El objetivo del programa era mejorar y repotenciar al Su-27 con el fin de que pudiera enfrentar a los nuevos cazas de quinta generación de occidente como el F-22 Raptor de Estados Unidos y el Eurofighter Typhoon producido en Europa los cuales contarían con una amplia ventaja tecnológica en las décadas por venir.
Por esto la Sujoi decidió diseñar un nuevo avión de combate multipropósito que poseyera amplia maniobrabilidad, que fuera totalmente nuevo y que se basara en el diseño de su caza principal, el Su-27 para lo cual contaría con una estructura reforzada que le permitiría soportar maniobras mas exigentes (de mayores “g”), nuevos y modernos equipos electrónicos de vuelo en la cabina del piloto, nuevas computadoras de navegación y batalla, nuevos radares de mayor alcance y una nueva cabina de mando de diseño monoplaza, similar a la empleada en el nuevo caza naval de Sujoi, el Su-33.
La cabina se equipó con nuevas pantallas planas para brindar rápido acceso a la información de batalla. El aparato cuenta con nuevos alerones delanteros o canards y nuevos motores de mayor potencia y con empuje vectorial que mejoran ampliamente la capacidad de maniobra del caza.
Está proyectado como un avión de combate capaz de efectuar misiones de defensa y ataque además de comandar y llevar a cabo misiones de ataque contra objetivos tanto en tierra como en el aire. La Sujoi espera que con él Su-37, pueda desarrollar un nuevo caza de quinta generación en un futuro cercano, que pueda ser producido en serie y que sustituya en unos años al famoso Su-27 el cual ya cumplió con su vida operativa y ya no puede competir con los nuevos cazas de occidente.
Desde el inicio, el proyecto del Su-37 fue concebido para crear un caza de diseño tipo “triplano en tándem” el cual le brinda una alta capacidad de maniobra y una mayor resistencia en el fuselaje. Algunos sectores de las alas están reforzados, sobre todo aquellos que son mas forzados cuando el aparato realiza maniobras aérea avanzadas con elevadas fuerzas g.
Otra mejora que aumenta la maniobrabilidad del Su-37 es su nuevo sistema de control de los motores con empuje vectorial en el cual los gases de escape de los motores a reacción pueden ser orientados en cualquier dirección ya sea hacia arriba o hacia abajo y para la izquierda, la derecha y en cruz.
El Su-37 fue diseñado como un avión monoplaza. Cuenta con una longitud de 22.183 metros, una envergadura de 14.70 metros y una altura de 6.43 metros. Tiene una superficie alar de 62.0 metros cuadrados, un peso al vacio de 18500 kilogramos y un peso con carga máxima de 35000 kilogramos. Está equipado con 2 motores Lyulka AL-37FU Turbofan con postcombustión que brindan un empuje de 145 kilonewtons cada uno.
Es capaz de alcanzar una velocidad máxima de 2500 kilómetros por hora a una altura de 3500 metros y de 1200 kilómetros por hora a nivel del mar. Tiene un alcance de hasta 3700 kilómetros con el combustible interno y de hasta 4000 kilómetros con tanques de combustible externo. Su techo de servicio es de 18000 metros.
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