SU-33艦載戰鬥機

    SU-33  ship based  fighter  made by KnAAPO 

                                                         By 楊可夫斯基

發展背景與發展史

性能剖析

一•外型、結構

   為了滿足航艦起降的高升力需求，SU-33在外型上主要的變化就在增升裝置。另外為了滿足航艦操作需要，增強結構、增強抗腐蝕性、機翼可折收等。

   在增升方面，首先是前翼，SU-33是SU-27家族中首度使用前翼的量產機，蘇霍設計局於1977年就開始與TsAGI合作研究加裝前翼的優勢，於1970年代末確定裝設前翼會帶來許多好處，這些好處包括增加運動性能、增加氣動力效率等，這主要歸因於前翼使氣動力中心前移並增加升力係數，不過SU-33的前翼只能同時同方向動作(作用角度-7度到+70度)，比較像可動的渦流產生器，且飛控電腦仍是類比式，因此前翼雖可增加她的靈巧力，但在SU-33上，前翼主要是用來增加升力，根據裝設前翼的T-10-24的數據，在僅多出前翼而其他條件與SU-27相同的情況下，30度攻角時的升力係數由1.79增至2.1，SU-33還有其他增升裝置，升力係數當然更大。

   主翼翼展仍為14.7m，但後緣向後延長且後掠角略減，面積因而由62.04平方米增至67.8平方米。平尾面積也增大。除了面積增大外，最特別的是他用了運輸機用的可下打超過45度的雙縫式襟翼，這種裝置能顯著增加升力，但也顯著增加重量，現代戰機還沒有這樣用的。因此SU-33的主意後緣與SU-27家族有顯著的不同：SU-27的主翼後緣只有一片襟副翼，同時具有襟翼與副翼的功能，而SU-33則是內側有兩片襟翼(被主翼摺疊線分開)，最外側有一片副翼。以上增升裝置應用的結果，SU-33的最大升力係數由SU-27的1.83增至2.4。著陸時升力係數1.43(SU-27是1.1)，著艦速度240km/hr。

    為了在航艦上停放及滿足短場起飛要求，SU-33的尾刺縮短了使得全長降至21.19m。機首空速管與尾刺於停放時可摺疊，進一步縮小尺寸。主翼與平尾可摺疊，摺疊後翼展約同於前翼，為7.4m，與水平面夾角135度，高度約等於垂尾。故其停放面積僅21.2m x 7.4m，竟小於較小的Rafale M(15.3 x 10.8)與F/A-18E/F(18.4 x 9.5)等新世代艦載機。

    在航艦上操作，機體必須承受降落時阻攔繩的拉力與較大的下沉速度(最多7.5m/s)、鹽分對機械的侵蝕、SU-33這類使用滑跳甲板起飛的戰機還要承受滑跳甲板作用於機體的力量。因而在機體結構、起落架強度等方面都與以補強，起落架還是專屬SU-33的KT-156單輪主起落架(含煞車，尺寸1030x350mm)及KN-27雙輪前起落架(不含煞車，尺寸620x180mm)，主輪距4.4m，其連線與鼻輪距離5.872m，鼻輪可轉動+-60度以方便甲板上的托運。與其他SU-27系列相比，KT-156與KN-27的油壓緩衝裝置明顯較長，可以減少起降時的作用於機體衝力。零零總總加起來，SU-33空重增至18500kg。  

     其他外形特徵還包括形狀稍微改變的垂尾、右移的光電球、左置的可收納空中受油管、座艙兩側的可收納夜間受油照明燈、主翼下各增加一個掛點、不知何故擁有SU-27家族最複雜的表面(開口非常多)等。

二•動力系統

    兩具AL-31K海軍用AL-31F，單具最大推力13300kg，除了增加推力以補償重量的增加外，還有抗鹽處理。增大的推力對SU-33而言並不是讓他有更高的推重比，SU-33比照SU-27的正常起飛籌載時(燃油5000kg，武器1400kg)，推重比僅略大於1，並沒有提高，其主要的短距起飛訣竅還是在於前述的各種增升裝置及航艦上的最大推力前攔阻裝置(還沒達最大推力時阻止飛機前進)、滑跳甲板等。

三•航電系統

    SU-33的航電改良主要在射控、導航等方面，以滿足多用途、航艦起降需求。座艙內仍密佈傳統儀表，比較重大的改變是首次使用後傾30度的K-36K彈射椅以及增高的腳蹬以增加飛行員抗G能力。其中飛行、導航、通訊系統與艦上降落輔助系統的連結是相當重要的改進。後者將再討論她的艦上操作時介紹。   

      PNK-10K飛行暨導航系統包括SDU-10K線傳飛控系統、SAU-10K自動飛行系統、綜合導航系統等。SDU-10K四重類比式三軸線傳飛控系統是全線控的(而不像SU-27S只有俯仰方向線控)，加以前翼的使用，SU-33機動力勢將高出SU-27S不少。不過因為前翼只能同時同方向運動，且FBW不是數位式的，因此應不能做出SU-35那樣詭異的機動，但再傳統空戰中的能量運動等方面仍是很優異的(不過不知道是類比系統的缺陷，還是保養不當，目前SU-33的失事紀錄有多起都與飛控系統失靈有關)。SAU-10K自動飛行系統能控制發動機，並接受綜合導航系統指示精確的飛往導航點或目標，因此SU-33能自動返回航艦，此外於著艦時，飛行系統與航艦上的K-42阻攔系統偕同處理飛機接近航艦、降至某個高度，甚至全自動降落(試飛時曾測試成功過，有沒有成熟到平時都在用就不知道了)。綜合導航系統除了原有的慣性導航、無線電台導航外，還加入GPS校正，後者也是SU-33能精確歸艦的關鍵之一。

     通訊系統方面，能接受航艦指揮中心或艦載預警機(一開始預設為An-71)之指揮，可由飛行員或自動飛行系統操作飛機前往目標等。

      射控系統方面，包括雷達與光電系統。雷達為NIIP公司的NO-01改，是SU-27上的NO-01改良型，主要改進項目在於增加對面作戰能力，使之能偵測並攔截掠海飛行的反艦飛彈，其餘性能則幾乎相同。光電探測系統方面使用改進了的46Sh(OLS-27K)紅外線搜索暨雷射測距系統，以及第二代頭盔瞄準具HMS。另外在某些SU-33的光電球前方裝射了偵測飛彈熱源的飛彈來襲警告器，這代表其他部份應該也有類似的裝置，只是很小所以看不到而已。

    警告系統方面，使用新型雷達警告器(白樺樹)及新型翼端電戰莢艙，另外在某些SU-33上裝有飛彈來襲警告器(偵測紅外輻射)。

    SU-33還有許多已經服役的莢艙，包括偵查莢艙、電子干擾莢艙等。

四•武器、籌載

    SU-33共有12個外掛點，最大外掛量6500kg。

    對空武器方面包括Gsh-30-1單管30mm機炮；R-27R/ER半主動雷達導引飛彈(ER是增程型)，R-27T/ET追熱飛彈(E是增程型)以及能攔截高度3m以上的反艦飛彈的R-27EM，以及R-73系列追熱飛彈。因為射控系統的關係他仍不能發射最新的R-77射後不理飛彈或KS-172超長程攔截飛彈。

    對面作戰方面，一開始計畫裝備與他幾乎同步的寶石飛彈，但SU-33升級前還不能發射對面導引武器，只有一些傳統炸彈可用。可見其現有任務在於防空與反反艦飛彈，在確保空優後提供蘇聯超長程反艦飛彈使用機會。在近年的航展中，SU-33已搭配Kh-41、Kh-31A、寶石等反艦飛彈展出，不確定是否已經改良完成。

五•SU-33在航艦上的操作

     SU-33於停放時主翼、平尾可摺疊，摺疊後翼展7.4m，停放面積22x7.4平方米，為同噸位艦載機中最小的。在航艦上最大起飛重量29940kg(也就是滿載燃油後還可多帶約2000kg外掛)，而最大飛行重量/最大陸基起飛重量達33000kg。即他可在對空武器與燃油全滿的情況下於航艦起飛，因而此時能發揮其3000km的最大航程；也可以攜帶超過2000kg的外掛，如炸彈，或各式反艦飛彈(升級後)起飛後，再經由另一架SU-33以夥伴加油方式灌滿油。因此其航程、籌載表現仍是很好的。SU-33雖然可以接受Il-78空中加油機的加油服務，但他主要由其他SU-33以UPAZ浮錨式空中加油莢艙為他進行夥伴加油，UPAZ莢艙掛於SU-33的機腹，最多可載6000kg燃油。 

     庫茲涅佐夫航艦有3條可供SU-33起飛的跑道，兩條長度105m，一條195m(主要用來供艦載預警機或運輸機起飛，SU-33只需要105m)因此庫艦可再短時間內起飛3架SU-33。起飛時，先以捕捉勾勾住固定裝置，待發動達最大推力時再放開，最後經由滑跳甲板起飛，此時速度只有140km/hr。

   SU-33的飛行暨導航系統能讓他精確的自動飛回航艦，最後與著艦系統合作進行高自動化降落。降落管制艦橋的管制團隊透過〝阻抗-K-42〞(Resistor-K-42)著艦輔助系統指引飛機著艦：當SU-33進入某個區域後，艦上降落雷達就鎖定飛機，並以無線電讓自動飛行系統校正飛行，此外飛行員可藉參考位於跑道左側的Luna-3彩色輔降燈之位置進行手動校正，系統允許SU-33在偏離降落跑道4度以內的降落工作。進場時升力係數為1.43，速度240km/hr以下(240km/hr是最安全速度，不是最低速度)，此時動力全開，以便於著艦失敗時足以再次升空等待下次著艦；降落成功時，捕捉勾勾住阻攔鎖，繼續拖行約90到100m而停止，過程中飛機受到-3到-4.5G的加速(即給予飛行員往前的力，就像緊急煞車一樣)，起落架所能承受的最大下沉速度達7.5m/s。因為能承受比較暴力的降落方式，因此全自動降落的可行性也較陸基飛機高，1984年的160次原型機起降試驗中，有44次是全自動的。 

六•性能諸元

改良計畫

    可以發現，SU-33雖然有勝任未來艦載機的潛力(起降能力、停放面積)，但其整體作戰性能早已落伍，例如不能發射R-77射後不理飛彈與精確對面攻擊武器等。因此在對空能力方面不如F-14系列，反艦、對面打擊方面不如F/A-18C/D等。更甭論更新的F-14D、F/A-18E/F、Rafale M等。因此俄國軍方已打算提升SU-33的性能，其提升計畫歸入21世紀初期的SU-27系列提升計畫。主要升級項目在航電系統，基本上會達到1999年問世的SU-33UB的水平，使具備更好的SA能力與操作各種武器的能力。而更新的SU-33MK戰機也開始發展(可能就是指改良的SU-33)，未來改良型SU-33與SU-33UB將共同保護俄羅斯艦隊。

    航電系統將由拉緬斯基儀器設計局整合，將使用新世代戰機的開放式航電架構概念將各次系統資訊綜合起來，搭配由兩個大型LCD構成的新型座艙提供飛行員現代化的SA能力，而大型LCD顯示幕也寶帳了各種精確導引武器如電視導引反艦飛彈的操作。新型座艙自動化程度很高，能自動識別目標、選擇並發射武器等。

    雷達方面將換裝法佐特龍公司(NIIR)設計的ZHUK-MS雷達系統。NIIR於多年前就推出ZHUK-27系統要用於改良SU-27但至今未服役(過去SU-27系列用的是NIIP的RLPK-27或RLSU-27系統，這其中有某些歷史因素)，ZHUK-MS則是最新的系統，可選用ZHUK-27的機械式天線，也可使用最新的SOKOL〝隼〞相控陣天線。使用兩種天線的探測距離等能力相同(對RCS=3平方米的目標迎擊180km，追擊80km)，差別在於相控陣天線探測方位角較小、處理速度較快、可同時處理空海地目標等，在〝追蹤暨掃描-同時打擊〞的能力上，機械式的是追蹤暨掃描20個目標，同時打擊其中4個，而SOKOL是追30打6。升級後的SU-33將可發射R-77射後不理非但、Kh-29系列、Kh-59、Kh-31系列精確打擊飛彈與KAB-500、KAB-1500系列精確導引炸彈等。尾刺內不確定會不會安裝NIIR的FARAON小型相列雷達。

    結構方面，將連同SU-33UB一同裝備可兩次摺疊的主翼，另外不確定SU-33UB的新型油箱是否裝上SU-33。

    發動機方面基於經濟考量，俄羅斯暫時不打算為SU-27系列換裝發動機或加裝TVC系統。

    整體而言，雖然升級得很陽春，但戰力無疑將大幅精進。SU-33飛行性能、起降性能、籌載能力已經很好，在同噸位艦載機中停放面積又最小，故這些先天條件是不過時的。而航電系統的大幅升級更是扳回最大的劣勢，且讓他具有更大的操作彈性。