苏-15是苏联霍伊设计局设计的单座双发全天候截击机，北约组织称它为“细嘴瓶”(Flagon)。50年代末，苏联军方要求发展一种作战半径较大，爬升性能好，速度在M2.5一级的全天候截击机来取代苏-9。苏-15就是按照军方的这一要求发展的。苏-15是前苏联第一种性能比较完善的全天候截击机，采用复合三角翼（原型机为纯三角翼）、尖机头两侧进气的总体布局，兼顾了低速与高速飞行的需要，同时在水平尾翼前方的机身两侧装有两块减速板，用于空中及地面减速。飞机推重比大，翼载荷比较小，具有较好的飞行和机动性能。与西方同类飞机相比，其缺点是航程比较短，电子设备不完善，座舱视界较差，早期型别没有装机炮。在1978年和1983年，前苏联的苏-15战斗机曾经两次攻击韩国的民航客机，造成了伤亡近300人的严重的事故，苏-15也因此而”臭名远扬“。
七十年代末期，苏-15是前苏联高度保密的机种之一，只配置在苏联本土，没有进驻华约其他国家，也未出口。
1967年苏联航空节时，10架苏-15作了编队飞行表演。1969年开始进入苏联防空军所属的歼击航空兵服役，逐步取代苏-9，成为歼击航空兵的主力飞机。1977年装备数量增至850架。据说，1977年苏-15已逐渐停产，到1988年仍有400架左右在服役。
据分析，苏系截击机从50年代的苏-9到60年代的苏-15，逐步完成了从简单灵活的轻型截击机到设备复杂的全天候截击机的过渡。苏-15仍然采用有尾三角翼的气动布局形式。为提高性能和全天候作战能力的需要，机翼形状作了修改，机头雷达加大了。
下面介绍“细嘴瓶”F的设计特点。全金属悬臂式中单翼，内翼段后掠角53°，外侧后掠角37°，在不同后掠角翼段之间有与机身垂直的很小的无后掠角翼段。双三角翼的设计，较大的改善了飞机的起降和大迎角飞行性能。但尽管如此，该机的起降速度仍然相当高。机翼外翼段前缘向下弯曲，以改进操纵性能。在两侧翼根向外70％处上表面有翼刀，外翼段的后缘有副翼，从副翼内侧的机身有襟翼。机翼无上、下反角。
机头有单座封闭式座舱，其截面基本上是圆的。座舱有向后滑动的气泡形座舱盖。机头雷达罩为尖顶形，其他各型的雷达罩为锥形。冲压式进气道位于座舱两侧，进气口呈楔形，进气量靠垂直的可调斜板调节，进气道外侧开有辅助进气口，尾翼前的后机身两侧上下各有一对门板式减速板，没有尾腹鳍，当速度超过M1.8以后，飞机靠自动增稳系统来提供方向安定性。另外，后机身有加力燃烧室冷却进气口。
据西方媒体称，苏-15的操纵性能并不太好，飞行员操作失误时，飞机易于进入失控状态。
悬臂式全金属结构，各个翼面均有后掠角。全动式平尾装在稍微靠下的位置，有上反角，平尾翼尖装有防颤振配重杆。垂尾的顶端装有甚高频/超高频天线，后缘装有雷达探测天线，垂尾的底部有减速伞舱，方向舵无配平调整片。
起落架前三点可收放起落架，均为单轮，前轮向前收起，主轮向内收入主起落架舱内。
两台图曼斯基P-13Ф-300加力式涡轮喷气发动机，单台不加力推力64.7千牛(6600千克)，单台加力推力70.6千牛(7200千克)。与同时期的其他战斗机相比，苏-15有着较高的最大速度与爬升率。
机头有大型X波段“跳跃旋转”火控雷达。COД-57M空中交通管制/选择识别装置，CPO-2敌我识别器，“警笛”雷达警戒系统。
武器
正常武器是翼下挂架挂两枚AA-3“阿纳布”空-空导弹，一枚半主动式雷达制导导弹，另一枚为红外制导导弹。中机身下两个并排挂架可挂其他武器或副油箱。估计没有装机炮。
该弹是苏联自行研制并装备国土防空截击机的第一种中距雷达型空空导弹，取代仍在服役的РС-1/2近距雷达型空空导弹，后者的主要问题是射程短、与机载雷达不匹配。由于50年代中期，在РС-1/2导弹基础上改进的К-6半主动雷达型空空导弹系统，最终未获准投入批生产，因此苏联国土防空空军决定研制中/远距新型空空导弹系统，装备新型防空截击机如雅克-28、米格-Е-152、苏-11、图-128等。当时，参加竞争研制的单位有四家飞机设计局和两家导弹设计局，从而造成研制工作大量重复。
米高扬和古列维奇两个设计局推出的导弹是两级式远距空空导弹，其系统代号为К-9或К-155，其载机为米格-Е-152截击机，在1961年土希诺机场举行的苏联航空节上由米格-Е-152截击机翼下挂两枚模型弹参加飞行表演，西方和北约集团给予其编号和命名为AA-4“锥子”(Awl)，1962年随着米格-Е-152截击机计划被取消而停止发展。
拉沃奇金设计局推出的远距半主动雷达型导弹，其系统代号和编号分别为К-15(K-15)和Изд．175(Izd.275)，载机为Ла-250“水蟒”(Анаконда)远程截击机，整个系统代号为Ла-250К-15。由于该设计局研制任务重点转向用于莫斯科防空系统的В-300地空导弹和用于战略攻击任务的В-350巡航导弹，К-15导弹停止研制。
苏霍伊设计局推出的导弹代号为ПР-38，载机为该设计局的Т-37和П-37截击机，采用与К-80(Р-4)相似的气动外形，后随其载机计划被取消而停止发展。
参加竞争的两家导弹设计局：一是伊凡·托罗波夫领导的第134试验设计局，即现在的“三角旗”(Вымпел)机械制造设计局的前身；二是马图斯·比斯诺瓦特领导的第4试验设计局。前者推出的是К-7半主动雷达型空空导弹系统，它是该设计局的第一个空空导弹系列，1955年开始设计，采用与К-5、К-6相同的鸭式气动外形布局，但体积和射程均增大，共有К-7Л、К-7С、К-7СЗ和К-75四种型号，因试飞表明其性能欠佳而停止发展，该设计局则受命研制К-13空空导弹系统和3М9(SA-6)地空导弹。
最终获胜的是马图斯·比斯诺瓦特领导的第4试验设计局，它推出的是К-8半主动雷达型中距空空导弹和К-80半主动雷达型远距空空导弹。从1956年12月26日开始，应用了该设计局设计的苏联第一个空空导弹СНАРС-250的先进技术的原型导弹К-8，在雅克-25К和雅克-27К截击机上试飞，总共发射了49枚，其中5枚带真实战斗部，试射全部成功，两枚导弹直接命中无人驾驶的ИЛ-28靶机。此外，该弹还在米高扬-И-75Ф截击机上进行了大量试飞。该弹在1961年土希诺机场举行的苏联航空节上参加飞行表演，首次公开亮相，西方和北约集团给予其编号和命名为AA-3“阿纳布”(Anab)。该弹1961年进入现役，有多种改进型，70年代末停产，在空军服役的使用代号有Р-8(R-8)、Р-30(R-30)和Р-98(R-98)。
该弹采用鸭式气动外形布局，4片小切梢三角形控制舵面装在弹头后部，4片大切梢三角形弹翼装在弹体后部，4片弹翼后缘各带有1个横滚稳定片。关于该弹的性能，过去一直将其视为近距空空导弹。但是，从苏联解体后透露给外界的消息表明，该弹首先并不是为近距空战、而是为拦截空战设计的中距雷达型空空导弹，是苏联国土防空空军的第1个半主动雷达型中距空空导弹，工作波段为I波段(8～10GHz)，原型导弹Р-8的射程为12km，改进型导弹Р-30的射程为26km,最后改进型导弹Р-98的射程在26km以上。由于该系列导弹在结构设计上采用模块化舱段结构，通过互换导引头的办法，使得能在其基本型——半主动雷达型基础上很快发展被动红外型，但由于受当时红外器件性能限制，早期红外型只能用于尾追攻击。
基本战术技术性能
最大射程12km(Р-8Р/Т)
18km(Р-30Р/Т)
26km(Р-98Р/Т)
30km(Р-98МР/Т)
最小射程2.0km(Р-8Т、-30Т)
1.8km(Р-98Т)
9km(Р-8Р、-30Р)
＜9kmk(Р-98Р、-8МР)
最大速度M2.8
使用高度
最大过载
制导系统半主动雷达制导(Р-8Р、-30Р、-98Р、-98МР)
被动红外制导(Р-8Т、30Т、98Т、98МТ)
引信
战斗部高爆炸药，重40kg
动力装置固体火箭发动机
弹重275kg(Р-8Р、-30Р)
227kg(Р-8Т、-30Т)
292kg(Р-98、98М)
弹长4.27m(Р-8Р、30Р、-98Р)
4.0m(Р-8Т、-30Т、-98Т)
弹径275mm
翼展130mm
苏-15迄今为止共有六个型别：
“细嘴瓶”A预生产型，只少量生产，供部队鉴定和进行使用试验。其三角翼与苏-9/苏-11的完全相同，机头雷达罩呈锥形。据说，发动机是图曼斯基P-11Ф2C-300加力式涡喷发动机，不加力推力45.1千牛(4600千克)，加力推力60.8千牛(6200千克)。
“细嘴瓶”B短距起落型，代号T-58VD，1967年7月苏联航空节时在莫斯科附近的多莫杰多沃机场公开展出过。机身中部垂直安装三台升力发动机，发动机是科列索夫设计局的产品。机翼形状与A型不同，机翼前缘有双重后掠角，机翼从翼根向外五分之二的地方后掠角减小，翼展增长1.5米，因而翼面积略微增大。机翼外侧五分之二的部位有小的附面层翼刀。由于升力发动机占用了内部空间，机内载油量大大减少。此型是短距起落研究机，并未投入生产。
“细嘴瓶”D第一个生产型，与A型基本相像，机翼为双三角形，翼展加长了，外翼段的后掠角明显地减小，与B型的机翼形状不同之点是，在前缘后掠角不同的两个翼段之间，有一狭窄的非后掠平直翼段。据说，翼展加长是为了改善飞机持续盘旋速度和着陆性能。机翼修改后，由于气动力中心后移，改善了稳定性，增长了亚音速巡航时间。雷达整流罩呈锥形。
“细嘴瓶”C（苏-15U）该型是“细嘴瓶”D的串列双座教练型，与D型同时开始服役。两个座椅有各自的座舱盖，后座舱盖上有潜望镜，便于后面的教练员操纵飞机。机上装有“警笛”3全向警戒雷达，保留了武器外挂点，这表明C型和苏联多数战斗机教练型飞机一样，具有作战能力。
“细嘴瓶”E苏联的编号为苏-15ВД，第二个生产型，1973年下半年开始服役。进气口比D型的大一些。该机估计装米格-21МФ飞机的图曼斯基Р-13Ф-300加力式涡喷发动机，单台不加力推力64.7千牛(6600千克)，加力推力70.6千牛(7200千克)。机载武器除两枚导弹外，机身上加装了一门机炮。雷达是X波段“跳跃旋转”雷达，作用距离约40千米。另外，还装有CPO-2敌我识别器和COД-57M空中交通管制/选择识别装置。
“细嘴瓶”F，使用中的最新型别，外形上明显的特点是机头雷达罩不像其它各型的雷达罩那样尖，端部粗大。其教练型为“细嘴瓶”G。该机开始使用R-60(AA-8)格斗导弹和R-23(AA-7)中距空空导弹。后来部分苏-15开始使用装有Gsh-23L双管23mm加斯特炮的UPK-23-250型吊舱。
其他一些改型包括：苏-15T“细嘴瓶”E。该型号使用了新型雷达，北约代号Taifun，载油增加，总重增大，起落架进行了加强。机腹增加了挂架以携带增加的副油箱和炮舱。由于新雷达性能并不理想，1973年苏-15T被苏-15TM(苏-21)取代，TM型改用了Taifun-M型雷达，雷达罩外形改为圆弧拱顶状。
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