新世紀的鷹鶴之爭：SU-35 VS F-15

SU-27系列戰鬥機與F-15系列戰鬥機相比，究竟誰更強？這個話題一直在軍迷圈中爭論不休。前段時間有乎友詢問筆者兩者的最新發展型號如何比較性能優劣，筆者也想借這個話題繼續探討一下，故寫下此文。

Part I 持續進化的「鷹」

由於空優構型的F-15C/D系列已於上世紀80年代後期停產，空優型F-15主要通過逐步改各項子系統進來提升性能，比如從上世紀90年代開始的MSIP（多階段改進計劃），讓F-15系列不斷提升電子設備性能，將老型號的AN/APG-63平板裂縫天線火控雷達更換為新型AN/APG-70平板裂縫天線火控雷達與AN/APG-63(V)1平板裂縫天線火控雷達。

APG-63是最早使用平板裂縫天線的脈衝多普勒雷達，體現了美國先進的電子工業水平

F-15C/D的發動機從F100-PW-100升級到F100-PW-220E或者在生產時就已安裝F100-PW-220，220/220E型相較100型增加了FADEC（全許可權數字式電子控制）系統，可靠性與穩定性大為提升，推力則少許降低（從100型的105.7KN降低到104.3KN）。

航電架構升級到聯合式，駕駛艙增加了1-2台MFD多功能顯示器，將原來的CRT顯示器更換為單色顯示器。進入新世紀後，又進一步增加了JHMCS（聯合頭盔指示系統），JMPS（聯合任務規劃系統）等軟硬體，還計劃在未來幾年內安裝EPAWSS（鷹的主被動告警與生存系統，集成了全數字式的電子戰設備、雷達告警裝置、箔條與熱焰彈投放裝置）。

經過MSIP改進後依然保留較多機械式儀錶的F-15C座艙

雙重任務戰鬥機F-15E由於生產年代較晚，部分改進更為徹底，比如使用了三軸數字式控制增穩操縱系統與推力達到129.4KN的F100-PW-229型發動機。航電架構直接採用聯合式，使用4條H009數據匯流排與4條1553B數據匯流排在各子系統/設備間建立互連。駕駛艙前艙使用1台HUD平時顯示器3台MFD多功能顯示器，後艙使用4台MFD多功能顯示器。

作為雙重任務戰鬥機，F-15E一般都帶著保形油箱（CFT）執行任務

F-15E同樣在服役後不斷進行改進，換裝了新型ADCP計算機，安裝了JHMCS與EPAWSS，將原有的單色顯示器替換為彩色顯示器。

2000年，18架改裝AN/APG-63(V)2有源相控陣天線雷達的F-15C/D交付美國空軍。

AN/APG-63(V)2使用被稱為「磚塊」的T/R組件，天線造型是方正的矩形。

從2010年開始，美軍開始將F-15C/D系列戰鬥機的雷達升級為AN/APG-63(V)3，這款新型有源相控陣雷達使用AN/APG-63(V)2的軟體與AN/APG-79的硬體，使用了性能較之前的AN/APG-63(V)2有較大提升（設計年代較早的AN/APG-63(V)2的T/R組件依然使用「磚塊」式結構）。與之類似的，F-15E系列戰鬥機也開始換裝在AN/APG-63(V)3的基礎上進一步改進的AN/APG-82(V)1雷達。

AN/APG-63(V)3雷達使用了新型「瓦片」式T/R組件，圖中被透波罩罩住無法直接看到。

總的來說，F-15系列戰鬥機在經過多次改進之後，其航電設備的性能始終保持在國際先進水平，尤其是AN/APG-63(V)3等有源相控陣天線雷達的改裝，使其雷達感測器性能達到三代機最先進水平。

而F-15系列戰鬥機與生俱來的固有缺陷，諸如未採用翼身融合技術提升升力性能與最大升力係數、未採用主動控制技術與放寬靜穩定度等，則無法通過簡單的航電升級來彌補。這主要是由於F-15的基本設計完成於上世紀60年代末，那個年代對旋渦空氣動力學與主動控制技術的研究還遠不夠充分或者不具備使用條件，使F-15的氣動設計雖然簡單高效，但是不夠先進。

Part II 「鶴」家族的新成員

2014年2月，第一架生產型SU-35S交付俄羅斯空軍，這標誌著蘇霍伊公司30多年來謀求徹底改進SU-27S的目標終於成為現實。

早在1983年，蘇霍伊設計局就開始研製SU-27M來改善SU-27S的種種缺陷，但隨著蘇聯解體、國際國內形式的劇變，蘇霍伊設計局最終沒能完成SU-27M。

1997年9月7日，美國的第四代戰鬥機F-22的EMD（工程製造發展）機型實現首飛，2005年12月，美國空軍宣布F-22已實現IOC（初始作戰能力）。長期沒有希望獲得下一代戰鬥機的俄羅斯空軍迫切需要一款過渡型戰鬥機來武裝自己。而一直沒有放棄改進SU-27的蘇霍伊公司把其SU-27BM方案提交給俄羅斯空軍並獲得了後者的肯定，之後SU-7BM得到正式編號SU-35。

SU-35S雖然外觀與SU-27S較為相似，但改進幅度已大到可稱為脫胎換骨

俄羅斯空軍將SU-35S稱為SU-27系列的終極改進型，具體的改進有：

1、航電系統部分借鑒了正在研製中的俄羅斯第四代戰鬥機的相關係統，採用綜合式航電結構，其特點是使用通用計算單元替代聯合式航電結構中各個子系統配備的獨立計算機，使用GOST26765.52-87數據匯流排連接子系統/設備間建立互連，系統綜合程度較聯合式更高；

SU-35S的座艙，面板空間幾乎被兩個大尺寸多功能顯示器佔滿，看不到機械儀錶

2、配備了新型「雪豹」E無源相控陣天線雷達，在採用電子掃描天線的基礎上增加了機械轉動結構，彌補了電子掃描雷達掃描範圍較小的缺陷，雷達天線尺寸達到960mm，平均功率達到5KW；

在航展上展出的雪豹-E雷達，其相控陣天線被安裝在可以轉動的機械裝置上

3、採用三軸四餘度數字式電傳操縱系統取代了SU-27S使用的單軸（俯仰軸）模擬式電傳操縱系統，同時集成了推力矢量裝置（TVC）的控制，大大提升了TVC的易用性和可操作性；

4、其主翼與垂尾部分區域進行了結構加強，大大改善了SU-27系列戰鬥機主翼結構強度不足的問題。使用高強度連接件及高壽命材料，壽命延長到6000飛行小時。同時增加了內部油箱容積，內部燃油較SU-27S增加了2100Kg。取消了機背減速板；

5、安裝了新型117S加力渦扇發動機，採用FADEC（全許可權數字式電子控制）系統，最大加力推力達到142.1KN。配備有可以±偏轉15°的推力矢量噴管，其推力矢量噴管可在錶速550km/h以下使用；

6、採取降低正面RCS（雷達散射截面積）措施，正面RCS從SU-27S的大於15㎡降低到約4㎡。

Part III 「鷹」與「鶴」齊飛，誰更勝一籌

在全面對比SU-35與F-15飛機之前，筆者必須指出，SU-35是大量採用四代機研製成果，一定程度上帶有驗證性質的過渡型第三代戰鬥機，與60年代末完成基本設計，以維持部隊編製、機隊規模為目的繼續使用的F-15C/D系列相比具有天然的優勢，擁有第四代戰鬥機的美國顯然不可能以SU-35的標準去研製F-15的改進型。

一、比較SU-35與F-15的基本氣動設計：

SU-35採用帶邊條翼的升力體常規布局設計，其邊條翼可以在一定迎角下產生邊條旋渦，通過旋渦與主翼的有利相互作用，改善升力特性、提高最大升力係數。主翼為懸臂式中單翼，水平幾何形狀為後掠翼，前緣後掠42°，帶有可動前緣襟翼，機翼面積62m2。

而F-15採用普通常規布局設計，沒有採用翼身融合設計。主翼為懸臂式上單翼，水平幾何形狀為切尖三角翼，前緣後掠45°，前緣沒有可動前緣襟翼，而是按固定角度扭轉，機翼面積56.5m2。

SU-35延續了SU-27的基本氣動設計，僅僅做了一些細節調整，明顯優於F-15。

二、比較SU-35與F-15的常規機動性與能量機動性：

1、能量機動性對比：

首先計算空戰推比，條件為4枚空空導彈+50%機內燃油。

SU-35S的正常起飛重量據稱為25300kg（帶4枚空空導彈），內油按SU-27S增加2100kg計算為7370kg，空戰重量（正常起飛重量-50%內油重量）為21615kg（這裡忽略不可用油造成的誤差）。SU-35S的海平面最大加力推力為142.1KN×2=284.2KN，約合28980kgf，據此計算的SU-35S空戰推比為1.3407。

F-15C的正常起飛重量為20535kg（帶4枚AIM-120），內油為6100kg，空戰重量為17485kg。F-15C的海平面最大加力推力為104.3KN×2=208.6KN，約合21271kgf，據此計算的F-15C空戰推比為1.2165。

F-15E由於普遍安裝保形油箱，這裡分別計算保形油箱空載和半載的狀態。

保形油箱空載狀態下F-15E的正常起飛重量約為21600kg，內油為5950kg，空戰重量為18625kg；保形油箱滿載狀態下F-15E的正常起飛重量約為25860kg，內油為10210kg，空戰重量為20755kg。F-15E海平面最大加力推力為129.4KN×2=258.8KN，約合26390kgf，保形油箱空載狀態下F-15E空戰推比為1.4169，保形油箱半載狀態下F-15E空戰推比為1.2715。

（筆者近期得到了F-15E手冊，根據手冊值發現一個原計算的重大錯誤，即F-15E的21600kg起飛重量是不攜帶CFT的數值，2個空CFT重達約1981kg，F-15E不攜帶CFT狀態根據手冊數據推算的空戰重量為19004kg，空戰推比1.3832，F-15E攜帶空載CFT狀態的空戰重量為20985kg，空戰推比1.2527。）

再計算一下空戰重量下的翼載荷。

SU-35S的機翼面積為62m2，空戰重量為21615kg，翼載荷為348.63kg/m2；F-15C的機翼面積為56.5m2，空戰重量為17150kg，翼載荷為303.54kg/m2；F-15E保形油箱空載狀態下空戰重量為18625kg，翼載荷為329.6kg/m2，保形油箱半載狀態下空戰重量為20755kg，翼載荷為367.35kg/m2。

從SU-35S的空戰推重比來看，其能量機動性好於F-15C與保形油箱半載的F-15E，差於保形油箱空載的F-15E。

2、穩定盤旋性能對比：

F-15C的穩定盤旋性能比較好找，筆者有F-15C手冊上標註的F-15C穩盤性能圖表，使用F100-PW-220發動機，總重37000lb（約合16783kg）。

如圖所示，F-15C的最大盤旋角速度為21°每秒（海平面高度、0.72馬赫）

而SU-35S的常規機動性能還未完全公開，筆者只能通過2014年SU-35S的一段飛行表演進行推測。

2分36秒，SU-35機身橫滾近90度，進入高G穩盤狀態

2分40秒，SU-35進行穩定盤旋中

2分46秒，SU-35完成180°盤旋，開始改出

2分47秒時，SU-35S已經改出盤旋，正在恢復平飛

根據這段視頻研判，SU-35在超低空高度的穩定盤旋角速度至少達到了18-20°每秒，這個水平與F-15C相當。

3、瞬時盤旋性能對比：

SU-27S由於主翼強度不足、最大可用迎角較小，其瞬時盤旋性能在跨音速範圍遜於F-15C，這個結論已經沒有什麼爭議。

上圖截取自SU-27系列某型飛機手冊，圖中「допустимые углы атаки」的意思是「允許使用迎角」，「для самолётов без подвесок или с ур」的意思是「飛機不攜帶掛架或導彈」，「по устойчивости и управляемости во впк」可以理解為「在保證穩定性與操縱性的情況下」。其可用迎角在0.5M時為24°，0.7M時為22°，以此類推。

SU-27S的最大可用迎角在26°左右，遠低於F-15系列的30°。而SU-35S通過使用帶有新型數字式電傳操縱系統的飛行控制系統，大幅度提升了最大可用迎角，據蘇霍伊相關人員的描述「最大可用迎角超過了30°」。

結合SU-27系列在氣動設計採用更多提升大迎角狀態下最大升力係數和升力特性的措施，筆者推斷SU-35S的瞬時盤旋性能在低速段超過F-15系列，在跨音速段至少不低於F-15系列。

三、比較SU-35與F-15的敏捷性：

SU-35S採用三軸數字式電傳操縱系統，縱向適當放寬靜穩定度，其敏捷性較SU-27S又有所提高，筆者估計其靜穩定度放寬至-5%至-6%左右。

F-15系列除了最新型的F-15SA以外，均採用控制增穩操縱系統，未放寬靜穩定度。

可用得出結論：SU-35S的敏捷性高於F-15系列。

四、比較SU-35與F-15的航電設備：

如前文所述，SU-35S使用綜合式航電結構，較F-15系列使用的聯合式航電結構先進一代。

SU-35S使用的雪豹-E無源相控陣雷達性能高於AN/APG-63(V)1，低於AN/APG-63(V)3與AN/APG-82(V)1。

F-15系列普遍配備的JHMCS，SU-35S沒有配備類似設備，只有結構較為簡單的頭盔瞄準具。

SU-35S配備了型號為OLS-35的IRST（紅外搜索與跟蹤系統），F-15系列到目前為止沒有集成內置式IRST裝置。

綜合來看，SU-35S的航電設備與F-15系列互有優劣，SU-35S的整體航電結構更先進，感測器更多樣，F-15系列最新型號的雷達感測器性能更強，還帶有比較先進的頭盔顯示設備，能更好的發揮第四代近距空空導彈的性能。

五、最終結論

SU-35S在氣動設計、常規機動性、能量機動性、敏捷性等方面優於或不差於F-15系列的最新型號，在航電設備上與最新型號的F-15相比互有優劣。（以上結果不包括F-15SA，因為筆者掌握的此型號相關信息不夠充分）