歼-15是中国参考从乌克兰获得苏-33战斗机原型机T-10K-3号机，以国产歼-11战斗机为基础进而研制和发展的重型双发舰载战斗机。图为117号歼15战机。
拥有可折叠机翼的歼-15在外形上与俄制苏-33非常相似，但歼-15融合了歼-11B的技术。
歼15在歼-11的基础上新增鸭翼、配装2台大功率发动机，实现了机翼折叠，全新设计了增升装置、起落装置和拦阻钩等系统，使得飞机在保持优良的作战使用性能条件下， 实现了着舰要求的飞行特性。
2009年8月31日，歼-15首飞成功。2012年11月23日歼-15降落在辽宁号航空母舰甲板上，由飞行员戴明盟首降成功。
歼-15融合了歼-11B的技术，装配鸭翼折叠式机翼，机尾装有着舰尾钩等舰载机特征，起落架强度高，前轮能够迎合像美国海军舰载战斗机拖曳弹射方式。
歼15设计之初就考虑到弹射器起飞的问题，已被部署到辽宁号航空母舰上，未来国产航空母舰上也将配备该机型。
2012年11月3日，双座版本的歼-15S进行了首次飞行测试，可以作为训练和战斗等多种用途。
据悉，此前处于原型机阶段的歼-15序号体系采用的是以55开头的三位数编码，10字头序号的歼-15出现说明该机已经定型进入量产阶段。
歼15的最后改进集中在材料和生产工艺上。80年代苏联缺乏先进的钛合金加工能力，所以后机身钛合金大框只有采用电子束焊接方式拼合，焊缝强度远低于整体锻件，严重影响结构强度和疲劳寿命。
而随着技术的进步，大型机床发展带来的好处，中国现在已经可以生产苏27系列飞机的整体钛合金大框，极大地增强了机身强度，在提高过载能力的同时也提高了飞机的使用寿命。
继承了苏-27家族的机体内置油箱，歼-15不需要采用副油箱转场航程就可以超过3000公里，在最大内油配置情况下，飞行阻力也不会增加，空出来的挂点可用于挂载各种重型精确制导武器，具有最高的作战灵活性。
歼-15更强调对海攻击能力，尤其是具备强大的使用反舰导弹能力。固定武器为一门30毫米机炮，可以携带使用现所有国产精确打击武器，如霹雳-8/9近程空空导弹和霹雳-12主动雷达制导远程空空导弹等。
歼15还可以使用和俄制苏-30战斗轰炸机配套引进的各种俄制精确打击武器。由于载弹量大，还可以使用重型反舰导弹如国产的鹰击-62或俄制KH-41“白蛉”导弹等。
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