数。苏-57机翼前缘后掠角似乎大于F-22，这显示苏-57更重视高速飞行和超音速拦截能力，从这一点来说，苏-57似乎也更像YF-23。此外，苏-57虽然采用了TVC，但是取消了鸭翼，也就是放弃了80年代俄罗斯战斗机典型的三翼面布局。从技术上讲，TVC为战斗机提供气动控制面外的一种控制方式，可以提高飞机低速、高攻角范围的机动性能，与气动控制面相配合可以增加飞机的迎角和机头指向能力。

从整体上说，苏-57放弃鸭翼除了隐身方面的考虑外，另外一个原因可能就是俄罗斯在气动、飞控等方面的进步，如创新性的增加了可动边条。因此能够在常规布局整合进TVC，进行飞控系统控制律的优化，即可得到较好的机动性能。苏-57避免了采用过多的控制面而造成飞机重量和复杂程度的上升，从而降低飞机的成本，另外也降低了飞控系统编写的难度，特别是各操纵面的偏转控制与协调的问题。综上所述，苏-57应该具备了与F-22同一等级的超音速巡航和机动性能，但会受到发动机推力不足所困扰。（新华网，环球网，网易）

综合评价

苏-57战斗机的设计更加突出高空高速和超机动作战能力，没有牺牲气动性能来换取隐身优势，原因之一是按照俄罗斯军方的“第六代战争”思想，未来战争的模式主要为非接触作战，突出远程精确打击武器的应用，因此，隐身战斗机的主要作用在于国土防空。

苏-57从战术层面上来看，其造成的重大影响则主要体现超视距空战和近距格斗空战上。根据美国最近的研究结果，未来发生超视距空战的可能性远大于近距格斗。美国做出这种设想主要是基于敌方空中力量很容易被其报、监视侦察（ISR）系统探测和跟踪，使其战斗机能够有足够的时间选择有利于自己的战斗类型和战斗地点。 但如果敌方战斗机拥有出色的隐身性能的话，这种优势将被大大削减。一旦苏-57投入使用，美国的情报、监视侦察系统就要以比原来更近的距离抵近敌机方能发挥作用，而像空中预*平台、空中加油机等高价值目标，在进入到这个距离时可能已经处在苏-57的攻击范围内了。还有重要的一点是苏-57具备的“极度敏捷性”将使得美国拥有的一些中距空对空导弹的命中率大打折扣，尤其像AIM-120，如果没有足够击败苏-57的机动能力的话，将受到极大的挑战。此外，苏-57比美国的F-22和F-35还有一大优势，那就是相对低廉的价格。据称，F-22和F-35比苏-57贵2.5至3倍（F-22单价约为1.4亿美元，F-35在1亿美元左右）。

综合来说，苏-57具有超声速巡航、综合探测系统、“体面的”隐身性能、“极度敏捷性”以及持续等特点，未来成熟量产的苏-57将在2015年后对以美国为首的西方国家在战术、战役、战略等各层面造成重大冲击。（国防科技杂志社）