进气锥实际上大于 Orel 雷达的需要,造成较大的进气损失,升限、速度、加速度都受到损失。1959 年 9 月底,设计局试飞结束,移交国家鉴定试飞。同期七号机和八号机用于导弹和雷达测试。

  根据试飞结果,苏霍伊决定采用加大推力的 AL7F-2 发动机,采用和苏-9 相似的措施加大机内载油量。1960 年春,改装完成。新机采用新的雷达罩,自动调节的进气锥,改进的进气道防喘振旁通门。1961 年 6 月 28 日,全系统的截击试验通过国家鉴定,新机按苏-11 投产。

苏-11 和苏-9 在外形上不容易分别,苏-11 的进气锥更大一些,以容纳较大的 Orel 雷达,并挂载射程更大的雷达半主动制导空空导弹。苏-9 和苏-11 都没有出口到任何国家,包括华约国家和苏联在中东的盟国,为防空军专用

  和苏-9 相比,苏-11 的基本飞行性能有所下降,但更加先进的武器系统远远超过了飞行性能的损失,使苏-11 成为更有效的截击机。

  按照部长会议的决定,苏-11 也在新西伯利亚投产,在苏-9 生产于 1962 年结束时立刻转产苏-11。由于苏-11 相对于苏-9 的结构改动不太大,转产十分顺利。

半壁江山

  1954 年 S-1、S-3、T-1、T-3 还在研制期间,苏霍伊已经开始了下一代战斗机的预研,代号 P。苏霍伊研究了单发、双发、单座、双座、航炮、导弹、空空火箭等各种组合,也对 AL9、VK11、P2、P4 发动机作全面评估,最终集中到采用留里卡 AL9 的单发 P-1 和伊索托夫 VK11 的双发 P-2。部长会议关于进一步研发的批文在 1955 年 1 月 19 日下达,2 月到 3 月间,各有关方便会商,确定全系统的设计要求。

  苏霍伊的人马很快完成了初始设计方案,采用常规的机头进气。机头进气不是苏联发明的,而是纳粹德国的库特谭克发明的。战后初期,东西方都照抄谭克的机头进气。但西方很快转向两侧进气,只有在苏联,机头进气得到持续发展,一度成为苏联战斗机的特征。机头进气的迎风面积最小,阻力最小,结构紧凑,在各种飞行条件下的进气状态比较一致,设计相对简单,和发动机的匹配也容易保证。但机头进气不大好处理双发的情况,最大的问题则是很难布置越来越大的雷达而不影响进气道的工作。

  苏联航空界最终也遇到同样的问题,很大的雷达很快使设计转向两侧进气,以空出机头位置安装雷达。两侧进气道也为边界层控制和进气道调节提供了更多的选择。边界层是空气的非理想性所造成的。空气是有粘性的,这个粘性使飞机在飞行中,粘附在飞机表面的空气和飞机的相对速度为零,而远离飞机表面的“自由空气”和飞机之间有一个相对速度。从飞机表面到“自由空气”之间的速度分布使发动机的进气不均匀,影响正常工作。整个速度由低到高最终达到自由空气相对速度的这个空气厚度就叫边界层。在低速的时候,这个问题不大。速度较高的时候,边界层分离就是一个不容忽视的问题。机头进气时,机头直接就是进气口,边界层分离的问题不突出,但最终还是一个问题,成了问题的时候不好解决,米格设计局用过多孔的吸气中心锥吸除边界层,比较麻烦;两侧进气时,空气流经前机身才达到进气口,边界层问题突出,但解决的办法也多。P-1 和 P-2 用进气口“悬挂”在机身侧面边界层外的方法,实现边界层分离。

  这里有一个小插曲。T-43/苏-11 的过大的进气道中心锥影响了发动机的工作,一直是苏霍伊的一个心病。较重的雷达对全机的重心平衡也不利,导致苏-11 的飞行性能不好。为了解决这个问题,也为了解决机头雷达和进气道争夺空间的问题,苏霍伊曾别出心裁地设计过一架机头两侧进气的 T-49,这是在 T-43 的基础上,改用锥形大型机头雷达罩,但把进气口移到两边,在座舱前的位置,好像猫胡须一样。苏霍伊还特意设计了所谓等熵进气道,提高进气的热力学效率,并起到一定的预压缩作用,帮发动机一把。1960 年 1 月,科兹诺夫首飞。试飞证明加速性比 T-43 好。但在一次飞行事故后,T-47 被搁置了,还有更重要的项目在等着。

机头两侧进气的 T-49

P-1 是苏霍伊设计的第一架两侧进气的飞机

  回到 P-1 和 P-2,为了分担飞行员负担,P-1 和 P-2 为双座,由专职的后座负责操纵雷达。除了采用带半锥调节的两侧进气道外,基本布局还是有尾三角翼,雷达可以采用较大的 Uragon 或者 Pantera。1956 年,P-2 下马,集中力量专攻 P-1。P-1 采用单台 AL0,加力推力达到 10,000 公斤,带两枚 K-7 空空导弹,并挂载几十枚空空火箭弹作为辅助武器。

  跨音速面积律是超音速飞行中的一件大事。这是美国 NASA 气动学家理查德惠特科姆在 1955 年发现的。为了避免跨音速激波阻力的急剧增加,飞行器沿前进轴线的截面积应该均匀改变(或者说截面积沿前进轴线的二阶导数或曲率应该恒定),而截面的形状倒是无关紧要,这就是著名的跨音速面积率,也是超音速飞机“蜂腰”的来源。P-1 的设计来不及采用面积率,P-1 的设计没有考虑面积律修形,所以是一个直筒子,这样反而机内油箱较大。P-1 的设计在 1956 年 8 月完成,由于发动机交付严重拖延,先用现成的 AL7F 飞起来。1957 年 6 月移交试飞,7 月 12 日科洛伏希金首飞,爱德华叶里扬后来加入试飞,试飞阶段在 1958 年 9 月 22 日结束。

  由于较大的机体和两侧进气对布置较大雷达的便利,苏霍伊会同雷达和导弹设计局力促部长会议批准进一步改进 P-1,要求用推力更大的 AL11 或 R15 发动机,但不成功,工作重点转移到 T-37。

  这是 1958 年开始的另一个预研项目,要求达到 27,000 米升限、3,000 公里/小时的速度,接近双三了。发动机采用留里卡 AL11 或者图曼斯基 R15(后来成为米格-25 的发动机)。尽管苏霍伊传统上和留里卡合作,但 AL11 还没有从纸面上走下来,R15 已经试飞了,所以最后决定采用 R15。在气动设计上,T-37 像放大的 T-3,依然没有采用面积律修形,所以笔直的直筒子机身很是粗壮。进气锥不再是简单圆锥,而是由粗至细的双锥体,适应更高速度的需要。