蘇-24擊劍手的新生

蘇-24“擊劍手”是一種可變後掠翼戰術轟炸機,由於操縱和維護都很複雜,該機自20世紀70年代開始服役以來的飛行安全記錄一直不佳,但不管怎樣,蘇-24M仍在俄羅斯空軍、俄羅斯海軍航空兵以及全球至少6個國家的空軍中服役。蘇-24真正的優勢是能在惡劣天氣和夜間發動遠程攻擊,在100米低空以1000公里/小時的高速突襲,向目標投下致命的6噸彈藥。

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蘇-24真正的優勢是能在惡劣天氣和夜間發動遠程攻擊,在100米低空以1000公里/小時的高速突襲,向目標投下致命的6噸彈藥

  蘇-24最初是作為F-111的對應機型研製的,兩者具有類似的設計理念和航電套件。但誕生於上世紀70年代初的早期型“擊劍手”存在諸多設計缺陷,根本無法實現設計目標,為此蘇霍伊設計局進行了持續十年的全面改進,結果就是在80年代初開始服役的蘇-24M“擊劍手-D”。這種堪用的蘇-24改進型一直持續生產到蘇聯解體後的1993年,並發展出專用的偵察型和電子戰型。俄羅斯在1991年蘇聯解體時繼承了900架蘇-24,目前仍有200多架現役,其中很大一部分都接受了SVP-24導航/攻擊套件升級,目前這種升級仍在緩慢進行中。

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經過SVP-24升級的蘇-24M在這裡增加了衛星導航天線

從T6到蘇-24

  蘇-24的歷史可以追溯到1965年8月21日,當天蘇維埃部長會議和蘇共中央通過一項決議,要求蘇霍伊設計局為蘇聯前線空軍研製一種能取代雅克-28和伊爾-28的新型戰術轟炸機。對於蘇霍伊來說這是一個雄心勃勃的研發項目,蘇聯空軍要求該機同時具備起降距離短、航程遠、載彈量大的特點,還需配備複雜的導航/攻擊套件進行低空全天候晝夜打擊。要知道在二十世紀六七十年代,蘇聯還沒有一種戰術飛機具備低空地形跟蹤全天候超音速飛行能力。這種具備核轟炸能力的新型戰術轟炸機如能按計劃在70年代初服役,將大大增強蘇聯前線空軍的打擊能力。

  為了滿足軍方苛刻的短距起降、超音速和低空性能要求,蘇霍伊設計局在一架蘇-15截擊機的機身中塞入了4臺升力發動機,改裝出一架T-58VD升力發動機驗證機。在驗證了該設計具有可行後,蘇霍伊設計局開始研製全尺寸三角翼原型機,正式編號是T-58M,不過其蘇霍伊內部代號T6更為人所知。

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T-58VD升力發動機驗證機

  1967年7月2日,蘇霍伊試飛員弗拉基米爾·伊柳申駕駛T6-1原型機首飛。該機在試飛中的表現讓人失望,設計過於複雜,機身超重,操控性不佳,這些問題都是在機身中強行塞入6臺渦噴發動機導致的(機身中部安裝4臺科列索夫RD-36-35升力發動機,尾部安裝兩臺圖曼斯基R-27F2-300推進發動機)。很快,蘇霍伊設計局放棄了不實用的升力發動機概念,唯一一架原型機T6-1被作為蘇-24的導航/攻擊套件測試機使用,拆除升力發動機並安裝新的機鼻雷達罩,裡面裝上了全新的對地攻擊和地形跟蹤雷達。

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T6-1原型機在試飛中的表現讓人失望,設計過於複雜,機身超重,操控性不佳

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T6-1三面圖


  蘇霍伊設計局接下來把目光轉向可變幾何(VG)機翼設計,可變翼能在飛行中改變機翼的後掠角度、翼展和展弦比,解決短距起降和高速飛行的矛盾。此時可變翼的優點已經在蘇霍伊蘇-17戰鬥轟炸機和米高揚米格-23戰鬥機上得到了驗證,美國通用動力公司的F-111戰鬥轟炸機同樣採用可變翼設計。蘇霍伊設計師奧列格·薩莫洛維奇在1967年巴黎航展對F-111A進行了近距離觀察,獲得了其可變翼設計特點的寶貴信息。

  新的T6-2I原型機的機翼由固定中央翼段和活動可變翼段組成,中央翼段又包括翼套和可變翼液壓驅動機構,使可變翼段的後掠角能在16-69度之間變化,但在飛行中只能固定在其中四個角度:16度用於起降,35度用於巡航飛行,45度用於戰鬥機動,69度用於高速飛行。與三角翼相比,T6-2I的可變翼在最小後掠時能夠大幅降低起降速度,從而滿足蘇聯空軍的短距起降要求。低空超音速飛行則是通過把機翼全後掠到69度實現的。

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蘇霍伊莫斯科實驗工廠正在製造的一架蘇-24原型機

  當然可變翼佈局也存在先天缺陷,如機翼轉軸和複雜的液壓驅動裝置大幅增加了結構重量,而且機翼在不同後掠角度具有不同的穩定和操控特性。

  該機的可變翼具有全展長前緣縫翼、後緣襟翼和差動擾流板。低速滾轉控制主要由擾流板提供,高速滾轉控制主要依靠全動平尾差動,兩種控制面進行聯動以增強滾轉操縱,翼面擾流板的最大後掠角限制是55度。

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蘇-24的機翼在飛行中只能固定在四個角度:16度用於起降,35度用於巡航飛行,45度用於戰鬥機動,69度用於高速飛行

  T6-2I沿用了T6-1的機身設計,截面呈矩形,進氣道分列機身兩側,具有巨大的單垂尾,為了在高速飛行中獲得足夠的方向穩定性,機腹還佈置了兩個腹鰭。該機安裝兩臺留裡卡設計局的AL-21F-1渦噴發動機,單臺加力推力8.9噸。但由於T6-2I結構超重,AL-21F-1並不足以達到所需的起飛性能,所以留裡卡開始為生產型研製AL-21F-3改進型,加力推力增加到11160千克,軍用推力7800千克。

  T6-2I最大作戰有效載彈量8噸,有8個外部掛架,並內置一門GSh-23-6六管23毫米機炮,備彈500發。

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外翼段前緣有三段前緣縫翼,最大下偏27度,後緣則分佈了兩端雙縫襟翼,最大下偏34度

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低速滾轉控制和降落時的升力卸載由襟翼前方的擾流板提供,最大上偏43度。外翼段沒有副翼,由SPK-2-3液壓致動器控制後掠角度。差動平尾可上下偏+11/-25度,方向舵可左右偏轉+/-24度


致命試飛

  1970年1月17日,弗拉基米爾·伊柳申駕駛第一架可變翼原型機T6-2I進行了首飛,這架飛機由蘇霍伊莫斯科實驗工廠製造。不久後蘇霍伊製造的另外兩架原型機也開始試飛,設計局還製造了一架靜力測試機。

  新西伯利亞飛機制造廠從一開始就參加了T6項目,為試飛項目製造了一批預生產型機。在投入了4架原型機和13架預生產型機後,T6的試飛項目在1974年7月完成,涉及1800架次飛行,發射了30枚導彈,其中包括18枚Kh-28反輻射導彈和12枚R-55空空導彈。T6在試飛中損失慘重,墜毀了10架飛機,其中7架因發動機故障而墜毀。在後來20世紀70年代末到80年代初的蘇-24M/MR/MP的試飛評估中,蘇霍伊又損失了4架測試飛機。

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T6在試飛中損失慘重,墜毀了10架飛機,其中7架因發動機故障而墜毀。在後來20世紀70年代末到80年代初的蘇-24M/MR/MP的試飛評估中,蘇霍伊又損失了4架測試飛機

  由於當時正處於冷戰高峰時期,蘇聯前線空軍急需裝備這種具有核轟炸能力的戰術轟炸機來提高自己的打擊能力,所以在國家試飛結束前,T6在1972年就迫不及待地開始量產了。蘇聯空軍在1973年接收了第一批生產型飛機,正式編號蘇-24。這批飛機在新西伯利亞飛機制造廠下線後就直飛利佩茨克第4戰鬥訓練和機組人員換裝中心,用於培訓第一批蘇-24教官。該中心還負責制定蘇-24的作戰和戰術手冊,以充分利用該機PNS-24“美洲獅”導航/攻擊系統的能力。

  加里寧格勒附近謝爾尼亞霍夫斯克基地的第63轟炸機航空團的飛行員和導航員首先前往利佩茨克受訓,1973年,該團成為首個裝備蘇-24的一線部隊。

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“擊劍手”主要部署在蘇聯的西部地區。1982年,東德的蘇軍部隊開始換裝蘇-24,這種飛機在這裡一直駐紮到1993年

  蘇-24早期型在服役中飽受眾多設計缺陷和可靠性問題的折磨,該機的航電、飛控和AL-21F-3發動機都存在嚴重問題。

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蘇-24安裝兩臺留裡卡-土星AL-21F3發動機,或有稍微區別的AL-21F3A/AL-21F3AT發動機。這種渦噴發動機設計局代號“產品89”

  蘇-24早期型大致可分為三種,1-15批被北約命名為“擊劍手-A”,具有獨特的矩形橫截面後機身;16-21批是“擊劍手-B”,後機身變圓滑,並增大和抬高了垂尾根部的減速傘艙。22-27批是“擊劍手-C”,升級任務航電套件並把進氣口改成固定式以簡化發動機控制。

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從“擊劍手-B”開始,蘇-24的後機身變圓滑以降低機身阻力

  雖然固定式進氣口把“擊劍手-C”的低空速度限制在了亞音速,但這降低了因發動機故障導致的事故率,很快所有“擊劍手-A”和“擊劍手-B”也把可調進氣口鎖死。為蘇聯空軍制造的最後一架蘇-24在1983年下線,新西伯利亞廠共生產了721架蘇-24。


“擊劍手”的第一種改進型

  為了解決蘇-24的重重問題,蘇霍伊在1971年就開始研製該機的改進型T6M。T6M的前機身加長了750毫以容納一個可伸縮的空中加油探管和額外航電,後機身更為圓滑以縮小橫截面積降低飛行阻力,這個特點也被引入到“擊劍手-B/C”的生產線中。

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蘇-24M第一架原型機T6-8M,改用迷彩塗裝

  T6M安裝了PNS-24M“虎-NS”導航/攻擊套件,集成有“海雀-24”電視/激光瞄準系統。此外還安裝了BKO-2“喀爾巴阡”自衛系統,內含SPO-15S“樺樹-S”雷達定位和告警接收機、“天竺葵-1FU”-2FU主動雷達干擾機、L-082“罌粟-UL1”紫外線導彈接近告警傳感器,以及兩個12發的APP-50A箔條/熱焰彈發射器。

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以伊朗的蘇-24MK為例看看蘇-24M的自衛套件,左起,分別是垂尾上的SPO-15雷達定位和告警接收機、垂尾兩側的12發的APP-50A箔條/熱焰彈發射器、翼套上方的54發APP-50A、機背的L-082紫外導彈接近告警傳感器、翼套根部的SPO-10雷達告警接收機、進氣口兩側的SPO-15雷達定位和告警接收機

  “海雀-24”電視/激光瞄準系統使T6M能夠掛載更多種類的空地武器,其中包括電視和激光制導武器。T6M還能掛載兩枚R-60(AA-8“蚜蟲”)近距空空導彈用於自衛,導彈掛在機翼外側掛架上,由飛行員手動瞄準。T6M可通過在機腹掛載UPAZ-A吊艙實現夥伴空中加油能力,最多可傳輸10噸燃油。

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T6M可通過在機腹掛載UPAZ-A吊艙實現夥伴空中加油能力,最多可傳輸10噸燃油

  第一架T6M原型機於1977年6月23日首飛。T6M在隨後的工廠試飛和國家試飛中飛行了1070架次。第一架T6M生產型於1979年6月下線,獲得了蘇-24M的正式編號。1981年6月蘇-24M前往利佩茨克展開服役測試,於1985年完成。新西伯利亞廠在1983年下半年轉產蘇-24M“擊劍手-D”,共製造約500架,其中包括蘇-24MK出口型以及180架蘇-24MR偵察型和10架蘇-24MP電子戰型。

  蘇-24M“擊劍手-D”最主要的傳感器是雙波段“獵戶座-A”雷達,是該機在惡劣天氣和夜間作戰的主要瞄準傳感器。即使在零能見度條件下,雷達也能使用A波段(8毫米波長)雷達波生成高分辨率圖像。圖像分辨率足以讓熟練的導航員發現並識別出小型目標,如房屋、掩體和作戰車輛。

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蘇-24M“擊劍手-D”最主要的傳感器是雙波段“獵戶座-A”雷達

  雷達具有移動目標指示模式,對於坦克之類目標的最大探測距離10公里。雷達還能用B波段(30毫米波長)生成較低分辨率的雷達圖像,用於探測更遠距離的大型目標、地形地貌和人造物體。據報道,這種模式能讓蘇-24M從高空探測到150公里之外的大型船舶,導航員在200米高度低空飛行時能從雷達顯示器上分辨出40公里外的大型鐵路橋樑。

  蘇-24M的目視轟炸和投擲激光制導的能力都來自“海雀-24”激光/電視瞄準系統。該系統由莫斯科的地球物理(Geophizika)設計局研製,其面朝前下方的光學視窗設置在蘇-24M的機腹。系統的電視攝像機具有圖像對比度增強功能,可在低能見度和低光照條件下增強目標捕獲距離。攝像機有兩個視圖,一個用於目標搜索,另一個是約3倍變焦的瞄準視圖。攝像機對坦克的平均探測距離為5公里,視頻圖像顯示在導航員面前的陰極射線管顯示器上。

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蘇-24M的目視轟炸和投擲激光制導的能力都來自“海雀-24”激光/電視瞄準系統

  電視攝像機和激光測距儀/指示器都能彼此從動,垂直視場+60至-160度,水平視場+/-35度,讓蘇-24M在平飛和機動飛行中都能持續照射目標。例如,激光指示器可以旋轉向後引導落在飛機後方的KAB-500L或KAB-1500L激光制導炸彈。該系統還能引導Kh-29L和Kh-25ML激光制導導彈。

  “海雀-24”的電視攝像機可引導電視制導武器,如Kh-29T導彈、KAB-500Kr和KAB-1500Kr炸彈。蘇-24M保留了使用內置“三角-NMT6M”瞄準系統來引導Kh-23M和Kh-25MR駕束制導空地導彈的能力,還可通過掛載APK-9數據鏈吊艙發射Kh-58或Kh-59M火力圈外導彈,兩種導彈的射程分別是45公里和200公里,在巡航階段使用慣性導航,在末端採用人在環中的電視制導方式,由導航員遙控操縱實現精確打擊。

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用於電視制導Kh-59/M導彈和KAB-1500TK炸彈的APK-9M數據鏈吊艙

  蘇-24M可通過掛載LO-081“幻影”輻射定位吊艙進行防空壓制任務,掛載兩枚Kh-58U或Kh-24MP反輻射導彈,可實現發射前瞄準。

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用於Kh-58反輻射導彈的LO-80或LO-81“幻影”雷達尋的和告警吊艙。


偵察型和電子戰型

  蘇-24MR“擊劍手-E”偵察機的蘇霍伊內部編號是T6MR,於1978年6月25日首飛,1983年量產。該機沿用了蘇-24M的機身,但安裝了全新的任務套件,能在海上和陸地上空執行全天候偵察任務,最大探測距離400公里。

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蘇-24MR沒有安裝“海雀-24”瞄準系統和“獵戶座-A”導航/攻擊雷達,不具備空地攻擊能力

  蘇-24MR沒有安裝“海雀-24”瞄準系統和“獵戶座-A”導航/攻擊雷達,不具備空地攻擊能力,但保留了“浮雕”地形跟蹤雷達。蘇-24MR的主要傳感器是BKR-1多光譜偵察系統,由“刺刀”(Shtyk)側視雷達、安裝在左側進氣口下方的AFA-100膠片照相機(用於傾斜攝影)和機鼻的AFA AP-402低空全景照相機組成。兩臺相機的膠片可在飛行中沖印並通過特殊罐子空投到地面。蘇-24MR的機腹還安裝了“AIST-M”光電相機和“ZIMA”紅外掃描儀。“AIST-M”可以通過ShRK-1寬帶數據鏈把偵察數據發送到地面站。

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  除了內置偵察套件外,蘇-24MR還能在機腹掛載兩種偵察吊艙,一是“長釘-2M”激光掃描(用於低空偵察)吊艙,另一個是“Tangazh”電子信號情報吊艙。該機在右翼下方還可掛載“Efir-1M”輻射探測吊艙,在左翼下方掛載兩枚R-60導彈用於自衛。

  蘇-24MP“擊劍手-F”是一種專用的電子戰型號,用於護送打擊戰鬥機深入佈滿敵方地空導彈的戰區。蘇-24MP的機鼻下方有個凸起的天線罩,這是區別於其他“擊劍手”的最明顯特徵。蘇-24MP安裝了用於對抗北約預警雷達的“鈴蘭”護航干擾系統,由三個干擾機組成,分別是“麋鹿”、“芸豆”、“含羞草”,覆蓋寬廣的頻率範圍。和蘇-24M和MR一樣,蘇-24MP也能掛載R-60空空導彈自衛。

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蘇-24MP的機鼻下方有個凸起的天線罩,這是區別於其他“擊劍手”的最明顯特徵

  兩架改裝自蘇-24M的蘇-24MP原型機於1979年首飛,1983年4月,10架生產型飛機中的第一架首飛。


廉價SVP-24升級

  蘇霍伊設計局在21世紀初研製了代號為“輕騎兵”的蘇-24M2升級型。

  蘇-24M2升級的核心內容在於航電,具有新的任務計算機、新ILS-31平顯、集成A-737格羅納斯衛星導航接收機的新慣性導航系統、新無線電、飛行數據記錄器以及導航員面前的兩個彩色液晶顯示屏,一個用於顯示“海雀-24”系統生成的圖像,另一個顯示雷達和數字地圖。新航電使蘇-24M2的空地能力大大提高,並能夠發射Kh-31A和Kh-31P(AS-17“氪”)高速空地導彈。

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蘇-24M2升級的核心內容在於航電

  第一架蘇-24M2在2002年開始試飛,新西伯利亞飛機生產協會(NAPA)在2006-2009年間升級了24架蘇-24M2,首先裝備了佩雷斯拉夫卡的第302轟炸機航空團,另有4架蘇-24M2交付利佩茨克的第4次戰鬥訓練和機組換裝中心,用於試飛、服役測試和機組換裝訓練。

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蘇-24M2的座艙

  但蘇-24M2升級費用高昂,於是俄羅斯空軍選擇一種更便宜的方法來升級大部分剩餘“擊劍手”,提高該機的整體作戰效能。這種所謂的SVP-24升級並不是全面升級,而是集中於升級導航和計算機套件,大大提高蘇-24M投擲非制導炸彈是的精度,所以比較早的M2升級要便宜許多,是資金不足情況下的更好選擇。

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這種所謂的SVP-24升級並不是全面升級,而是集中於升級導航和計算機套件,大大提高蘇-24M投擲非制導炸彈是的精度

  SVP-24是20世紀90年代末由俄羅斯小型高科技公司Gefest IT ZAO研製的一種航電套件模塊化數字升級包,主要組件是SV-24任務計算機、KAI-24P平顯、具有電子地圖疊加能力的OR4-TM顯示器、RVB-T雷達圖像處理器、SRNS-24 GPS/格羅納斯系統、UVV-MP輸入/輸出單元和TBN-K-2飛行數據記錄器。

  SVP-24套件的核心是集成了GPS/格羅納斯衛星導航接收機、新硬件接口單元和專用軟件的SV-24數字任務計算機,可處理多個不同來源的導航數據。據報道,無論任務持續多長時間,系統的定位精度都在30-50米之間。

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SVP-24套件的核心是集成了GPS/格羅納斯衛星導航接收機、新硬件接口單元和專用軟件的SV-24數字任務計算機,可處理多個不同來源的導航數據

  蘇-24M SVP-24的初步開發和測試工作在利佩茨克進行,項目代號“節拍器”。俄羅斯方面宣稱在試飛期間,蘇-24M SVP-24的導航精度達到了蘇-24M的十倍,使“擊劍手-D”的整體戰鬥生存能力提高了40%,這是因為蘇-24M SVP-24能在遠離敵軍近距防空火力(如便攜式防空導彈和高炮)的安全距離上在低空投擲非制導空地武器。據稱,蘇-24M SVP-24能在50-150米的低空以1100公里/小時的速度飛行,然後拉起向6公里外的目標投擲一枚自由落體炸彈,圓誤差僅10-15米。

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蘇-24M SVP-24保留了“獵戶座”-A雷達,不過增加了到一個新的“視野”-RVBT信號處理模塊,提高了探測距離。導航員面前的OR-4T陰極射線管顯示器被新的OR-4TM顯示器取代,可以把雷達圖像疊加在數字地圖上。該機還換裝了功能更多的KAI-24P平顯,取代了之前的PPV-1。此外,無線電和飛行數據記錄設備也是全新的

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蘇-24M SVP-24的雷達圖像

  2008年,俄羅斯國防部耗資3.125億盧布訂購了首批11架份SVP-24升級套件。2009年,第一架蘇-24M SVP-24裝備了第559團。到2014年底,大約已經有60架俄空軍和俄海軍的蘇-24M被升級成SVP-24標準。

  SVP-24最大的優點就是解放了蘇-24在投彈時的機動性。在沒有升級前,蘇-24M投擲非制導擲炸彈時,在初始導航修正點和投彈點之間只能保持直線飛行,也就是說投彈時不允許做規避機動,這讓飛機在轟炸時變得很脆弱。而升級了SVP-24系統的蘇-24M在投彈時可以做近乎沒有限制的防禦機動,然後向目標拉起投彈以避免被地面高炮和地空導彈攻擊。平顯會在機動中持續顯示炸彈落點,飛行員要做的就是在炸彈釋放時讓平顯標線保持垂直。

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SVP-24最大的優點就是解放了蘇-24在投彈時的機動性

  當攻擊一個座標已知但無法被機載雷達發現的目標時,蘇-24M SVP-24可以從電子地圖中導出座標數據來執行轟炸航線。SVP-24的軟件還有助於在飛機快速重新定位目標,新目標的數據可以通過保密數據鏈從地面指揮和控制中心接收,併疊加顯示在導航員顯示器的電子地圖上。

  經過SVP-24廉價升級後,俄羅斯的蘇-24將能繼續再服役十多年,屆時,俄空軍的蘇-24將被蘇-34“後衛”取代,俄海軍的蘇-24則會逐漸被蘇-30SM取代。

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經過SVP-24廉價升級後,俄羅斯的蘇-24將能繼續再服役十多年

作者 Armstrong

轉自 空軍之翼


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