苏-27“侧卫”战斗机配备两台AL31发动机，该发动机推力强劲，可靠性较高，使战机具备在前线简易机场起降的能力，而且即便在最复杂、极端的空中环境中，或者受到部分损伤的情况下仍能可靠输出动力，这也是苏-27在各种航展上进行极限空中机动的保证，比如著名的眼镜蛇机动，该机动极具战术运用价值，特别是在近距离空中格斗时，同时代的很多西方战斗机亦无法完成。同时由于战机机体庞大，其内部燃料储量足以支持战机以经济的巡航速度执行远程作战任务。此外，两台发动机虽并排放置于机体后侧，但两发动机间间距较大，以确保一台发动机受损后不会轻易涉及到另一台发动机。由于要在简易机场起降，为防止飞鸟或异物吸入发动机造成涡轮叶片损坏，发动机进气道内还安装有高强度防撞网，如此大大增强了发动机的可靠性。但是，AL31发动机也并非没有缺点，与西方同推力级的军用航空发动机相比，它的平均大修时间过短，故障率也偏高。

苏-27配备的机载雷达也达到当时的先进水平，该脉冲多普勒雷达系统具有下视能力，可同时跟踪10个空中目标并引导机载导弹与其中两个威胁最大的目标交战，但是探测距离较近，后继型号换装更先进的雷达后，探测距离较近的情况才有所改善。此外，战机机首飞行员座舱前还配置有一套被动红外光电搜索跟踪系统和一部激光测距仪。

为了区分苏-27战斗机后来相继出现的改型、衍生型号，北约将苏-27最初的原型机称为“侧卫A”，早期生产型称为“侧卫B”，而早期生产的双座教练型则称为“侧卫C”，后者在苏联也被称为苏-27UB型；苏-27的海军舰载型号在原机型的基础上新增了机首鸭翼，其主翼也改装为可折叠的模式，西方称为“侧卫D”，而俄罗斯则称为苏-33。

目前，俄罗斯空军装备的标准型号称为苏-27SM型，该机型在原来的基础上进行了大量升级和改进，包括更高的作战负载和更为先进的航电系统。同时，俄罗斯还根据国外客户的特别要求，在对苏-27进行改装和升级后用于出口，如专为印度定制的苏-30MKI和中国采购的苏-30MKK，包括俄罗斯空军根据自身需求对苏-27系列战机的改进，这形成了功能多样、型号繁杂的“侧卫”战机家族，其中一些型号虽仍以苏-27机体为基础，但从性能上看已完全堪称全新的战机。比如苏-30是一种双座多用途战斗/攻击平台，苏-27IB或苏-34则是一种双座型专用攻击机型，与美制F-15E“攻击鹰”的任务定位较为相似。最新出现的苏-35则是一种升级的空优作战型号，西方称为“侧卫E”；而苏-37则是一种试验演示机型，它采用了矢量推力喷管，具备极为出色的空中机动性能。

苏-27战斗机最初型号内置一门30毫米机炮，可同时挂载中远程和近程空空导弹。战机的火控系统与飞行员头盔瞄准具直接相连，飞行员在空中发现目标后即可完成导弹的目标指示，同时由于可挂载新一代近程红外空空导弹，战机也具备高离轴角发射能力，只要目标出现在飞行员视野里，即可使用近程导弹攻击。初期苏-27型号也能搭载对地攻击弹药，但并不具备精确攻击能力，如无制导炸弹、火箭弹巢以及集束式弹药等。

苏-27自问世以来先在苏联空军服役，后来随着苏联的解体，俄罗斯空军继承了战机的生产与开发，多年来它们也一直在俄空军前线航空兵部队服役，但并未有机会参加空中实战。有未经证实的报道称，1999～2000年间，曾有数名受雇于埃塞俄比亚政府军的俄罗斯飞行员驾驶具体型号不明的苏-27系列战斗机，在埃厄冲突期间，击落了厄立特里亚空军的数架（有消息称是7架）米格-29战斗机；而且埃方的苏-27战机亦执行过针对索马里地面目标的攻击行动。

印度空军装备的苏-30MKI多用途战斗机，它也是一种苏-27战机的衍生型号，是目前印度空军装备的主力战机

作为一款苏联时期研发并大量装备的战斗机，在苏联解体后独立出来的苏联加盟共和国，如俄罗斯、白俄罗斯、哈萨克斯坦、乌克兰以及乌兹别克斯坦等国军方，也都装备着不少苏-27系列战斗机。除上述前苏联成员国装备外，安哥拉、厄立特里亚、埃塞俄比亚、印度尼西亚、马来西亚、委内瑞拉以及越南等国也都相继引进了苏-27系列战机，但具体型号各有不同，装备数量也较少。曾有报道称，墨西哥也曾对苏-27战斗机非常感兴趣，甚至认真考虑过采购这种战机，但后来由于种种原因并未付诸实施。真正大量采购装备该系列战斗机的是亚洲的中国和印度，印度空军主要采购的型号称为苏-30MKI（西方称为“侧卫H”型），该战机也是在苏-30的基础上，根据印度空军的要求进行了大量重新设计，战机具有应对多种任务能力，其发动机采取矢量喷管具有极强的空中机动性，战机航电系统和电子体系也采用西方最先进的产品。除直接从俄罗斯采购外，印度还从俄罗斯获取了生产授权，在其本国内生产这款先进战机。

至于中国获得苏-27系列战机的历史则更久，情况也更复杂。20世纪80年代末，中苏关系缓和后，中国曾是“侧卫”战斗机的首个海外客户。苏联解体后，俄罗斯继续履行与中国的采购合同，在初期向中国输入大量早期的苏-27型号后，俄罗斯亦为后者提供了不少其他改进型号，如多用途型的苏-30MKK战机。之后，中国凭借自身不断进步的航空工业能力，逐渐掌握了这种先进战机，并以其为基础，融合自身和从西方获取的先进航空技术和设备，创造出一系列新的苏-27战机的衍生型号，其国内称为歼11系列。这些战机在外观上看，与俄制战机基本相同，但其航电系统大量采用中国国产或西方设备。

最新的苏-27系列战机尽管在外观、尺寸上与老式战机基本相同，但其性能的提升已使其成为一款完全不同的战机

目前，世界各国的航空生产企业里仍有苏-27家族的新型战机处于生产状态，除了以苏-27系列战机作为主力战机的俄罗斯空军外，随着近年来向印度交付的大量该系列战机，加之其本国授权生产的战机，该系列战机也可能会成为印度空军装备的主力空优战斗机。事实上，随着该系列战机不少新型号的出现，其生产高峰可能会一直持续到2017～2018年。其最新的升级和改进型号在作战性能以及出口潜力方面，都会是国际大型战斗机市场上的有力竞争者，所以可以预期未来相当长时间内，“侧卫”系列战机仍将作为不少国家空军的主力。当然，“侧卫”家族传出的一些最新信号，比如俄罗斯最新开发的苏-35BM型就被称为“最后的侧卫”，也表明这种战机在经过持续多年的改进和升级后，已到达了它所能承受的极限。

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