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[军事] 请不要叫我围墙保卫者——米格-29SMT的前世今生

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发表于 2016-6-29 06:02 AM | 显示全部楼层 |阅读模式


请不要叫我围墙保卫者——米格-29SMT的前世今生(上) 

2016-06-29 空军之翼

 米格-29(北约代号“支点”)自1983年进入苏联空军服役以来,就成为机动性备受好评的第四代前线战斗机。在接下来的三十多年时间里,这种双发双垂尾战斗机已经取得了超过米格-23的出口成绩。

  米格-29在20世纪70年代初由米格设计局研制,如今距该机进入批量生产已经过去了30多年,但沿用最初机身设计和发动机的米格-29SMT改型仍在低速率生产中。米格-29(不包括米格-35/米格-29K)会持续生产到至少2016年,根据米格公司的说法,届时米格-29的总产量会突破1600架。

  如今,“支点”仍是俄罗斯空军的主力战斗机,保持着约200架规模的现役机队,装备了一个飞行表演队、5个一线中队和5个作战训练和换装中队。目前,全球有25个国家的空军操作着米格-29,有6个国家因各种原因已经退役了该机。


米格-29SMT以其驼背而闻名

研发历史

  1969年,苏联空军启动了未来前线战斗机(PFF)项目,意图研制一种新型前线战斗机来取代苏联空军和国土防空军现有的所有第二代和第三代战术战斗机和截击机,如米格-21、米格-23、米格-25、苏-15和苏-17。苏联空军要求该机能在性能上压制F-15空中优势战斗机,后者已经在1969年12月开始交付美国空军,并在1976年进入一线中队服役。

  苏联空军制定性能出相当苛刻的性能指标:作战高度在30-18000米之间,最大速度在低空是809节(1500公里/小时),在高空是1348节(2500公里/小时),低高空作战半径分别是500和1700公里。

  米格、苏霍伊和雅克夫列夫设计局参加了未来前线战斗机项目的第一阶段竞争,递交了各自的概念设计。雅科夫列夫首先被淘汰,米格和苏霍伊设计局成为即将一决雌雄的两强。在两个设计局发表了各自的概念设计后,米格设计局的领导人建议把PFI项目分成轻型和重型,这个点子受到了苏联航空工业领导人和苏联空军的欢迎。


米格-29的早期方案,布局类似米格-25

  1971年,米格设计局被命令研制其中的轻型前线战斗机(LPFI),而苏霍伊设计局则负责研制重型前线战斗机(TPFI)(最终成为著名的苏-27“侧卫”),两个设计局皆大欢喜。

  苏联空军在1972年制定出轻型前线战斗机的规格要求,米格设计局在第二年提交了“产品9-11”(Izdeliye9-11)初步设计。但与此同时,苏联空军修改了航程和性能要求,导致9-11布局出现变化,机翼尺寸增大。最终设计方案在1974年获得苏联空军的批准,内部代号9-12,编号米格-29。



9-11初步设计,和苏-27一样采用了中央空气流体力学研究院的升力体气动外形

  9-12采用了双发双垂尾的翼身融合气动布局,苏联人称之为“整体气动布局”。机翼根部有大型前缘边条(LERX),中央翼段/机身融合设计提高了升阻比,而且这种升力体结构能贡献40%的升力。


  该机将安装两台由列宁格勒(现在的圣彼得堡)的克里莫夫发动机设计局设计的RD-33加力涡扇发动机,单台额定军用推力5035千克(42.44kN),全加力推力8300千克(81.4kN),使这种轻型战斗机以正常重量起飞时的推重比达到了1.1,也就是说即使在垂直爬升中也能继续加速,在速度超过459节(850公里/时)的情况下还能做9g持续转弯,这样的性能表现已经超出飞行员身体的大过载持续承受能力。


RD-33加力涡扇发动机


米格-29发动机舱下方大开口

  RD-33在设计中很注重维护和维修性能,一小队技术人员在只使用基本工具的情况下能在45分钟更换一台发动机。但由于技术的落后,RD-33一直遭受可靠性差和大修间隔时间(TBO)短的困扰。米格-29在20世纪80年代初开始服役时,发动机大修间隔时间仅为50小时,到80年代末增到350小时。目前RD-33的使用寿命为1200小时,在服役期间要经历两次大修。



米格莫斯科工厂制造的9-12全尺寸模型

  9-12的飞行控制系统是机械-液压式的,操纵杆与一个SOS-3M攻角限制器相连,以防飞机超过最大攻角限制,进入尾旋或其他不可控状态。不过这个限制器是“软”式的,很容易被超控。在生产型米格-29上,在速度低于162节(300公里/时)的情况下达到26度攻角限制(早期型攻角限制21度)时,飞行员只要猛力拉杆就突破限制。这是米格-29的一个独到之处,使飞行员在空战中可以通过突破迎角限制让机鼻快速指向目标或躲避来袭导弹。在大攻角状态中,米格-29的飞行员可以踩舵把机鼻指向左侧或右侧,这样在近距低速狗斗中,即使不使用头盔瞄准具,飞行员也能快速把机鼻指向敌机。

  苏联空军要求该机能在半铺装粗糙跑道上起降,此外还需具有良好的短距起飞和降落能力。为了避免发动机因吸入异物而导致损坏(FOD),米格-29采用了一套复杂进气异物防护系统,在起降滑跑中,楔形进气口内部的盖板可以关闭,通过边条上方的辅助进气口进气。这个辅助进气口在大攻角飞行时也会自动打开。


米格-29边条上方的辅助进气口


试飞和投产

  米格设计局在自己的莫斯科工厂制造了4架试飞用原型机,到1983年10月试飞项目接近尾声时,14架9-12原型机和预生产型机已经飞了2330架次,此外还有两架静态测试机身完成了广泛的地面测试。

  第一架原型机901号于1977年10月6日首飞,由米格首席试飞员亚历山大·费多托夫驾驶。




米格-29的第一架原型机901号,前起落架位置比较靠前

  在早期试飞中,人们发现由于起落架过于靠前,轮胎带起的异物会进入进气道。米格设计局于是进行了重新设计,新起落架位置后移且高度缩短,第3架原型机开始采用新起落架设计。

  第二架902号和第四架904号原型机被主要用于测试和评估全新的克里莫夫RD-33涡扇发动机,但这两架飞机都因发动机起火而坠毁。所幸米格设计局的试飞员叶夫根尼·曼尼特斯基和亚历山大·费多托夫都安全弹射逃生,能继续自己飞行员职业生涯。



正在进行武器挂载测试的904号原型机,翼下挂了4枚FAB-350M62炸弹

  第一架生产型标准的米格-29原型机是917号,保留了用于改善抗尾旋特性的腹鳍。917号被交付给苏联空军,在阿赫图宾斯克的苏联空军试飞中心展开国家试飞。



917号原型机,注意第二张照片中增大的方向舵


在中央空气流体力学研究院进行风洞测试的922号原型机

  1982年,米格-29在莫斯科劳动旗帜工厂投产。1983年初,第一架生产型飞机在莫斯科以南的卢霍维齐机械制造厂(LMZ,劳动旗帜下属工厂)下线。第71架生产型开始取消腹鳍,并在每侧垂尾前方增加了一个BVP-30-26M 32管箔条/热焰弹发射器,并且增大了控制翼面的偏转角度以改善大攻角操控特性,此外平尾可差动,方向舵面积加大,机鼻空速管两侧增加小边条作为涡流发生器,提高飞机的大攻角偏航稳定特性。


924号原型机,这个角度可以清楚地看到腹鳍


莫斯科劳动旗帜工厂的9-12生产线

  这两种早期米格-29的北约代号都是“支点-A”。

  1983年,米格-29交付利佩茨克基地的第4作战训练和机组换装中心进行作战测试,参加作战测试的还有莫斯科附近库宾卡基地的第234近卫歼击航空团和罗斯基地的第968歼击航空团,分别在1983年年中和年末接收了第一架飞机。4年后,米格-29单座型正式进入苏联空军服役。



刚下线的崭新米格-29 9-12,注意已经取消了腹鳍,以及外形独特的前起落架挡泥板


航电和武器

  拜苏联电子工业在20世纪70年代末-80年代初取得的重大进步所赐,米格-29装备了一套复杂的多通道武器控制系统(WCS),即SUV-29,标志着米格前线战斗机首次用上了数字处理器。SUV-29系统有三个主要组成部分:

  NO19“蓝宝石”脉冲多普勒雷达(也被称为RLPK-29系统)是最主要的子系统,对战斗机大小目标的迎头(前半球)探测距离70公里,尾追(后半球)探测距离35公里,对轰炸机大小目标的探测距离为105公里。该雷达采用倒置卡塞格伦天线,能同时跟踪10个目标,并锁定其中一个威胁最大的目标实施导弹攻击。


NO19“蓝宝石”脉冲多普勒雷达


9-12的座舱布局

  第二个子系统是OEPrNK-29光电导航/攻击系统,最大高空跟踪距离(尾追)18公里。系统集成了OEPS-29红外搜索和跟踪传感器(IRST),以及一个从动于雷达和红外制导导弹的激光测距仪。

  第三个子系统是Schtel-3UM头盔瞄准具,可以控制雷达/红外搜索与跟踪系统和导弹引导头的瞄准线。这套系统使R-73(AA-11“射手”)导弹具有了45°大离轴角瞄准能力,飞行员在狗斗中只需简单地把头转向目标进行目视跟踪,就能让导弹引导头锁定目标。


简单但实用的Schtel-3UM头盔瞄准具


安装在机鼻的OEPS-29红外搜索和跟踪传感器


  米格-29的左边条内安装了一门30毫米GSh-301机炮,备弹150发,射速1400-1800发/分,对空中目标的有效射程是200-800米,对地面目标的有效射程是1200-1800米。


米格-29的机炮炮口

  在超视距(BVR)武器方面,米格-29装备了R-27R1(AA-10白杨)半主动雷达制导(SARH)导弹,迎头最大射程50公里,高空尾追射程降低到了20公里。在低空发射时,R-27R1的迎头和尾追射程就分别降到15公里和5公里。该弹的红外制导版本——R-27T1只能由米格-29S及之后的改型发射。

  R-27T1是一种发射后不管的导弹,保留了与半主动雷达制导型号相同的动力学性能,但实际射程取决于红外导引头的锁定性能。


R-27是一种模块化导弹,具有种类繁多的搭配

  米格-29的最强视距内(WVR)武器是R-73导弹,具有45°大离轴角瞄准能力。它的氮气冷却引导头具有真正全向攻击能力,非常敏感,并配备了数字信号处理器,抗干扰能力更强。R-73的最大射程在低空是尾追2.2公里,迎头12公里,在高空就分别增加到12和31公里。米格-29还可以使用R-60M/MK(AA-8“蚜虫”)近距导弹,这种导弹对狗斗进行了优化,具有17°离轴瞄准能力,但导引头并没有全向攻击能力,在迎头射击时只能锁定开加力的战斗机。该弹的最大尾追射程是8公里,在低空降低到2公里。

  9-12最多可以挂载2吨非制导弹药,包括各种自由落体炸弹(最大500千克)和57毫米、80毫米和240毫米火箭。苏联空军装备的9-12具有专门的布线,可以挂载一枚RN-40自由落体核弹。


挂载R-73和R-60空空导弹的波兰米格-29

 楼主| 发表于 2016-7-3 01:08 AM | 显示全部楼层

请不要叫我围墙保卫者——米格-29SMT的前世今生(下) 

2016-07-01 空军之翼

“支点”的改进

  米格-29单座型的第一个改进型内部代号9-13(北约代号“支点-C”),旨在纠正9-12“腿短”的缺陷。9-12的6个内部油箱总容量只有4365升,两翼各一个油箱,另外四个在机身。内油不足导致9-12航程有限,不过对于苏联空军的轻型前线战斗机需求来说问题不大。9-13机背隆起,最初目的是用来增加内油,但后来由于在机背安装了“栀子花”-1主动雷达干扰机,所以内油仅增加了240升。9-13的空地任务载弹量增加到了3.2吨,可同时挂载4枚FAB-500M-62 500千克高爆炸弹和两枚R-73导弹。9-13原型机改装自一架9-12生产型,在1984年5月4日进行了首飞。1986年该机进入批量生产,所有生产出的9-13都交付给苏联空军,外国客户只能继续购买机背平坦的“支点-A”。


9-13机背隆起,最初目的是用来增加内油


俄罗斯空军的现役9-13


这是9-12的俯视图


对比一下9-13,机背明显加粗

  苏联空军在20世纪80年代后期对9-13进行了多阶段升级,导致了9-13S的问世,该机官方编号是米格-29S。9-13S在1989年1月进行了首飞,翼下可挂两个1150升副油箱,使最大载油量提高到了8240升,最大转场航程达到2900公里。后来部分9-12和9-13也进行了这种副油箱的改装。


翼下副油箱的出现大大提高了早期米格-29的航程

  米格-29早期型号由于雷达性能有限,只能使用超视距导弹同时攻击一个目标,为此,米格-29S换装了NO19M“黄玉-M”雷达。新雷达对战斗机大小目标的最大迎头探测距离提高到100公里,并能追十打二,但在同时攻击两个目标时会受到扫描角度的严格限制。该雷达还具有更好的抗干扰能力。


9-13S原型机05号

  NO19M雷达兼容R-77(AA-12“蝰蛇”)主动雷达制导超视距导弹,此外米格-29S还能挂载射程增加的R-27RE和R-27TE红外制导导弹,最大高空迎头射程增加了70公里。飞机的红外搜索和跟踪系统也得到了改进,具有更精确的机炮射击模式。


挂载R77导弹试飞的9-13S原型机

  米格-29S的飞控系统也经过了改进,攻角限制从26°提高到了28°,进一步提高了转弯性能。该机的最大起飞重量增加到20吨,最大空地任务载弹量增加到4吨,机翼内侧和中间挂架可以通过四个串联挂架挂载8枚FAB-500M-62 500千克炸弹。米格-29S在挂机腹副油箱的情况下也能进行机炮射击,而标准的9-12 9-13是做不到这点的。

  米格-29S的试飞工作在1992年9月完成,此时苏联已经解体,所以最后只有16架飞机进入俄罗斯空军服役。


“支点”的外销

  到1992年,俄罗斯国防部再也无力购买更多米格-29,使这种机型的生存完全依赖出口市场。为了使仍然廉价而可靠的9-12更具吸引力,俄罗斯制造商在过去十多年里研制出一系列改进型号,其中大多数改型都是利用之前各个失败出口合同积压的9-12机身,然后搭配新型航电和武器实现的。

  苏联解体后头一种面向出口市场的“支点”改型出现在90年代中期,这就是米格-29S(9-12S),同时米格飞机制造公司也向现有客户提供这种型号的升级包,用于9-12的升级。


米格公司的9-12S原型机弹药展示

  马来西亚皇家空军选择了该升级包在1994-1995年对其9-12机队进行了升级。马来西亚的“支点”还具有一个固定式空中加油探管(于1998年安装)以及英文标牌和说明书,并转换成英制单位。航电包括雷声公司的敌我识别器、一个额外的罗克韦尔柯林斯无线电、AN/ARN-139塔康导航系统、VOR/ILS-71仪表降落系统,以及一个天宝公司的TNL 1000 GPS接收机。马来西亚米格-29的雷达在1997-1998年升级到了NO19ME标准,能同时引导R-77导弹攻击两个目标。马来西亚米格-29的本国编号是米格-29N,双座型则命名为米格-29NUB。


装机等待交付的马来西亚米格-29N

  米格-29SM(9-13SM)是下一个9-12的改型,能够挂载Kh-29T(AS-14“小锚-B”)电视制导空地导弹和KAB-500Kr电视制导炸弹,最大起飞重量增加到22400千克。


“驼背支点”

  9-12的最终改型是米格-29SMT(内部代号9-17,9-18和9-19),即可作为升级包对外国客户的现有“支点”进行升级,也可以是新制造的飞机。该机引入了许多来自米格-29K/米格-29M的改进特点,米格公司宣称SMT升级包可用于“支点”所有改型的升级。

  米格-29SMT研制工作在1997年启动,最显著的特点是在座舱后的机背安装了一个2202升的保形油箱,这大大增加了米格-29的内油,扩展了航程,使SMT彻底脱掉了“机场围墙保卫者”的帽子。

  第一架米格-29SMT原型机405号安装了保形油箱后在1998年4月22日进行首飞,第一架全状态原型机917号改装自米格-29SE原型机55号,在1998年7月14日进行了改装后的首次飞行。



米格-29SMT原型机405号(原331号)


米格-29SMT第一架全状态原型机917号


改装中的米格-29SMT原型机


与米格-29SMT相对应的米格-29UBT也有驼背造型

  米格-29SMT原型机的保形油箱使内油增加到6200升,但明显的驼峰破坏了“支点”流畅的背部外形,也略微影响了性能。米格-29SMT原型机的保形油箱比生产型更粗大,尾部还有一个圆润的“海狸尾”整流罩兼减速板阻。但在SMT生产型(9-19)上,为了不改变9-12的减速板设计,降低改装费用,保形油箱取消了“海狸尾”并在减速板之前急剧收细,形成了难看的驼背。保形油箱内部有两个油箱,前油箱容量1400升,后油箱容量480升,使9-19的内油比9-12增加了30%,达到6100升。该机还可以通过在机腹挂载一个1500升副油箱,在机翼挂载两个1150升副油箱来进一步增加载油量。但9-19满内油时被限制做9g机动,直到内油降到70%以下。





生产型米格-29SMT的驼背外形和大小发生了不小的变化

  米格-29SMT执行不空中加油的空优任务时航程增至1550千米,执行对地攻击任务时为1100千米。接受一次空中加油时的航程增加到6700千米,1998年米格-29SMT从俄罗斯直飞英国范登堡航展时还剩下998千克燃油。

  米格-29SMT还有一种没有保形油箱型号,使用现有9-12机体升级新航电和设备,内部代号9-18。这种特殊改型在21世纪初卖给了也门、苏丹和厄立特里亚。


米格-29SMT 9-18原型机

  米格-29SMT采用了相当于MIL-STD-1553B的俄罗斯数据总线以及全新的开放航电架构,座舱仪表的核心是两个多功能彩色液晶显示器,仅保留了有限的模拟式仪表。

  米格-29SMT还升级了平显(HUD)、HOTAS操纵杆,原型机安装了法佐特隆NO19MP1雷达,具有高分辨率地形测绘合成孔径模式。

  2000年6月,米格官员透露出口标准的米格-29SMT将安装新一代法佐特隆NO10M的“甲虫”-ME(后来编号为FGM-129)雷达。这种脉冲多普勒雷达已被米格-29K/米格-29M采用,具有机械扫描平板缝隙天线。NO10M具有以前“支点”的雷达所不具备的多目标交战能力,厂家宣传雷达对战斗机大小目标的探测距离150公里,截获距离120公里,迎头拦截最大目标高度25000米。NO10M“甲虫”-ME雷达能提供多种空面模式,如高分辨率地形测绘,对大型船舶的最大探测距离约为300公里,大型铁路桥为120公里。法佐特隆声称雷达对地面和海上目标的定位精度在5m以内,分辨率在3米以内。


“甲虫”-ME雷达

  法佐特隆还表示这种新雷达的俄罗斯自用型是NO10M,出口型编号NO10ME,都兼容俄罗斯最新一代空空和空地武器。

  米格-29SMT可以挂载R-77主动雷达制导中距弹和增程型R-27RE/TE超视距导弹,但最根本的变化是引入了一系列空面精确制导武器。米格-29SMT可挂载4000千克弹药,其中包括Kh-31A(AS-17“氪”,射程70公里)和Kh-35E(射程130公里)反舰导弹、Kh-31P和Kh-25MP(AS-12“击球手”)反辐射导弹、电视制导的Kh-29T导弹和KAB-500Kr炸弹。虽然这大大扩展了米格-29SMT的武器库,但俄国防工业仍不能为该机提供一个合适的瞄准和激光指示吊舱,这意味着该机可能不会挂载激光制导武器,因为无法自行制导。

  米格-29SMT的另一个新系统是带扩展功能的SPO-150-1“粉彩”雷达定位和告警传感器(RHAWS),可为Kh-31A反辐射导弹指示目标,使该机能执行压制敌防空(SEAD)系统的“野鼬鼠”任务。米格-29SMT还可以挂载MSP-418K有源雷达干扰吊舱。


MSP-418K干扰吊舱

  出口型米格-29SMT将集成一些进口航电,如萨基姆公司的西格玛95N惯性导航系统(INS)。该系统内置GPS接收机,可用于导航和目标定位,无需地面无线电导航设备的辅助。2010年初,米格-29SMT开始安装俄制BINS-SP导航系统,功能和西格玛95N相同。


米格-29SMT的先进座舱


米格-29SMT的出口

  由于缺乏资金,米格-29SMT的研发可谓旷日持久。到2000年,米格公司在试飞和评估项目中投入了两架原型机和一个生产型标准的升级飞机。在一开始,俄罗斯空军被视为SMT升级包的最大客户,但在21世纪初,俄空军突然取消了对其“支点-A”和“支点-C”的中期寿命升级计划,这让米格公司不得不完全依赖出口市场。

  也门成为米格-29SMT的启动客户,订购了18架单座和2架双座的全新制造的平背版米格-29SMT,于2004年开始交付。其他客户还包括苏丹(12架,其中包括2架双座型)和厄立特里亚(2架)。


也门的米格-29SMT

  2006年3月,米格公司赢得了米格-29SMT的最大出口订单,为阿尔及利亚制造28架米格-29SMT单座驼背型和6架米格-29UBT双座型,合同价价值约13亿美元。第一批战斗机在2007年初交付阿尔及利亚,但阿方发现这批飞机使用了二手部件,所以叫停交付。阿尔及利亚认为这严重违反了合同条款,最后取消了整个交易。

  已经交付阿尔及利亚的10架米格-29SMT和5架米格-29UBT在2008年底被退回俄罗斯,俄罗斯政府决定把阿尔及利亚的这批飞机装备俄罗斯空军。


出口阿尔及利亚惨遭退货的米格-29SMT

  2009年,首批两架米格-29SMT装备了利佩茨克第4战斗训练和机组换装中心,同年2月,驻扎在库尔斯克-哈利诺的一线单位——第14近卫歼击机团接收了首批米格-29SMT。俄国防部在2014年4月15日追加订购了16架单座型,价值大约是5.3亿美元,这批飞机将在2016年全部交付完毕。

  部分外国米格-29客户购买了SMT升级包。据报道秘鲁在2012年购买了8个升级包,价值1.07亿美元,叙利亚在2011购买了4个。这两个国家都选择了把米格-29升级成平背的9-18构型,没有要保形油箱。


印度米格-29UPG

  印度是迄今为止米格-29SMT升级包的最大客户,为自己的米格-29选择了一个基于SMT升级包但经过高度定制的升级方案,其中包括“甲虫”-2ME雷达、OLS-UEM电光(EO)搜索和跟踪系统(该系统集成了IRST、电视摄像机和激光测距仪,具有空空和空地面模式)。印度的升级方案被称为UPG,还整合了Samtel-泰雷兹航电的TopSight-I头盔瞄准和显示(HMSD)系统,可以大离轴角发射空空导弹,并能与IRST/光电传感器、雷达、惯性导航系统交联,并为各种红外和光电空空和空面导弹的引导头指示目标。此外还安装了意大利Elettronica公司制造的ELT-568雷达干扰机,印度自制的Tarang MkII雷达告警接收机,以及印度动力公司的干扰弹发射器。


米格-29UPG侧面图

  印度的“支点-A/B”升级合同价值约9.52亿美元,于2008年3月签订,涵盖62架飞机(53单座型和9架双座型),升级完成后,印度米格-29的服役寿命延长到40年3500飞行小时。合同规定,前6架飞机(4架单座型和2架双座型)在米格公司的莫斯科工厂进行升级、试飞和评估。剩下的飞机在纳西克印度空军第11基地的维修站(BRD)使用俄罗斯提供的升级包升级。


在俄罗斯进行试飞的米格-29UPG


改装的部位一目了然


米格-29UPG的座舱内比SMT多了一个多功能显示器

  米格-29UPG原型机在2011年2月4日首飞,首批3架飞机在2012年12月交付印度,2013年1月交付了剩余3架。最初签订合同时,升级项目预计在2013年结束,现在已被推迟到2016年,但根据现在的进度,很可能到2018年才完成。

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