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官方雜誌詳細解讀:殲-10「猛龍」戰機

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shiwkcn 發表於 2006-12-30 05:41 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
《現代兵器》是中國兵器工業集團第二一0研究所主辦的一本軍事雜誌。該雜誌的06年10月號刊登了本文,這是中國官方雜誌首次詳細披露殲-10「猛龍」戰鬥機的詳情。讀者從中可以簡略了解殲-10研製的全過程和性能特點,種種網路謠言也就不攻自破。
十年浩劫后的中國航空工業已經遠遠落後於發達國家。沒有蘇聯的援助,再加上「文化大革命」的破壞,讓本來就根基淺薄的中國航空工業變得愈加羸弱。

殲-8自1969年首飛,費盡周折,十年之後才完成定型。同期開始研製的殲-9經過多次方案變動,終因設計指標過高,在國民經濟調整時期下馬。殲-11、殲-13等也沒能避免同樣的結局。即使是早先投入仿製和生產的殲-6、殲-7,也因為文革時期的混亂局面,性能和可靠性都不能令人滿意。



全副武裝的殲-10「猛龍」
與此同時,蘇聯屯重兵於中蘇邊境,顯出蠢蠢欲動之勢。蘇軍擁有大量諸如米格-21、米格-23的前線戰鬥機,性能更好的第三代戰機(蘇聯稱為第四代)的開發已接近尾聲,再加上「眼罩」、「逆火」這些突防能力出眾的戰略轟炸機,如果當時戰爭爆發,以當時只有少量殲-7A領銜、仍以殲-5、殲-6充當主力的中國空軍,恐怕難以抵擋蘇軍凌厲的攻勢。

鑒於這種落後局面,20世紀80年代初,中國航空工業重新制定了「更新一代,研製一代,預研一代」的發展方針,即用較先進的殲-7、殲-8替代部分老式戰機;研製殲-7、殲-8的後繼改進型;以米格-29、蘇-27為主要作戰目標,預研能夠滿足2000年前後作戰需要的先進戰鬥機。其中,第三個目標就演化成了後來的「猛龍」戰鬥機。這樣一架新型戰鬥機需要先進空氣動力設計、火控及航電設備、大推力渦扇發動機和空空導彈等多方面的有機結合,才有達到設計要求的可能。讓我們把目光重新聚焦到那段時光,探尋中國的航空工業是否具備相應的技術基礎。

落後的航空技術

在飛機氣動布局設計方面,先進氣動布局研究或許是中國航空科研部門開展比較成功的一個領域。中國自行開發的第一種噴氣式飛機——殲教1就跳出了「米格思路」,採用了當時十分先進的兩側進氣布局。20世紀70年代初研製的殲-13在幾乎完全獨立的情況下,竟然與美國F-16殊途同歸,都採用了「大邊條翼+機腹進氣」氣動布局(殲-13有兩種設計方案,另一種是「大邊條翼+兩側進氣」布局)。

當今盛行的鴨式布局更是受到航空科研部門的青睞。鴨式布局,中國稱為「抬式布局」,前者取其外形,後者源自其工作原理。早在1969年,這種氣動布局就被提出,到1975年國家正式立項支持此項研究,其間科研人員運用遙控模型進行廣泛試驗,取得了大量的實驗數據和研究成果。中國航空界對這種非常規氣動布局的特性從此有了理性的認識,為後來在實際型號中的運用奠定了堅實基礎。最初成飛的殲-9方案就準備採用鴨式布局,可惜連原型機都沒有造出來就下馬了。

於是,中國第一種投入實用的鴨式布局戰機頭銜就傳給了一個新的希望——「猛龍」。

在電子技術方面,1965年開始研製的中國第一台自行設計的機載雷達SL-4(204雷達),用了整整17年時間才成功。它採用單脈衝體制,不具備下視功能,也沒有採用頻率捷變和脈衝壓縮技術,平面搜索距離僅28公里,技術水平相當有限。此時,美國戰機早已裝備了AN/APG-63/65/66等先進脈衝多普勒雷達,最大搜索距離都超過了70公里,具有完善的空空、空地作戰功能。80年代初,生產工廠在204雷達的基礎上發展了208雷達和232雷達,通過加大天線口徑並應用低噪音聲場效應放大器,增大了雷達作用距離,技術上採用了旋轉調諧磁控管,以增加頻率捷變能力,但仍不具備下視能力,甚至連基本的攔射距離都無法滿足。另一方面,我國科研單位也開始了機載脈衝多普勒雷達(PD)和機載動目標顯示雷達(AMTI)的研製工作。由於經濟上得不到支持,後者沒有繼續下去,前者的研製工作也飽受阻礙,進展相當緩慢。當時,我國的航空電子設備不僅在單機性能方面差強人意,功能方面也比較單一,遠未走上綜合化、系統化、數字化道路,被先進的發展潮流遠遠拋開。可以認為,僅憑當時的科研實力,根本無法生產與新型戰鬥機設計指標相吻合的航電及火控設備。

在發動機方面,當時中國空軍最先進的噴氣發動機還是渦噴-7,性能稍勝一籌的渦噴-13直到1987年12月12日才告定型。渦噴-7是為了配合米格-21的國產化工作而研製的,主要依靠中蘇交惡前蘇聯提供的R11-F-300發動機資料仿製而成,1966年12月試製成功。它實現了中國航空發動機從單轉子到雙轉子的跨越,與裝備殲-6的渦噴-6相比,性能有很大提高,其改進型——渦噴-7甲還採用了當時十分先進的空心渦輪葉片,是技術上的一大突破。但是,通過橫向比較我們發現,渦噴-7大大落後於當時典型的戰鬥機動力系統,單純比較數據已經失去意義,因為這根本就是代與代的差別。中國研製渦扇發動機起步並不晚,早在60年代就通過在渦噴-5上加裝后風扇,研製出了渦扇-5,其推力較渦噴-5提高超過40%,最終卻因為沒有裝機對象等原因而終止研製。60年代中期開始研製的渦扇-6,後期改進型的各項性能並不亞於同期研製的M53。可就在它通過飛行前試車測試,準備進行飛行測試的時候,卻隨殲-9項目一起下馬,近20年的艱辛努力付諸東流。

落後的科研體制不僅扼殺了一個先進的型號,也打擊了廣大科研人員的滿腔熱情!如果沒有「飛豹」的研製,十多億元換來的「斯貝」發動機也許就永遠被堆在倉庫,中國戰鬥機到現在也裝不上渦扇發動機!總的來說,在「猛龍」工程開始之時,中國已經初步具備了高性能渦扇發動機的研發能力。限於體制、資金、製造技術和研製周期等因素,這種能力在短期內還無法培育出具體型號。

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 樓主| shiwkcn 發表於 2006-12-30 05:41 | 只看該作者
在空空導彈方面,既有設計思想的原因,也受技術水平的限制,當時中國戰鬥機掛載的空空導彈只能以「霹靂」-2為主。「霹靂」-2是隨米格-21同時引進的K-13空空導彈的仿製品,1967年11月定型並投入生產。受技術水平限制,導彈的機動性、抗干擾能力都很差,只能實現尾追攻擊。70年代,有關部門開始著手對其進行改進,其間改進型號眾多,比較成功的卻只有「霹靂」-2乙一種。由於「文化大革命」的原因,當該導彈通過定型之時,已是1981年10月了。稍後研製的「霹靂」-5同樣受到衝擊,直到1986年9月才定型,性能已經落後。此時,國外眾多先進的第三代格鬥空空導彈已經問世,AIM-9L則早已名揚馬島和貝卡谷地戰場。直到1986年引進仿製的「怪蛇」3格鬥空空導彈,才終於在這一方面填補了空白。




「猛龍」翼下掛載有中距、近距空空導彈。


由此可見,我們與發達國家在大部分領域內都存在著明顯差距。不僅如此,我們的科研隊伍、生產能力等等同樣與發達國家相距甚遠。據說當初「猛龍」戰機的研製目標就是:「研製一架滿足戰技要求的飛機;造就一支高素質、高技術、跨世紀的航空科技隊伍;建立一個具有研製先進殲擊機能力的航空科研基地。」顯然,后兩者是前者的保證。而上述語句則顯示決策部門希望通過該機的研製來達到后兩點目標,足見當時航空工業基礎之薄弱。但是在那樣的交叉路口,我們必須做出自己的選擇:一蹶不振或是重新騰飛。作為一個大國,我們必須擁有強大的航空工業,雖然研製新機困難重重,但一萬年也要研製出來!

「猛龍」身世

提起「猛龍」戰鬥機,恐怕很多人都會聯想起以色列的「獅」(Lavi)戰鬥機,更有西方和港台媒體大肆鼓噪:「猛龍」就是中國版的「獅」。略加分析,好像這種觀點還頗站得住腳:「猛龍」的外形酷似「獅」,尤其是初期方案模型,簡直是「獅」的翻版;以前中國航空工業基礎薄弱,很難獨立完成「猛龍」戰鬥機的研發,而且中以之間也確實存在軍事合作的可能性及渠道。且慢!我們不妨再倒退上十幾年,更加積貧積弱的中國航空工業依靠並不完整的資料,硬是「逆仿製」出了殲-7戰鬥機,並很快根據我軍的技戰術特點對其進行了相應改進。按照這樣的思路,即使「猛龍」繼承了「獅」的血統,也應該保留有許多自己的基因。從今天的角度看,「猛龍」無論從設計思想、作戰用途,還是細節設計和性能指標上看,都與「獅」存在顯著差異,甚至外形上的相似也不那麼明顯了。或許,只有希伯萊民族那自強不息的精神同樣在「猛龍」身上獲得體現吧!當然我們無法否認,以中國在80年代初的水平,現在展現在我們眼前的「猛龍」戰鬥機只能是海市蜃樓,或許能不能成功地仿製「獅」還要打上一個不小的問號。事實上,「猛龍」能夠一步一步走到今天,最應該感謝的也許不是以色列,也不是俄羅斯,而恰恰是長期與中國站在對立面上的西方發達國家。正是過去被斥為「紙老虎」的美歐等國對「猛龍」,乃至中國航空工業的發展產生了深遠的影響。

20世紀80年代前後,隨著前蘇聯國力軍力的迅速膨脹,其稱霸野心也日益高漲。為了在遠東制衡蘇聯,西方世界主動與中國修好,許多軍事援助計劃或者說軍事合作計劃便在這樣的背景下展開了。正是通過這樣的機會,中國航空工業接觸到了西方先進設計思想、技術標準以及生產製造體系,並深刻體驗了其技術的整體性、可發展性和前瞻性;實實在在地感受到了高度集成的綜合航電火控、座艙顯示、電傳操縱等系統的強大功能。

儘管中國夢寐以求的許多先進武器系統最終未能得到,但是這次千載難逢的機會使我們統一了認識:只有擺脫「蘇聯思路」的束縛,接納西方先進思想和技術,才能趕上戰鬥機發展潮流。正因為如此,西式標準(包括參考美軍標建立的國軍標體系)得以貫穿「猛龍」戰鬥機研製過程始終,許多在役的國產戰鬥機和蘇/俄制戰鬥機上從未有過的優良特性在「猛龍」戰鬥機身上顯露出來。毫不誇張的說,西方發達國家就是中國研製和生產先進戰鬥機的「啟蒙老師」!

思想上的啟蒙決定了「猛龍」的研發必定會在更高層次上展開,這顯然需要更紮實的基礎,也同樣需要西方世界以及俄羅斯提供更實質性的幫助。有一些通過直接的軍事合作途徑進行,另一些則來自民用項目的合作,也許還可以算上解體后流向中國的前蘇聯軍事技術人員。考慮到這些「外援」都是時斷時續,彼此之間可能還存在不小的衝突,中國航空工業作為一個集大成者,所付出的艱辛和汗水是很難用言語來表達的。難怪許多為這個項目熬白了頭髮的專家在「猛龍」展翅高飛時不禁老淚縱橫,難怪許多在這個項目中經受了考驗的新一代技術人員承擔起了更新更重的擔子……

寫到這裡,筆者心中也是頗多感慨:與其說「猛龍」是「獅」之子,不如說它是帶有多種血統的混血兒!從根本上說,作為「猛龍之母」的中國航空工業,是「猛龍」 的研製主體。沒有「她」的博採眾長,沒有「她」的悉心融合,「猛龍」只會成為LCA那樣難產的怪物!通過「猛龍」的研製,中國已經形成富有自身特色的戰鬥機設計思想,其優越性將在新一代戰鬥機上得到更顯著的體現!

任何認為「猛龍」是「獅」仿製型的說法,都是對中國航空工業在最近二十餘年取得成績的忽視和否定!

「猛龍」誕生

「猛龍」項目於上世紀80年代初,最初設計目標是生產一種能夠在國土防空作戰中戰勝蘇聯第三、四代戰鬥機、並具有攔截蘇聯典型戰鬥轟炸機和轟炸機能力的防禦型戰鬥機。為了達到設計目標,「猛龍」必須同時兼備高空高速飛行性能和中低空格鬥性能,同時要擁有完善的電子設備和空戰武器。當時是否存在不同方案的競爭,筆者未從獲知。可以確定的是,後來「猛龍」的設計和生產任務分別交給了成都飛機研究所和成都飛機製造廠。1986年,國防科工委任命曾擔任殲-7C總設計師的宋文驄為「猛龍」總設計師。

最早公開曝光「猛龍」的,應該是李鵬聽取當時的航空工業部部長林宗棠彙報的照片。李鵬正在仔細端詳的正是該型戰鬥機的模型。仔細觀察可以發現:該模型進氣道的橫截面是類似於F-16的半橢圓形,帶有可調式進氣錐;垂尾較小,與「獅」有很高的相似性,不知道這是否能用巧合來形容。無論如何,「猛龍」 早期防禦型戰機的本質在模型上得到了充分體現。

進入20世紀90年代以後,世界局勢發生了重大變化:一直虎視眈眈的蘇聯霎時分崩離析,中國得以從來自北方巨大的軍事威脅中解脫出來;而海峽對岸的台獨勢力開始上竄下跳,南海島嶼爭端、釣魚島問題也日漸尖銳,這些都對中國空中力量提出新的挑戰。另外,現代作戰飛機的一些新特性在80年代后局部戰爭,尤其是海灣戰爭中得到了充分體現——精確空中打擊取得了空前的效果,超視距空戰開始成為空戰的主要樣式,隱身化、智能化、多功能化……世界各國對戰鬥機提出了更高要求。以上種種變化,可能就是今天展現在我們面前的「猛龍」與最初方案存在很大差異的原因吧。所有這些要求「猛龍」具有更大的航程和載彈量,空戰能力進一步強化,還要融入多用途以及隱身設計。

根據官方提供信息,「猛龍」於1998年實現首飛,整個過程持續了21分鐘。據稱,該機在首飛中就應用了靜不穩定技術,這顯然是之前充分準備的結果。但不得不提的是,發動機仍然拖了「猛龍」的後腿。時任中央軍委副秘書長的劉華清上將在回憶錄中提到,發展新型戰鬥機,我們走了一條外國人很難相信的路子:發動機和飛機同時設計,而且方案很複雜,先用引進的發動機造出樣機試飛,然後換用國產型號試飛。當時劉華清就提出異議:如果從國外買不到合適的發動機怎麼辦?如果自己的發動機設計製造不出怎麼辦?考慮到劉華清對成飛視察在1988年,當時的發動機來源只能是西方。很快,劉華清上將的擔心應驗了:突如其來的政治風波阻斷了發動機來源,「猛龍」尚需十月懷胎……直到俄羅斯AL-31FN的出現,才解了「猛龍」的燃眉之急。這從另一側面也可以看出「猛龍」命運的坎坷和多磨。

首飛后,「猛龍」的試飛倒是頗為順利,至今沒有出現重大安全事故,這無疑為其發展注入了一針強心劑。時光再流逝五年,《中國航空報》刊登一則令人振奮的消息:國產新殲東線開飛,18年磨劍終交部隊!據悉,所謂的東線,指的可能是空軍試訓基地。這標誌著空軍已經開始讓種子教官適應「猛龍」,並編寫飛行和訓練大綱。而2002、2003年,也許是成都飛機研究所有史以來最艱苦的日子,不僅有「猛龍」的定型任務,「梟龍」的發圖任務也與所謂「某型戰鬥機的雙座型」擠到了一塊兒。所謂「雙座型」,毫無疑問是「猛龍」的雙座型。該機至少具備了單座型的全部作戰能力,足以作為戰鬥教練機。如果技術條件允許的話,該機可能還在對面攻擊能力上有一定的加強。從現有資料看,即使這種加強存在,也是比較有限的。更強大的對地對海攻擊能力,還應該期待其進一步的改進型號。由於在新技術積累方面成都飛機研究所走在了前面,諸如無附面進氣道技術的實踐以及隱身技術的驗證等,都不斷勾勒出「猛龍」和下一代戰鬥機的美好未來,我們惟有拭目以待。
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「猛龍」全剖析

氣動布局 鴨式布局,簡言之就是用主翼前方的鴨翼代替了後方的水平尾翼,這樣做避免了正常布局的飛機在大迎角飛行時,水平尾翼舵面效率明顯下降情況的出現。近距耦合是指鴨翼與主翼距離較小的鴨式布局,這種布局可以利用鴨翼前緣的脫體渦在主翼上翼面形成的有利干擾,產生渦升力,從而提高飛行性能,特別是大迎角飛行時的機動性能。同時,鴨式布局的飛機一般都採用大後掠角三角翼,普遍具有翼載低、阻力小的特點。由於這種布局在一定程度上兼顧了機動性能和超音速飛行性能,廣為新一代戰鬥機所採用,尤其是EF-2000歐洲戰鬥機。如前文所述,「猛龍」採用這種氣動布局更多緣自我國對鴨式布局的青睞和不懈研究,這讓中國航空工業再一次抓住了先進氣動布局發展的脈搏。「猛龍」採用鴨式布局也標誌著國產戰鬥機徹底跳出了強調高空高速性能的有尾三角翼時代。



「猛龍」擁有極其優異的盤旋能力,在格鬥空戰中很容易取得有利位置。


此外,「猛龍」還在國產戰鬥機中首次實際運用了機腹進氣方式。這種進氣方式在F-16上取得了極大的成功,可以滿足飛機在大迎角飛行、高速轉彎等極端狀態上的進氣要求。這樣一來,「猛龍」戰鬥機的氣動布局就具備了第三代和三代半戰機的典型特性,使得其飛行性能可以媲美任何一種第三代戰鬥機。

前機身 圖片資料顯示,「猛龍」的前機身截面更接近於圓形,這顯然是為了配合雷達罩截面。就前機身對氣流進行整流壓縮的效果看,這種設計確實不如F-16那種近似橫橢圓截面的前機身。但是後者在大迎角時會提供一個上仰力矩,對F-16這種正常式布局飛機而言,由於平尾離重心較遠,配平能力較強,問題還不大;對於靜不穩定的近距耦合鴨式布局飛機而言,大迎角時鴨翼的配平負擔已經相當大,再加上一個上仰力矩,無疑又挑上了一副重擔。在推力矢量控制(TVC)技術出現以前,解決方法無非是加大鴨翼面積、使用升降副翼,但都會付出升力性能損失的代價。

所以,採用近距耦合鴨式布局腹部進氣的戰機中,只有「獅」沿用F-16的前機身設計,但其鴨翼面積相當大,可以預料其對機翼的下洗也將加大,造成機翼升力損失。米格1.44驗證機前機身設計類似於「獅」,但已經確定採用推力矢量技術,可以大大減輕鴨翼的配平負擔。而EF-2000則和「猛龍」一樣採用了圓形截面前機身。筆者認為,「猛龍」採用圓形截面前機身設計,比套用F-16的設計更能夠適合自身特點,至少在引入TVC技術之前是這樣。

進氣道 「猛龍」採用了矩形進氣道,與F-16和「獅」的橢圓型進氣道完全不同。如前所述,由於前機身設計與「獅」並不相同,進氣道設計當然也不能全套照搬。另外,「猛龍」的進氣口上唇口明顯向前延伸,形成一塊面積較大的延伸板。這塊延伸板不僅起到了隔離附面層的作用,而且彌補了圓形前機身整流壓縮效率不高的缺點。這種設計在EF-2000上同樣可見,但是這樣的設計付出的是重量代價。為了獲得優良的超音速飛行性能,「猛龍」估計採用了可調式進氣道。

座艙罩 「猛龍」是第一種從一開始就採用整體式前風擋的國產戰鬥機。對於座艙罩的外形,某些分析指出,「猛龍」戰鬥機座艙罩頂部的曲線接近於直線,「接近直線的設計會讓飛行員坐得更矮一點,如同蘇聯米格-29戰機一樣,由於飛行員坐得太矮,所以西方飛行員試飛后的評價是:雖然有氣泡狀的形狀,但真正的視角範圍仍然遠不如預期中那麼好。」同時也指出:「這並不是說米格-29或『猛龍』的設計者頭腦有問題,故意讓飛行員坐那麼矮,而是外凸的座艙罩對於氣動力學或是結構力學都有不利影響。外凸的曲線會讓座艙罩更深入機身上方的流場,對於機身後段產生不小的影響。座艙罩越外凸也意味著它將承受更大的空氣壓力。」因此,這樣的設計更可以看作一種折衷的做法。

鴨翼 由照片可見,「猛龍」的鴨翼採用切尖三角翼。這種機翼升力特性較差,必然會增大鴨翼配平阻力;但另一方面,這種大后掠機翼的失速性能較好,失速迎角較大。為了保證飛機的大迎角控制能力,選擇這種機翼也在情理之中。

另外,與「陣風」和JAS39類似,「猛龍」的鴨翼后緣止於接近主翼前緣位置。而同為鴨式布局的「颱風」和「獅」則分別走了兩個極端,一個將鴨翼和主翼的距離拉得很開,另一個的鴨翼和主翼有很大一塊重疊面積。決定兩者之間的合理位置既要考慮配平方面的要求,又要權衡鴨翼在大迎角飛行時對主翼的有利干擾,以及鴨翼所產生增升效果的輕重(在鴨式布局中,增強一方就意味著削弱另一方),最終的拍板定案往往需要無數的理論計算和試驗調試,相信會得到一個最優化的結果。

機翼 「猛龍」戰鬥機的主翼是具有較大後掠角的小展弦比三角翼。這種機翼具有零升阻力係數小、失速特性好、從亞音速到超音速時焦點移動量小的優點。較大的機翼面積也使飛機獲得了較小的翼載,從而提高了機動性能;另一方面為安裝更大的機翼油箱提供了方便。缺點是誘導阻力較大、升力線斜率低。通過與鴨式布局和大推力發動機的配合,這些固有缺點在「猛龍」上得到了很大改善。機翼的內側前緣為固定前緣,外側前緣裝有機動襟翼,機翼后緣裝有升降副翼,從中間分為左右兩塊。

垂直尾翼 作為鴨式布局戰鬥機的特徵,巨大的垂直尾翼也出現在了「猛龍」戰鬥機的身上。「猛龍」的垂直尾翼又高又大,高是為了保證在大迎角飛行時,垂直尾翼仍能保持對方向的控制能力;大是為了保證飛機在超音速飛行是的方向穩定性。不僅如此,「猛龍」的尾部還安裝了兩塊大面積腹鰭,顯然設計師在方向穩定性方面留有充分的餘地。垂尾根部有一個筆狀的容器,減速傘就安裝在其中。傘具由長期研製生產減速傘、降落傘、炸彈傘的宏偉機械廠負責研製,是類似蘇-27的十字形結構。在此上方,則是常見的方向舵。

起落架 「猛龍」運用了目前飛機普遍採用的前三點式起落架,前起落架為雙輪,在進氣道下方,向後收起。這樣做的好處是:萬一起落架破損,異物不易被發動機吸入。一般腹部進氣的戰鬥機都採用這樣的起落架布置方式,但是這樣也使起落架所能承受的強度降低,這可能也是大多數艦載機都採用兩側或肋下進氣方式的原因吧!

主起落架為單輪,收起方向向前,但收起的方式比較複雜。由於後起落架的放置位置在機身中部,利用了進氣道的內部空間,起落架張開時向外呈一定角度,呈外八字形,因此收起動作既要向前,還要向內。這使得起落架的動作裝置相對複雜,但節約了翼下寶貴的空間,使「猛龍」具備了增加更多翼下掛架的潛力。類似的設計在F-16和「獅」上都可以見到。

減速板 「猛龍」戰鬥機共有四塊減速板,機身後部、機翼根部上下各兩塊。上面的兩塊分居垂尾根部下方的兩側機身,外形為矩形;下面的兩塊處在緊靠機翼的機身兩側,近似正方形,面積較上方的兩塊略大。

動力裝置

之前已經提到,「猛龍」的動力系統採用了一個複雜的方案,為其項目發展帶來了不少隱患,好在俄羅斯的及時介入挽救了該機。否則,很難想象無法解決動力問題的「猛龍」還能夠走多遠。

留利卡·土星公司提供的AL-31FN型渦扇發動機從AL-31F改進而來,為了適應單發戰鬥機而做了相應改動。根據《簡氏防務周刊》的報道,改進包括將附件傳動箱移到發動機下方,簡化發動機附件以及拆除內外涵流道的分離隔板。從而發動機長度從4.99米減小到4.95米,重量從1570公斤減小到1547公斤,發動機的推力沒有改變,耗油率略有增加,從0.683公斤/牛·小時增加到0.699公斤/牛·小時。總體來說,AL-31FN秉承了AL-31系列發動機的優良特性,工作潑辣、加速伶俐、喘振余度高。除了暫時填補了「猛龍」戰鬥機的發動機空缺外,也為其飛行性能提供了基本的保證。由於AL-31FN的改進主要致力於適應單發戰鬥機的要求上,其性能水平並沒有得到有效改善,仍然停留在80年代初期水平,顯然無法適應「猛龍」戰鬥機長期發展的需要。

前文已經介紹過,AL-31FN只是暫時的替代品,真正與「猛龍」配套的動力裝置另有其他型號。根據公開資料,上世紀80年代初期,我國獲得了一批CFM56-3型渦扇發動機。CFM56-3是一種廣泛用於各類噴氣式客機及其改型的大涵道比渦扇發動機,採用了與美國軍用渦扇發動機F101相同的核心機(燃氣發生器,即發動機上產生高溫高壓燃氣的核心部件),著名的F110系列軍用渦扇發動機也是在這一核心機的基礎上結合F404發動機風扇和噴管等技術研製成功的。由於F110發動機技術水平先進,推力量級也接近「猛龍」的需要,當時的航空工業部門很可能希望以上述核心機為基礎,瞄準F110型渦扇發動機為「猛龍」研製一款性能相近的發動機。根據國內公開報道,在某引進核心機基礎上研製的新型渦扇發動機具有較高的技術水平,其最大推力達到13200千牛,推重比為7.5,渦輪前溫度為1747K,主要性能指標全面超過AL-31F發動機,總體性能水平與美軍1991年投入使用的F110-GE-129IPE型發動機基本持平,可以裝備「猛龍」和某引進型號的國產化改型。
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2006年2月24日,傳來了我國首台具有自主知識產權的大推力軍用加力渦扇發動機——「太行」發動機定型的消息。筆者認為,「太行」發動機應該就是前面提到的某新型渦扇發動機。在為「猛龍」有望安上「中國心」備感歡欣鼓舞的同時,我們也應該認識到,一台發動機的成功定型並不意味著成熟,不排除投入現役以後還會出現各種各樣的問題,因為這樣的現象並不乏先例。可以預見,AL-31FN與「太行」發動機還將長期並存,前者的購買、維護、改進等不免受制於人,後者的完善和下一步改進也尚需時日。不管怎麼說,冬天已經過去,豐收的日子還會遠嗎?







航電及火控系統 綜合航空電子系統是通過中央控制單元的計算機和軟體,用數據匯流排將各感測器和電子設備連接起來。這樣可以簡化系統間的連接、減輕設備間的系統干擾和電子干擾,並提高信息資源的共享度,有助於提高作戰飛機的性能,是第三代戰鬥機的標誌性特徵之一。公開資料顯示,中國的綜合航空電子系統起步於上世紀80年代初,從某種程度上說是與西方軍事交流的必然結果。在研究過程中,我國設計部門參考成熟的MIL-STD-1553B數據匯流排通用標準,建立了我國自己的數據匯流排標準——GJB-289A。同時,經過10多年的不懈努力,綜合化航空電子系統的初步研究成果成功地應用於某型戰鬥機上。這為我國綜合化航空電子系統的進一步發展以及在「猛龍」上的運用奠定了堅實基礎。

根據通常的配置,綜合航電系統大致包括火控雷達、通信—導航系統、電子對抗系統、座艙顯示系統、任務管理系統、數據傳輸設備等。關於「猛龍」火控雷達的傳言頗多,包括俄羅斯的「珍珠」、以色列的EL/M-2032、義大利的Grifo 2000/16以及國產的幾個型號等。或許針對「猛龍」火控雷達的選型,確實展開過大規模國際招標。種種跡象顯示,國產雷達的獲勝幾率可能略大一些。對比上述型號,大致可以勾勒出「猛龍」火控雷達的形象:它是一種全數字化多模態全波形脈衝多普勒雷達,採用了脈衝壓縮技術和頻率捷變技術,對戰鬥機類目標的最大發現距離不小於100公里,能同時攻擊兩個以上目標,具有豐富的對地對海功能,在抗干擾能力和數據處理能力上也應該明顯優於早期第三代戰鬥機上的產品。

通信、導航、敵我識別、電子對抗等系統一直是我們的軟肋,長期以來,抗干擾能力差、體積龐大、可靠性差等問題一直伴隨著這些系統。但是,隨著自身的不斷努力和有益的技術交流,近年來,中國在這些領域取得了長足進步,兩年一度的珠海航展和其他一些相關展覽就是這些進步的展示舞台。隨著這些產品不斷推陳出新、功能不斷精益求精,可以想象,它們在「猛龍」身上所體現出的,也一定是更上一層樓的水平。

有了FC-1戰鬥機的「一平三下」,許多讀者對「猛龍」的座艙水平一定有了更高的預期。筆者認為,「一平三下」已經可以滿足「猛龍」戰鬥機的性能要求,更高的配置會增加不必要的成本。出於備份和便于飛行員適應的角度,「猛龍」應該會保留部分顯示儀錶。頭盔瞄準具似乎是我國的強項,我國不僅迅速完成了某型頭盔瞄準具的仿製,更在短短几年時間內就使其產品性能較原型有了大幅提高。如果能夠獲得以色列的技術支持,中國研究機構可能只要幾年時間就可以製成與F-35戰機頭盔顯示系統類似的裝置。

數據傳輸設備也就是通常所說的數據鏈,不僅是作戰單位間信息傳輸的關鍵設備,也是軍用聯合戰術信息分發系統的基本構成。這方面資料目前比較匱乏,但我國在這一領域並非無所作為,第一代數據傳輸設備早已使用了,功能更強的第二代產品也在技術攻關中。

綜上所述,「猛龍」的航電系統在各關鍵設備上已經具備了相當的實力,保守估計,其總體水平應該可以超過F-16C/D Block40/42,與F-16C/D Block50/52大致相當。

這裡有必要提一下「猛龍」的四大關鍵技術之一——數字式電傳操縱系統。由於鴨式布局的先天特性,只有配備電傳操縱系統才能實現飛機的穩定控制,並最大限度的發揮鴨式布局機動靈活的特點。細數我國電傳操縱系統的發展,我們可以發現,從BW-1到殲-8ACT,再到殲-8ⅡACT,可謂是一步一個腳印逐漸走向成熟。然而,「猛龍」的電傳操縱系統似乎遊離於這一發展進程之外。筆者可以斷定的是,這套數字式電傳系統為「猛龍」戰鬥機全面提升性能提供了必要的保證,至今沒有造成重大飛行事故。甚至有評論稱,「猛龍」的操縱系統可以採用國際上在20世紀90年代發展的綜合氣動控制技術,對飛機操縱面進行優化控制,顯著提高飛機的控制效率、響應速度以及氣動效能,是一種典型的三代半戰鬥機技術。如果這種說法屬實,那麼「猛龍」的飛行性能就更讓人嘆為觀止了。

武器系統

「猛龍」的固定武器是一門6管23毫米機炮。這種機炮屬「加林特」型6管旋轉炮,其工作原理與美國M61A1「火神」相同,但其具體結構有所差異。全炮系統由某型6管23毫米機炮、液壓驅動裝置和射擊程式控制箱構成,全重115公斤。該炮主要特點是射速高,射速達6000發/分,初速820米/秒。由於每根炮管工作負擔減輕,工作壽命得以大大延長。該炮安裝在進氣道下方,起落架的左側。

根據早些時候的圖片分析,「猛龍」只有7個外掛點,1個位於機腹中線位置,兩側機翼各3個。外掛點數量只與輕量級的JAS-39相等,少於其他三代/三代半戰鬥機。當「猛龍」戰鬥機為了到達更遙遠空域而不得不攜帶三個副油箱時,留給其他武器的就只有四個掛載能力最弱的翼下掛點了。這種外掛狀態下,「猛龍」只能承擔基本的防空巡邏任務。如果要騰出掛點增加武器的掛載量,則航程就會受到影響。

新近出現的「猛龍」戰鬥機地面展示照片顯示,設計人員在「猛龍」進氣道/發動機外部整流罩的前部和後部分別增加了兩個外掛點,一定程度上改善了「猛龍」缺乏外掛點的問題。圖片顯示,這些掛點由於位置等原因的限制,只能提供有限的掛載能力,比如低阻航空炸彈和各類吊艙等,甚至精確制導炸彈也會因為控制面過大而無法掛載。當然,這種粗糙的改良對於只具有有限對地攻擊的「猛龍」初期型號來說已經夠用了。但是仍有不少問題值得思考:讓「猛龍」投放航空炸彈攻擊地面目標,效費比軍方是否能夠接受?為什麼不動翼尖掛點的腦筋,而在空間局促的機腹部做文章?

試飛階段,「猛龍」主要掛載的是PL-8型格鬥導彈和某型中距導彈。PL-8是以色列「怪蛇」3的國產仿製型號,性能優良,目前已經裝備許多國產戰鬥機,並已推出若干改進型號,是目前我國的主力格鬥導彈。某型中距導彈同樣有一定的外來血統。若干年前這種導彈已經研製成功,因為研製周期過長,性能方面也無法令人滿意,估計很難看到其大量服役。從長遠來看,PL-8導彈雖性能尚可,但經不起時間的考驗。隨著新一代格鬥導彈如AIM-9X、ASRAAM等不斷問世,對PL-8的改進必然無法滿足長期性能要求。好在PL-8並非後繼無人,多篇關於空空導彈研究院的公開報道指出,該院已經突破了紅外焦平面導引頭核心技術。珠海航展上也傳出信息:新型紅外焦平面導引頭的離軸發射角可以達到±90°。隨著相關技術的成熟,相信新型紅外空空導彈很快可以成型。
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 樓主| shiwkcn 發表於 2006-12-30 05:50 | 只看該作者
最新地面展示照片顯示,在傳統PL-8和某型中距空空導彈內側,「猛龍」還掛載了一種新型中距空空導彈,其外形酷似近年來頻頻在珠海航展上亮相的SD-10型中距空空導彈。如果說SD-10主攻出口市場的話,那麼這種導彈很有可能就是其國產自用版本,其各項指標沒有理由低於出口型號。另外,俄系的R-73、R-27、R-77等先進空空導彈也可以成為「猛龍」的選擇。不過筆者認為,在國產型號性能和產量能夠滿足要求的情況下,「猛龍」選用俄制導彈的可能性並不大。

地面展示照片同樣顯示,「猛龍」除了上述幾型空空導彈外,還可以攜帶250/500公斤級航空炸彈以及90毫米航空火箭彈。這與蘇-30MKK形成了鮮明對比,後者不僅對空、對地、對海武器一應俱全,甚至囊括了各種制導方式的制導武器,陣容十分強大。這個現象並非偶然,作為側重空優性能的初期型號,相信設計師會儘可能地將所有的飛機重量用在提高空戰性能上。多餘的能力可能會限制關鍵性能的發揮,也會延緩全部戰鬥力的形成。從「猛龍」戰鬥機的功底來說,它具有國產戰鬥機少有的掛載能力,完善的火控和電子設備也足以支持其功能擴展。假以時日,伴隨著國產對地/對海攻擊武器的進一步成熟和公開,相信多功能的「猛龍」改型一定會讓世人刮目相看。

此外,「猛龍」戰鬥機功能的擴展還需要各類吊艙的支持,這一方面,無論是外形還是量級都與「猛龍」頗為相近的F-16可以提供許多參考依據。國內在飛行吊艙領域的成績也是有目共睹,這裡就不詳細展開了。



總體評價

根據前面諸多分析,我們可以認定,「猛龍」是一種突出空戰能力的新型戰鬥機。由於採用了大面積三角翼,該機可以獲得較小的翼載,加上近距耦合的增升作用和大推重比發動機的貢獻,其盤旋性能不可謂不佳;低展弦比大三角翼還具有從亞音速到超音速時焦點移動量小的優點;大推力的渦扇發動機足以提供在空戰最頻繁發生的跨音速段的優良加速性能;如果能夠換裝「太行」發動機,「猛龍」還能夠獲得更強的垂直機動性能;哪怕高速性能,「猛龍」也不甘落後。雖然結構複雜的進氣道構型增加了一定重量,但是其與大面積垂尾和腹鰭遙相呼應,充分保證了「猛龍」的高速性能。



「猛龍」是一種突出空戰能力的新型戰鬥機
另一方面,「猛龍」戰鬥機的火控系統與空戰武器的質量也得到了空前的強化。就單機空戰能力而言,「猛龍」已經步入了「強者」的舞台,在面對亞太地區的一些假想敵時,也可以擁有自信的本錢了。

同時,「猛龍」也具有巨大的改進潛力,先進的綜合化航空電子系統可以通過更換個別的電子設備,有效提高系統的整體性能。「猛龍」的機體空間也比較充裕,方便安裝更多的感測器和電子對抗設備,有助於進一步提高在這些領域的能力。該機掛載能力也屬出眾,如果能夠更合理布置外掛點的話,其任務彈性和作戰效能相信不會輸給F-16的最新改型!

此外,「猛龍」還一改國產戰鬥機腿短的毛病。由於機體結構豐滿,機內空間充足,「猛龍」可以容納大量的機內燃油,使用了相對省油的渦扇發動機以後,航程較之前輩必然有大的提高。保守估計,「猛龍」應該擁有與F-16接近的航程,這對於中國空軍來說絕對是一個好消息。因為即使以較小的交換比把老式飛機替換為「猛龍」,其控制的空域面積、所獲得的滯空時間都會大大提高,相應的燃油消耗和使用成本可能還會有所減少。而且機內燃油的增加可以使戰鬥機的外掛點更多地解放出來,豐富攻擊能力和手段。這樣,「猛龍」就可以到達以往只有蘇-30MKK、「飛豹」、轟-6才能達到的作戰空域,既可以作為補充力量,也可以以更大的效費比替代它們執行作戰任務。F-16的強大生命力一定程度上也來自這一點。

總的來說,「猛龍」在氣動布局和整體設計(或許還有火控系統)上已趕上了歐洲水平,空戰武器、動力系統和其他電子系統等尚有一定欠缺,綜合性能已經躋身三代半戰鬥機的行列,還具有相當的發展潛力。難怪有人驚呼,一旦「猛龍」投放世界戰鬥機市場,許多戰鬥機製造商都要為之頭疼。

「猛龍」服役以後

十九年精心磨礪,寶劍終出鞘。「猛龍」的服役對於中國空中力量和航空工業都有著深遠的意義。首先,二十多年前航空工業三步走的戰略終告實現,我國在大量淘汰舊式飛機的同時,終於可以換裝國產最新型的戰鬥機。換裝新機的意義不僅在於武器戰鬥力的提高,更在於對軍隊建設思想、軍隊作戰方針之轉變的巨大作用力以及強有力的裝備支持。其次,當年「研製一架滿足戰技要求的飛機;造就一支高素質、高技術、跨世紀的航空科技隊伍;建立一個具有研製先進殲擊機能力的航空科研基地」的目標也已圓滿完成,整個科研、生產體系日漸完善,結構日趨合理,能力逐步提高,正逐步走上航空強國之路。而且我國第四代先進戰鬥機的研製工作早已展開,拋開技術水平的差距,至少在戰鬥機研製的步伐上已經趕上了大部分航空發達國家。至於科研隊伍和製造基地,其實在二代戰機的改進過程中就得到了充分鍛煉,成績也是有目共睹。

但是,我們也應該看到,任何改變也不是一蹴而就的。「猛龍」的研製成功和裝備部隊只是一個開始,之後的路還很長。從戰鬥力的形成到機隊的擴大再到新改型的衍生,都需要一個很長的周期去實現,這其中需要跨越的障礙數不勝數:比方飛行員對「猛龍」的適應問題。「猛龍」的機動性能極強,座艙中又完全以彩色液晶顯示器為主,現役殲教-7顯然不能滿足訓練的需要,新研發的JL-9和L-15進度都落在「猛龍」之後。如果僅僅依靠模擬器來完成「猛龍」的飛行員訓練,肯定是不夠的。所以說「猛龍」的戰鬥力的形成可能會受到與之匹配的高級教練機匱乏的影響。

另外,由於幾十年來中國的戰鬥機一直缺乏大功率火控雷達,航空兵早就對在地面引導下所進行的截擊作戰模式駕輕就熟了。而對超視距作戰、在預警機引導下作戰、對地打擊等具有現代戰爭特點的作戰模式,絕大多數中國戰鬥機飛行員都還十分陌生,也缺乏相應的作戰體系支持。想要改變這種局面,恐怕也不是一天兩天能夠做到的。

不過我們也不必過分擔心,如此先進的戰鬥機已經造出來了,物質基礎已經具備了,其他問題就取決於人的主觀能動性了。在航空強國精神的激勵下,在打贏具有現代特徵的局部戰爭要求的指引下,相信我們的航空工業、相信我們的人民軍隊是能夠克服重重困難,取得一個又一個光輝勝利的。筆者祝願,隨著「猛龍」的茁壯成長,中國空中力量也能夠不斷提高。總有一天我們能夠自豪地喊出:「誰主蒼穹,唯我中華!」

(《現代兵器》2006年10月號 總第334期 P.41~P.50)
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fsspider 發表於 2006-12-30 06:30 | 只看該作者
沙發頂!!!
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muzhijiuri 發表於 2006-12-30 23:06 | 只看該作者
誰主蒼穹,唯我中華
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