目前,俄罗斯空天军拥有50多架升级型苏-27SM战斗机。在2003年至2009年期间,共有55架第一代单座型“侧卫”战机在阿穆尔河畔共青城加加林飞机制造厂(KnAAZ)接受了升级,其中2架在飞行事故中失事。在剩下的飞机中,有48架被用来装备了4个一线中队,另外5架被分配给了利佩茨克战斗训练中心装备“侧卫”的中队。最新的升级版“侧卫”机队装备了12架新生产的第一代飞机,采用了增强型任务航电设备,被称为苏-27SM3,这些飞机于2010年和2011年正式编入俄军作战序列。2014年,又通过之前的旧机身改装了2架升级版苏-27SM3。
目前俄罗斯空天军有一个正在进行的计划,涵盖了多达36架初始型苏-27,意在通过升级和延寿将其提升到苏-27SM3型的标准。这些初始型“侧卫”生产于20世纪80年代后期,也确实到了该开展一个延寿项目的时候了。延寿要逐步实施,并进行机体结构改进,这一升级将使此类喷气式战斗机的使用寿命延长至40年、2000飞行小时。2015年年中,俄军方签署了一份明确的升级合同,但直到2017年12月,首批2架升级型飞机才交付。阿穆尔河畔共青城加加林飞机制造厂打算在2018年再交付6架进行了翻新和延寿的苏-27SM3战斗机。俄空天军前线航空兵目前拥有大约50架未升级的苏-27P/UB单座型和双座型“侧卫”战机,这些战机在3个一线中队里服役,并部分装备了利佩茨克战斗训练中心下属的1个科研教导中队。
苏-27SM3可以通过机背上多出的一根天线而分辨出来 2011年,俄罗斯空天军首次接受了另一款新式“侧卫”衍生型号——双座型的苏-30M2。这款机型是在2009年8月与新生产的苏-27SM3一起订购的。最初一批为4架全新生产的苏-30M2,具备完全的战斗力,因为其使用的任务航电设备几乎与单座型苏-27SM3完全相同。2012年12月,俄罗斯国防部部署了第二批16架苏-30M2战机,主要用于装备苏-27SM和苏-35S中队,以便开展后续训练和检查飞行;所有这些飞机都在2013年至2015年间交付。
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