苏霍伊的另类五代机解决方案——苏-47/S-37“金雕”前掠翼验证机

源济

苏霍伊的另类五代机解决方案（上）——苏-47/S-37“金雕”前掠翼验证机 

2016-09-24 Armstrong 空军之翼

　　过去几十年来的武装冲突和战争已经表明只有夺取制空权才能赢得战争，而实现这一目标的关键因素是一个国家最先进的战斗机。

　　美国是第一个研制出第四代战斗机（老标准第三代）的国家，推出了大名鼎鼎的F-15“鹰”式战斗机和F-16“战隼”战斗机。苏联则针锋相对地研制了苏-27“侧卫”和米格-29“支点”战斗机，作战性能与美国战斗机相当甚至超出，例如与早期型号的F-16A相比，米格-29拥有中距空空导弹、红外搜索与跟踪（IRST）系统、头盔瞄准具（HMS），可在空战中对F-16形成压制。

　　表面上看美国在第五代战斗机的研制上再次领先，在1981年启动了先进战术战斗机（ATF）项目并最终研制出F-22“猛禽”战斗机。而俄罗斯直到21世纪初才开始未来战术空军战斗复合体（PAK-FA）项目，T-50到现在还没能正式服役。但实际上苏联第五代战斗机的研究早在上世纪70年代中期就开始了，为了研制能在20世纪90年代进入苏联空军和防空军服役的新一代战斗机、攻击机和战略轰炸机，苏联军方当时一口气启动了I-90（战斗机）、Sh-90（攻击机）和B-90（轰炸机）三大研发项目，可惜最后都未成功。

苏联的第五代战斗机项目——I-90

　　这三个项目研究规模空前，有众多机构参加了理论研究和数据分析，试图预测未来作战飞机的发展趋势。在I-90项目中，至少有5个大研究院参加了理论探所和资料分析，根据对手国家的技术发展情况来制定I-90的任务需求和技术性能指标。其中苏联国防部所属的第30中央科学研究院（TsNII-30)及第2科学研究院（NII-2）负责制定未来战斗机整体性能要求，中央流体力学研究院（TsAGI）负责大致确定战斗机的外型尺寸和气动布局等，中央航空发动机研究院（TsIAM）负责提出先进发动机、进气道布局、尾喷管的基本构型，国家航空系统研究院（GosNII AS）负责规划第五代战斗机的火控系统、武器、生存能力等指标。

　　I-90项目的正式研制工作启动于20世纪80年代初，苏联人为该机制定出“3S”指标，分别是：

　　-超机动性：必须能以至少60度的攻角（AOA）的持续飞行。

　　-超音速巡航能力：不开加力实现超音速巡航飞行。苏联人当时的想法是该机只在必要时才开启加力，从而增大航程。

　　-隐身：低雷达反射面积（RCS）和低红外特征。

　　此外飞机还需要装备新一代武器和人工智能架构航电，并具有很高的起降性能和可维护性，具有多目标超视距交战能力以及空战大离轴角全向攻击能力。

　　五代机的综合航电套件成为研制工作的优先重点之一，航电设计人员需要研究出全新的数据呈现方式，这不仅适用于导航（用于显示飞机的空间定位、坐标和地形），还用于真实呈现地面和空中的目标。

　　“态势感知”对五代机的航空电子设备而言是一个关键性能，制定了以下要求：

　　-以3D视觉和声音方式显示地面和空中威胁。

　　-显示友军的行动，使飞行员集中精力于优先威胁并知道哪些目标正被友军飞机攻击。

　　-显示武器和电子战（ESM）设备的状态。

当年西方对苏联下一代战斗机——“米格-2000”的猜测

　　I-90项目被分成重型和轻型两种型号，并行研制。第一种是双发重型多用途战术战斗机MFI（俄语“多用途前线战斗机”的缩写），第二种是单发轻型战术战斗机LFI（俄语“轻型前线战斗机”的缩写）。重型战斗机装备有强大的远程雷达，能挂载大量导弹，轻型机则要在最大程度上实现与重型机的通用性。

　　I-90项目据苏联传统采用竞争模式进行，首先开始的是MFI竞标，各大战斗机设计局都提交了各自的重型方案。有趣的是苏霍伊设计局起初对MFI项目并不感冒，当时的总师叶夫根尼·A·伊万诺夫甚至拒绝参加该项目，他认为苏-27的现代化改型才是最适合苏联空军的90年代战斗机。伊万诺夫深信苏-27及其改进型在21世纪前都能保持先进性，历史也证明了他的正确性。

　　但在航空工业部部长伊万·西拉耶夫的命令下，苏霍伊设计局还是提交了自己的MFI方案。这是一种双发前掠翼设计，气动布局基于中央流体力学研究院和西伯利亚航空研究所的研究成果，在风洞测试中显示出了很高的敏捷性，在90度甚至更大攻角中仍能提供良好的稳定性和操控能力。

苏霍伊的S-22前掠翼方案

　　雅克设计局也提交了一种鸭式三角翼单发双垂尾方案，机身具有明显的隐身外形，鸭翼和机翼都是双折线后缘，垂尾大幅外倾，前机身截面呈菱形，类似于洛克希德·马丁公司的F-22，发动机矢量喷管只能上下偏转。

雅克设计局的MFI方案

　　雅克方案的单发成为了一个明显缺点，苏联军事专家认为多任务战斗机必须具备两台发动机才能保证生存力，因此雅克设计局的方案首先出局。

　　米格设计局的方案是一种鸭式三角翼双发双垂尾布局，具有超音速巡航优势，但在跨音速机动性上不及苏霍伊的前掠翼布局。

米格的MFI早期方案，两侧进气道布局

　　苏联空军最后选择了米格方案，原因很简单，一方面米格设计局是苏联空军战斗机的传统供应者，另一方面是米格方案的技术风险也比苏霍伊的前掠翼方案低。

苏霍伊为什么采用前掠翼布局？

　　虽然米格设计局的鸭式三角翼方案在MFI项目竞争中胜出，但苏霍伊方案也成了备选，同时开始了研制工作。在苏联解体后，俄罗斯空军终止了对苏霍伊项目的支持，但该设计局并没有放弃这个前掠翼设计，自筹资金继续研制。这个决定在很大程度上要归功于苏霍伊总设计师米哈伊尔·西蒙诺夫的高瞻远瞩。后来S-37项目的负责人谢尔盖·科罗特科夫对此解释到：“虽然俄罗斯国防开支在90年代初期大幅削减，但苏霍伊设计局仍决定继续发现这种前掠翼发展，其出发点是必须维持先进的飞机制造技术。要知道，在战斗机技术的一代代延续中，即使是一步跟不上也会给独立研制先进战斗机的能力带来损失。德国、英国、日本的战斗机研制比美俄落后一代就是明证。”

在前掠翼上，机翼表面气流向翼根方向流动，正好与后掠翼相反，这提高了升力

前掠翼则完全不存在翼尖先失速问题，相反是翼根先失速，这意味着在大攻角下，前掠翼的副翼始终能保持有效操控

　　苏霍伊的工程师为什么要采用非传统的前掠翼布局呢？因为与后掠翼相比，前掠翼具有很多可贵的优点：

　　-升阻比更高，尤其在低速时。

　　-配平阻力低，使亚音速巡航升阻比更高，航程更远。

　　-升力更大，有效载荷更大。

　　-更好的低速操控性和起降性能。

　　-更低的失速速度，从而提高了低速飞行安全性。

　　-极佳的尾旋特性（几乎无法进入尾旋）。

　　-翼身连接后移创造出更大的机身内部空间，能从容布置内部弹舱，这有助于隐身。

　　-前掠翼布局能在宽泛的速度范围内保持稳定性，所以适应同样宽泛的任务剖面。

前掠翼简史

　　前掠翼的历史可以追溯到20世纪40年代。世界上第一种前掠翼飞机是德国的荣克斯Ju 287四发轰炸机，其原型机（Ju 287V1 RS+RA）在1944年8月16日首飞。在荣克斯公司的计划中，Ju 287A生产型将能达到815公里/小时的最大速度。战争末期，Ju 287V2和V3原型机被苏联红军缴获，后在苏联组装后试飞。

世界上第一种前掠翼飞机是德国的荣克斯Ju 287四发轰炸机

其中第三架（LL-3）就采用了前掠翼设计，机翼1/4弦长前掠角45度

　　战争一结束，苏联也开始了自己的前掠翼研究，研究把这种机翼用于高机动性战斗机设计的可行性。1945年，格罗莫夫试飞院的飞机工程师帕维尔·弗拉基米罗维奇·齐宾制造一系列火箭动力 验证机来研究未来战斗机的气动布局。这些验证机被一架飞机拖曳至高空，然后到释放进入俯冲飞行，在固体燃料火箭助推器的推进下加速到跨音速。其中第三架（LL-3）就采用了前掠翼设计，机翼1/4弦长前掠角45度。在1947年的测试中，LL-3达到了1150公里/小时的速度，即0.95马赫。

　　但前掠翼会出现气动发散现象，一时无法应用在实际设计中。当前掠翼飞机增大攻角时，外翼段会在气动载荷的作用下往上方扭转，这反过来进一步增大气动载荷，导致机翼变形量继续加大。于是飞机在特定空速和攻角下就会变得不稳定，如果此时空速进一步增加，施加在外翼段上的气动载荷会超过结构强度极限，最终折断机翼。当时的技术和结构材料并不能制造出合适的前掠机翼，如果一味增加强度，那么增加的重量也就抵消了前掠翼带来的所有好处。

　　所以直到上世纪70年代中期碳纤维复合材料（CFRP）问世后，前掠翼概念才死灰复燃。空气动力学家门在如何使用碳纤维制造飞机研究中发展出一种机翼刚度的计算办法，攻克了前掠翼的气动发散难题。使用碳纤维复合材料制造的前掠翼能通过调整碳纤维的铺设，优化机翼刚度分布，从而彻底消除外翼段的不良扭转。

前掠翼会出现气动发散现象

使用碳纤维复合材料制造的前掠翼能通过调整碳纤维的铺设优化机翼刚度分配，从而彻底消除外翼段的不良扭转

美国航空专家通过计算发现，如果把F-16改成前掠翼布局，转弯速率将提高14%，作战半径增加34%，起降性能提高35%

　　巧合的是，美苏两国的研究机构在下一代战斗机研究中都评估了前掠翼设计。美国航空专家通过计算发现，如果把F-16改成前掠翼布局，转弯速率将提高14%，作战半径增加34%，起降性能提高35%。

　　格鲁曼公司在1981年开始研制Model 712（X-29A）前掠翼验证机，两架X-29A在1984年12月14日开始试飞。但不知何故美国没有沿这个方向继续发展下去，试飞结束后一架X-29A被移交给NASA进行气动研究，另一架被封存。

　　美国第五代战斗机仍采用传统的后掠翼设计，后掠翼的一个主要缺点是飞机在机动中翼尖会首先失速，随着攻角进一步增大，气流分离会不可避免地蔓延到整个机翼表面，除导致升力降低外，飞机会最终失速。前掠翼则完全不存在翼尖先失速问题，相反是翼根先失速，这意味着在大攻角下，前掠翼的副翼始终能保持有效操控。

　　前掠翼飞机的大部分升力由内翼段产生，这不仅降低了机翼的弯曲载荷，从而能加大机翼的展弦比，还提高的升力系数，降低了机动时的诱导阻力。而且大展弦比机翼还有增大航程的好处。

　　还有一点要指出的是，相对于传统的后掠翼设计，前掠翼飞机具有更低的前半球雷达反射面积。美国人把这个现象地利用在全球唯一量产的前掠翼飞行器——AGM-129空射巡航导弹上，从隐身原理上看，这是因为前掠翼前缘反射的雷达波被弹身遮蔽所致。

美国人把这个现象地利用在全球唯一量产的前掠翼飞行器——AGM-129空射巡航导弹上，从隐身原理上看，这是因为前掠翼前缘反射的雷达波被弹身遮蔽所致

　　考虑到上述所有优点，苏霍伊设计局的工程师们最终为自己的设计选择了前掠翼。这是一种具有一定隐身能力的超机动战斗机，内部代号S-32。不过这个代号之前已被苏-17“装配匠-C”使用过，再次使用的原因可能仅仅是为了迷惑西方情报机构。这个设计也获得了一个非官方绰号：Berkoot（金雕）。设计团队在该机上大量采用了苏联最新的航空科技，如静态不稳定气动布局、新一代致动器和大型机身部件制造新技术。

“金雕”的诞生

　　苏联最优秀的两个航空研究中心——中央流体力学研究院和西伯利亚航空研究所参加了S-32的气动研究，此外，中央流体力学研究院还对一个米格-23前掠翼模型进行了风洞试验，西伯利亚航空研究所也测试了类似的前掠翼苏-27模型。随着风洞测试小时的积累，S-32的气动布局逐渐成形。

中央流体力学研究院还对一个米格-23前掠翼模型进行了风洞试验，西伯利亚航空研究所也测试了类似的前掠翼苏-27模型

　　苏霍伊设计局采用高科技的滑翔模型来检查这种气动布局的飞行特性，这些模型也被用于研究飞机的失速和尾旋特性以及失速和尾旋改出技巧，机载计算机能操纵模型进入持续大攻角飞行而不陷入尾旋。测试表明S-32的大攻角持续飞行时间是苏-27的3-4倍！

高科技滑翔模型

　　在上述研究的成果基础上，苏霍伊开始着手研制全世界第一种前掠翼超音速战斗机。这是一项十分艰巨的任务，除前掠翼设计的复杂性外，设计局还要分心于其他项目，如带矢量喷管和鸭翼的苏-27M先进改型。有趣的是，苏-27M和S-32两个项目在相互影响，相互借鉴了对方的结构和设备以降低研制成本。因此S-32显示出很明显的苏-27血统，反之，为该机研制的一些先进系统也被应用在苏-27M和苏-30MK上。

　　S-32项目的负责人是苏霍伊总工程师米哈伊尔·波戈相，苏霍伊总设计师米哈伊尔·西蒙诺夫负责监督和协调。虽然“金雕”最后成为苏霍伊自行筹资的项目，但在波戈相的主持下，该项目最后成功进入原型机制造和试飞阶段。1998年3月波戈相被任命为苏霍伊航空军工集团综合体（AVPK Sukhoi）的总经理后，他的副手谢尔盖·科罗特科夫成为前掠翼项目的总工程师。

目前正为T-50测试发动机的苏-27M 710号

正在检查S-37原型机静力测试的米哈伊尔·波戈相（左）、谢尔盖·科罗特科夫（中）、米哈伊尔·西蒙诺夫（左），三人并称“苏霍伊战斗机黑手党”

　　S-32最初计划安装两台哈恰图罗夫R79M-300加力涡扇发动机，单台全加力推力18.5吨。这种发动机是雅克-141采用的15.5吨推力R79V-300升力/巡航发动机的改进型，具有全新设计的矢量喷管，能在垂直平面内上下偏转各20度。后来苏霍伊工程师改用与竞争对手米格MFI相同的留里卡-土星AL-41F发动机，新发动机能使“金雕”的最大起飞重量推重比达到1.17左右，正常起飞重量推重比达到惊人的1.67，使飞机具有优秀的机动性。

哈恰图罗夫R79M-300加力涡扇发动机

AL-41F发动机至今仍未量产

老旧但属现货的D-30F-6发动机

　　为了防止AL-41F研制拖延，索洛维约夫D-30F-6M加力涡扇发动机被选为备用发动机。当时这种发动机已被研制中的米格-31M截击机采用，全加力推力接近20吨，比标准型米格-31使用的D-30F-6增加了4.4吨。虽然D-30F-6M并不能保证“金雕”的超级巡航性能，但仍能让飞机的性能达到可以接受的水平，可用于飞机的稳定性/操控性、性能和结构强度试飞，以及主要系统的验证试飞。总而言之，这种发动机对研发来说够用了。

　　值得注意的是，S-32早期设计具有二元矢量喷管，外形类似Su-27UB LL-UV(PS)测试机的那个喷管。

S-32早期设计具有二元矢量喷管，外形类似Su-27UB LL-UV(PS)测试机的那个喷管

　　星辰科学研究所（NPP Zvezda）也参加了S-32的研制。大多数战斗机飞行员即使穿着抗荷服也无法承受超过4g的持续过载，为此星辰科学研究所的领导人塞韦林提出了一种能缓和过载的革命性自适应弹射座椅，这将使S-32的飞行员在空战中拉出更大过载，充分发挥出前掠翼优秀的机动性能。

　　随着设计的进行，工程师们发现S-32超重了，难以达到既定性能指标。同时苏联空军又修改MFI的要求，对性能提出了更高要求。所有这一切都导致苏霍伊设计局开始大规模修改设计，设计代号也相应改成S-37，但仍保留“金雕”的绰号。

　　上世纪80年代末，苏霍伊设计局的莫斯科实验工厂和伊尔库茨克飞机制造厂已经开始为制造S-37原型机做准备，苏霍伊计划制造两架试飞原型机和一个静力试验机身。但1991年苏联解体后，俄罗斯国防预算大幅削减，俄罗斯空军停止了对S-37项目的支持，苏霍伊设计局不得不自筹资金来制造原型机。

　　苏霍伊在20世纪90年代初只制造出一架S-37原型机，和米格1.44一样，这架原型机并不是真正的作战飞机，仅被用于前掠翼和超机动性技术验证。苏霍伊设计局没有停止向俄罗斯空军推销前掠翼战斗机，在1996年的一则航空新闻中，出现了摆放在俄罗斯空军高级将领办公桌上的一个S-32/S-37生产型模型。

在1996年的一则航空新闻中，出现了摆放在俄罗斯空军高级将领办公桌上的一个S-32/S-37生产型模型

　　从照片上看，“金雕”的气动布局和格鲁曼X-29A明显不同。X-29A只有一台发动机，鸭翼和前掠翼安装位置较低，单垂尾，后机身两侧有翼根边条和后缘襟翼。这个模型具有两台带二元矢量喷管的发动机，鸭翼和前掠翼安装位置较高，双垂尾内倾，后机身两侧有大后掠三角形平尾。这个平尾的面积虽然比常规战斗机的尾翼小，但稍大于米格1.44尾后的升降副翼，所以“金雕”常被错误认为是一种三翼面飞机，实际上S-37平尾的作用是对鸭翼的俯仰操纵进行补充，这也是“金雕”的鸭翼面积明显小于米格1.44的原因。

　　模型翼尖安装有类似苏-27的空空导弹发射导轨，有趣的是，后机身下方还有一个尾钩，这不仅让人联想起舰载用途，但更可能的解释是尾钩是为机场紧急拦阻设施准备的。

这个模型具有两台带二元矢量喷管的发动机，鸭翼和前掠翼安装位置较高，双垂尾内倾，后机身两侧有大后掠三角形平尾

源济

苏霍伊的另类五代机解决方案（下）——苏-47/S-37“金雕”前掠翼验证机 

原创 2016-09-26 Armstrong 空军之翼

原型机试飞

　　1997年春，第一架S-37原型机在苏霍伊实验工厂接受了非破坏性静态测试。这是俄罗斯首次进行这类试验，苏霍伊工程师找到了一种能精确测定机身结构强度极限而又不会导致结构永久变形的新方法。

S-37原型机的静力测试

　　同年夏天，这架编号“蓝色01”的原型机来到格罗莫夫试飞院，9月初完成高滑测试。首飞原计划在1997年9月24日进行，但由于4余度线传飞控系统的一个电路问题而被推迟。问题很快就被解决，莫斯科时间9月25日下午3点10分，蓝色01号在苏霍伊设计局首席试飞员伊戈尔·沃京采夫的驾驶下顺利升空，首飞持续30分钟，没有出现任何问题。

苏霍伊设计局首席试飞员伊戈尔·沃京采夫

　　为了加快研制进度，S-37采用了固定式进气口，并大量借用的苏-27的现成组件（如座舱盖和起落架），取消了矢量喷管，双垂尾改为外倾。与米格1.44原型机身穿一身浅灰色空优涂装不同，S-37全身被涂成亚光黑色，雷达天线罩和其他电介质天线面板是白色，翼尖和进气口两侧点缀以红白相间彩条。之所以采用黑色涂装是为了保密，苏霍伊设计局认为这多少可以掩盖机身表面的一些细节（如机腹弹舱）。

　　沃京采夫对S-37的首飞表现评价很高，称赞该机的敏捷性很不错。一架来自格罗莫夫试飞院的苏-30在首飞中伴随飞行。

苏-30MKK原型机伴飞下的S-37

　　原型机在10月1日进行了第二次试飞，第三次试飞是10月8日，第四次在10月13日，试飞员都是伊戈尔·沃京采夫。

　　五天后的10月18日，S-37在茹科夫斯基为俄罗斯国防部和政府官员做了静态和飞行演示。这个日子是经过精心挑选的，大多数俄罗斯飞机设计局都在茹科夫斯基航空城设立了机构，选在10月18日周六休息日能把目击S-37飞行的无关人数控制在最少。尽管这样，10月24日出版的《操盘手日报》还是刊登了“金雕”的第一张飞行照片。

　　苏霍伊发现一些新的制造技术来制造S-37原型机，例如使用整张金属板制造的具有精确曲面外形的大尺寸机身蒙皮，这种最大长度达8米蒙皮能够形成及其光滑的表面，最大限度降低蒙皮紧固件的数量，在改善气动效率的同时降低结构重量。

这种最大长度达8米蒙皮能够形成及其光滑的表面，最大限度降低蒙皮紧固件的数量

　　虽然苏霍伊设计局已经决定为S-37安装AL-41F推力矢量发动机，但原型机安装的是经过修改的D-30F-6M发动机。原因可能是当时Al-41F还无法交付，也可能是使用成熟的D-30F-6M来降低试飞风险。按照计划，“金雕”将在试飞后期换装AL-41F发动机，从而获得超音速巡航能力。

　　一些俄罗斯军事专家估计，即使安装D-30F-6M发动机，S-37也能实现不开加力突破1马赫的飞行，但D-30F-6M高耗油率并不能坚持较长时间的超音速巡航。

　　S-37第一阶段试飞在1998春顺利完成，然后蓝色01号暂时停飞直到年底，苏霍伊工程师在此期间根据初步试飞的结果对飞机实施了一些改装。到1999年1月，S-37已经飞行了19架次，之后又接受了更多修改。试飞基本确认了前掠翼布局的机动性优势，苏霍伊设计局认为“金雕”的机动性至少相当于F-22A“猛禽”，在某些方面还有所超出。

　　航空专家估计“金雕”的正常起飞重量和最大起飞重量之间相差10吨左右，这种额外的载荷能力可以根据任务需求进行灵活分配。苏-27的内部载油量是9.4吨，可以假设S-37的载油量至少相当甚至更大，这是因为前掠翼布局能最大限度利用内部空间。所以“金雕”的作战半径也许比苏-27更大。

1999年在茹科夫斯基试飞的S-37

首次公开

　　1999年夏，苏霍伊高层决定在当年的莫斯科航展上公开展示S-37。这届航展在8月17-22日举行，但实际上S-37在8月14-15日的莫斯科图希诺机场航空节上就完成了首次公开亮相。

　　到1999年莫斯科航展开幕前，S-37原型机已经飞了50架次。蓝色01号在航展期间每天都飞，长长的翼尖涡流给观众留下了深刻印象。苏霍伊工程师发现亚光黑涂装根本无法掩盖住机身细节，航展摄影师拍摄的照片能清楚显示出机腹弹舱长长的舱门。另一件值得注意的现象是S-37的发动机喷流呈明显的橙色，表明一氧化二氮含量较高。

苏霍伊工程师发现亚光黑涂装根本无法掩盖住机身细节

后期改装后，机腹弹舱门出现了明显的变化

蓝色01号在航展期间每天都飞，长长的翼尖涡流给观众留下了深刻印象

　　正如苏霍伊预想的那样，S-37成为这届航展的明星，“金雕”独特的前掠翼也使它很快获得了“弹弓”的绰号。

　　第二阶段试飞在2000年2月结束，S-37实现了超音速飞行。根据试飞员沃京采夫的说法，S-37的超音速操控特性良好，有小道消息说原型机在这个阶段飞到了1.3马赫。

　　这是苏霍伊迈出的重要一步，这种非常规战斗机验证机已在世界航空界引发了强烈反响。苏霍伊从“金雕”项目上获得的宝贵经验和知识有助于未来先进作战飞机的研制。

细品S-37

设计特点

　　S-37是一种重型战斗机的技术验证机，采用静态不稳定近距耦合鸭式前掠翼布局，能在很宽的速度范围内能实现最大攻角120度的“眼镜蛇”机动，从最小可控速度一直到超过1马赫。

　　S-37使用的复合材料重量占空重的13%，后期这个比例又大幅增加。与传统全金属结构相比，S-37通过采用先进复合材料不仅使载重比提高了20-25%，机身寿命也增加到1.5-3倍，材料浪费减少到原先的15%，制造劳动强度降低了40-60%。S-37的机翼采用了先进复合材料制造的经过特别强度计算的自适应和预应力结构。为了加快研制进度，降低研制成本，该机大量采用来自苏-27M的机身和系统组件。

S-37三面图

机身

　　翼身融合的升力体设计贡献了很大一部分升力。机身主要采用铝合金和钛合金制造，覆盖有28张大面积蒙皮（多数蒙皮都采用化学铣切工艺制造）。

　　机头大型锥形雷达罩安装了一根集成俯仰和偏航传感器的空速管，雷达罩尖端扁平，两侧折边被当做涡流发生器，可提高抗尾旋性能。前机身横截面从雷达罩后方的圆形过渡到座舱后方的倒梯形，配合大型机身边条，确保在任何攻角下进气口都能获得平滑气流，保证发动机的顺畅运行。

S-37的材料构成，黄色是铝合金，黑色是复合材料，红色是钛合金

两侧折边被当做涡流发生器，可提高抗尾旋性能

　　增压座舱的大型泪滴形座舱盖配备了单块式三层玻璃抗鸟击风挡，风挡右侧是红外搜索与跟踪设备（IRST）的传感器球头。座舱两侧各有一个L形皮托管。

　　机身中段从椭圆形截面过渡到两个并列的圆形截面（发动机舱），内置弹舱表面稍稍突出于机腹，具有两扇并排舱门。翼根完全融入机身中段结构。发动机舱两侧有两个圆柱形尾梁，右长左短，末端都有圆锥形白色电介质整流罩，可能用于容纳雷达告警接收机或电子对抗设备。

　　大型扇形固定进气口位于机身两侧，靠近机身和边条的两条唇边具有大型后掠附面层隔板。圆形截面S形进气道向上弯曲避开弹舱，同时也屏蔽了发动机压气机正面。S-37机背设置有两个向上打开的辅助进气门，在起降和剧烈机动时自动打开。

靠近机身和边条的两条唇边具有大型后掠附面层隔板

-37机背设置有两个向上打开的辅助进气门，在起降和剧烈机动时自动打开

鸭翼

　　悬臂式全动鸭翼位于边条两侧，前缘后掠50度，后缘前掠16度。前缘安装了电子战设备天线。

鸭翼和平尾在降落滑跑时的减速模式

机翼

　　悬臂式中单翼，后缘根部有用于承载尾翼组件的尾撑。机翼前缘呈折线，内侧后掠62度，外侧前掠20度，机翼后缘前掠37度，展弦比4.5。

　　近90%的机翼结构采用复合材料制造，斜切翼尖整流罩可折叠以节约机库空间。机翼前缘有两段襟翼，后缘有一片襟翼和副翼。

S-37的复合材料机翼

尾翼

　　梯形双垂尾的结构类似于苏-27，但面积要小很多，这是因为S-37的气动布局能在大攻角下提供更好的方向稳定性和控制。宽间距双垂尾安装在机翼后缘尾撑上，外倾6度以降低侧向雷达反射面积。方向舵稍稍突出于垂尾后缘，垂尾顶部和右垂尾前缘都白色的电介质面板，内部容纳导航和通信天线。

　　全动平尾的尺寸和翼展都很小，后缘呈L形对接于尾撑末端，前缘后掠75度，后缘前掠5度。

全动平尾的尺寸和翼展都很小，后缘呈L形对接于尾撑末端

小尺寸尾翼用于辅助鸭翼的俯仰操纵

起落架

　　液压收放前三点式。前后起落架都向前收入机身。可转向前击落架安装了两个KN-27无制动机轮，轮胎尺寸680x260毫米。前起落架舱具有一个向右侧打开的大型舱门，这点和苏-27一样。

　　主起落安装一个KT-156制动机轮，轮胎尺寸1030x350毫米，轮毂集成了刹车盘冷却风扇。主起落架向前收起的同时旋转90度使机轮平放入翼根，这是通过把主起落架转轴斜置实现的。主起落架舱也具有一个大型铰接式舱门，所有三个起落架支柱都具有油气减震器。

液压收放前三点式起落架都向前收入机身

发动机

　　两台修改过的索洛维约夫D-30F-6M加力涡扇发动机，全加力推力约20吨，发动机并列安装在后机身。计划试飞后期换装两台留里卡-土星AL-41F推力矢量加力涡扇发动机，全加力推力约17.7吨，但未实现。

　　D-30F-6M的涵道比是0.57，发动机分为七个模块，分别是五级低压（LP）压气机、带五级可变定子的十级高压（HP）压气机、带12个火焰筒的环行燃烧室、两级高压涡轮、两级低压涡轮、带四个环形火焰稳定器的加力燃烧室，超音速收敛-扩散轴对称喷管。压气机第5和第10级设有放气活门。

飞控

　　莫斯科航空电子科研生产联合体（MNPK Avionika）研制的四余度线传飞控系统。横向控制由服役和平尾差动提供，俯仰控制由全动鸭翼和平尾提供。座舱具有压力感应式侧置操纵杆。

航电

　　生产型计划安装俄罗斯最先进的航空电子设备，包括武器控制系统（WCS）、导航套件、通信套件和电子战套件。武器控制系统的核心将是一台相控阵脉冲多普勒多模式火控雷达，此外还包括安装在风挡前方的红外搜索和跟踪装置/激光测距仪（IRST/ LR）以及安装在尾梁中的后向雷达告警接收机。

S-37生产型的座舱布局

弹射座椅

　　标准的星辰K-36DM零零弹射座椅，向后倾斜36度以提高飞行员的抗过载能力。原计划后期会换装一种具有低空倒飞安全弹射能力的先进座椅。

武器

　　S-37原型机没有武器，但有一个内置弹舱。生产型将在机身左侧边条内安装一门30毫米格里亚泽夫/希普诺夫GSh-301单管机炮，射速1500发/分钟。为了保持隐身外形，炮口有一个特殊舱门，只在射击时打开。

　　生产型内部弹舱可挂载R-77主动制导中距空空导弹或R-73近距格斗弹。翼下挂点也可以挂载副油箱和各种对地弹药。

生产型内部弹舱可挂载R-77主动制导中距空空导弹或R-73近距格斗弹

尾声

　　2001年，苏霍伊设计局把飞机重新命名为苏-47。这一阶段的试飞报告显示飞机达到了9g过载和1.6马赫的速度。

PAK-FA项目启动后，外界普遍认为苏-47项目已经终止，第二架试飞原型机始终没能出现

　　2002年4月，苏霍伊设计局被选中负责为俄罗斯空军研制一种全新的第五代战斗机——PAK-FA，虽然该机没有采用苏-47激进的前掠翼布局，但其研制工作大大受益于苏霍伊在“金雕”项目上积累的宝贵经验，第一架原型机T-50-1在2010年1月首飞。

　　PAK-FA项目启动后，外界普遍认为苏-47项目已经终止，第二架试飞原型机始终没能出现。不过俄罗斯空军司令邦达列夫上将在2014年8月11日表示，俄罗斯仍在继续研究苏-47或类似的前掠翼战斗机。也许在不久的将来，会有新一代俄罗斯前掠翼战斗机问世。