在上个世纪80年代，苏联的可变后掠翼苏-24战斗轰炸机的功能已经没办法满足更加激烈的国际局势，因此苏联决定要研发一种新型战术多用途战斗机用来取代苏-24战机，这款新型的战机就是苏霍伊设计局在Su-27战斗机的基础上研制的苏-34后卫战斗轰炸机。
苏-34后卫战斗轰炸机发展于1986年6月，当时的计划是用十年左右的时间研发出一款全新的战斗轰炸机，并完全取代苏-24/24M“击剑手”战术轰炸机，但是当时的苏联经济已经很紧张，所以苏霍伊设计局决定选择现有的战机进行升级优化，当时的选择是苏-27侧卫战斗机.
苏-27具有具有非常出色的机动性能和极佳的航程，是1987年空中手术刀事件和1989年惊世的眼镜蛇机动的主角，再加上Su-27战机的载荷非常大，很适合新战机的需求，所以就选择当时的Su-27K的海军教练机T10KM-2型号作为新型战斗轰炸机的基础，进行新一代战斗机的研发。
当时苏霍伊设计局的内部原型机代号为T10V-1，第一架原型机于1990年4月13日在莫斯科附近的茹科夫斯基机场首飞，官方代号为Su-27IB试验机，当时正打算进行进一步测试的时候，恰巧苏联解体，所以这一个项目就被搁置。
一直到1992年，Su-27IB原型机在MAKSAirshow正式向公众展示，表现出极佳的机动能力，在第二年的1993年12月18日，第二架原型机T10V-2开始首飞，这款是预生产型的版本，对稳定系统、起落架、风道和雷达做了优化。
在进一步优化测试之后，首架按生产标准制造的Su-34战机在1994年12月28日正式首飞，这也就从另一方面代表着新型的战斗轰炸机的设计已经具备量产的水平。
当时的俄罗斯认为这款战机与之前的原型机已经有了大量的技术提升，不应该沿用苏-27的代号了，所以重新命名为苏-34战斗机，不过在1995年的巴黎航展上，这款原型机却以Su-32FN的名字展示，所以在欧美国家也称为Su-32，但是俄罗斯的官方命名依然还是以Su-34为主。
在经过十多年的测试和优化之后，苏-34战机在本世纪初期开始获得订单量产，于2004 年完成首批8架试飞样机的生产并通过俄罗斯空军试验中心的测试，于2007年开始陆续交付到俄罗斯空军，最终在2014年3月20日真正开始服役。
服役的苏-34战斗机基本上保留了苏-27UB的基本结构和气动布局，常规的机翼配置和机载设备也差不多，但是为了安装新型的雷达和驾驶舱，对机头做了优化，整机的长度为23.34 m、翼展14.05 m、高6.36米、空重22.5吨。
机身采用了系统冗余设计，采用坚固耐用，可以轻松又有效的抵御从轻武器到高能导弹战斗部破片的划伤，机头部分为了安装新型的装甲座舱和雷达，做的非常的扁平，也是因如此苏-34战机也被北约起了个外号叫做鸭嘴兽。
座舱采用的是并列双座的设计，两名飞行员通过安装在前起落架上的梯子和座舱地板上的舱口进入座舱。
驾驶舱外加装了厚达17毫米的钛合金装甲，这种设计主要是为了用于执行轰炸任务的时候保护飞行员不受地面高射火炮的伤害而设计的，曾经在阿富汗战场的苏-25战斗轰炸机上大量使用，并经过实战的检验证实是很有效的。
在双座驾驶舱内部，配备了可显示飞行参数的多功能显示屏，飞行员可以很方便的查看飞机的运作时的状态以及战术数据，并列双排的座椅分为飞行员和武器操作员。
其中飞行员的座椅布置在左侧，武器系统操作员则安排在右侧，座椅均是采用K-36DM弹射座椅，在遇到紧急状况下可以在抛掉座舱盖后，这两个座椅按时间差陆续弹射。
其实这种并列座舱比串列座舱有不少优势，例如飞行员和武器系统操作员在执行任务的时候，面对高负荷工作情况下能通过身体语言充分沟通，两人的交流和反应时间也更快，尤其是可以轮换操作飞机，大大的降低对执行长时间任务时对飞行员身心的迫害。
并且在苏-34战机的座舱内，乘员是可以从弹射座椅中走到过道上伸展一下身体的，因而在长航时任务中是可以休息的，尤其是在驾驶座后方设有简易的可提供热水的保温瓶与微波炉，还有在飞行员座椅下方配备有尿液收集装置的简易厕所，配合上可以活动或者是躺下休息的过道，可以说Su-34完全不像苏式武器傻大粗的设计。
在机翼的设计方面，苏-34战机依然保留了苏-27的主翼和尾翼设计，只不过对部件进行了加强和在靠近机头部位增加了可动鸭翼，鸭翼的设计有有助于恢复战机的气动平衡性能，能在超低空飞行中减弱因乱流引起的颠簸，降低作用在机身上的应力，从而增加静态不稳定并减少修剪阻力。
主机翼前部有前缘边条，这些设计可以产生稳定的涡流作用在垂尾上，来提升飞机大迎角飞行时的偏航稳定性。主翼与尾翼基本上与苏-27差不多，后掠主翼翼的前沿延伸融入机身，基本上形成三角形的布局。
主机翼的翼尖切掉一部分，主要是为了装置导弹或电子吊舱等设备使用。这些设计绝大多数都是苏-27的升级优化，换句线令人印象非常深刻的机动能力基础上还做了提升。
动力系统方面，苏-34战机的进气口位于机翼边条翼下，采用直通进气道，进气道内部安装有过滤网，可以有效的预防起飞时异物被吸入引擎内。
进气口做成倾斜的设计，并安有进气导流板用来控制在各种角度上的进气量，从而让发动机在各种速度和高度上都能在最好的状态下工作，例如在高迎角时帮助维持发动机气流，这对于飞机做出各种高难度的机动动作非常有效。
引擎为两具土星科研生产联合体生产的AL-31FM1后燃低通涡轮风扇发动机，引擎之间有较大的间距，能提高引擎的安全性能和提供腹部挂载武器的空间。
引擎的单台最大推力为74.5千牛，最大加力推力为122.58千牛，能提供1.8马赫的最大高空速度和1.2马赫的最大海面速度，实用升限为15,000米，通过机翼两个油箱和机身四个油箱中储备的12100kg最大燃油储备，能轻松实现4,000公里的最大航，在携带标准8吨载荷时，作战半径为1100公里，堪称是一款高航程高机动的俄式战机。
除此之外，也能安装三个外部3000L的副油箱增加航程或者是通过机鼻左侧一个可伸缩的空中加油探头进行空中加油以提升航程，这套动力系统既可以让苏-34执行中远程轰炸任务，还能具备极佳的机动性能，因此在进行远程轰炸突防任务的时候，绝对是一款出色的空中尖兵。
在武器方面，苏-34战机机身外部一共有12个武器挂架，其中每侧主翼上有4个挂架，翼尖的挂架强度较低，只能挂载小型的近距离格斗导弹或者是吊舱，除了主翼的8个挂架之外，在发动机进气道下方还各有一个挂架，另外的两个挂架位于机身下发动机舱之间。
苏-34可以挂载种类非常之多的各种制导武器，例如可以一次挂载6枚500千克的KAB-500L或三枚1500千克KAB-1500L激光制导炸弹，也可以一次挂载6枚Kh-29L/KH-25ML/S-25LD激光制导导弹或6枚Kh-29T电视制导导弹用于短程战斗。
而在进行远程空地作战的时候能一次挂载3枚Kh-59M/Kh-59M2电视制导导弹，并额外挂载一个数据链吊舱进行末段遥控制导配合远程导弹使用。
在进行反舰作战的时候，还能一次挂载6枚3马赫的Kh-31A/-31AD反舰导弹，机身最大可以挂载8吨的各式武器，当然如果燃油在不满的情况下，可以超载到9吨，可以说苏-34战斗轰炸机可以挂载俄罗斯全系列非制导炸弹和火箭，所以能执行各种各样的任务。
除此之外，在前机身右侧边条中还有一门30mm口径的GSh-30-1机炮，备弹180发，这门机炮最大射速能够达到每分钟1500发，能够给大家提供近距离防御和对地支援使用。
在电子信息方面，苏-34战斗轰炸机在机头配备了一具V004 多普勒脉冲被动电子扫描阵列雷达，因为机头设计了并且双座的设计，为降低前视横截面，机头和雷达罩采用了扁平的设计，看上去非常像鸭嘴，所以苏-34也因此得绰号鸭嘴兽。
V004雷达采用1250×850毫米的固定天线设计，对小雷达横截面的地面目标探测距离为150-200公里，对战斗机大小空中目标的探测距离为120公里，在挂载相对应的主动雷达制导空空导弹时，在空地模式下可以同时攻击两个空中目标，在空空模式下可以同时攻击4个空中目标，配合上电子信息仪表座舱，能为飞行员提供很友好的操作体验。
在起降能力上，苏-34加强了其起落架的负载能力，前起落架为并列双轮起落架，在起飞之后向后收起，后起落架则是串列双轮起落架，可以旋转向前收入翼根的起落架收纳舱内，起落架的设计能大大的增加支撑能力，还能提供在野战粗糙铺装跑道上起降，并且在发动机舱之间机背的位置，还配备有十字双减速伞，特殊情况下能够适用于缩短降落滑跑的距离。
俄罗斯服役的苏-34战斗轰炸机单机造价为1370万美元，这种具备超强机动能力和巨大的武器挂载能力的空中尖刀，算是性价比非常高的俄式武器，苏-34战机第一次参加实战是在2008年的南奥塞梯冲突中执行空中电子压制任务。
在2015年俄罗斯派遣6架苏-34进驻叙利亚执行对ISIS的空中打击任务，轰炸敌方油库、运油卡车及军事设施，不过也是在2015年陆续发生苏-34机械故障损坏和被土耳其击落的问题，并且在2019年1月18日两架苏-34战斗轰炸机在远东地区因飞行员操作不当擦撞坠毁，但是其本身其战斗实力还是被认可的。
作为苏-27的强大升级和苏-24战斗轰炸机的替代者，苏-34轰炸机虽然整体的电子信息化少稍有不足，但是凭借强大的武器载荷、出色的机动能力和经济的售价，将会是对一些国家进行降维打击的首选，而出色的续航能力也是护航编队的有力保障，或许未来的苏-34也能如曾经的苏-27一样创造一幕幕惊世之举呢？
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