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傲气雄鹰-浅析歼-11的改进  

2009-11-22 19:41:55|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 傲气雄鹰-浅析歼-11的改进 - 小飞猪 - 小飞猪的博客

沙河表演的歼-11,注意红框之中的显示器

在人民空军60周年飞行表演中,我国空军歼-11型飞机以矫健的身影在空中演绎着完美的飞行动作,展现了飞机和飞行员优秀的战术、技术性能。揭示空军歼-11机队强大的作战能力。

不过展示的飞机有个小的细节许多人可能没有注意,那就是表演的歼-11的座舱平显右边多了一个显示器,如果我们能够找一张我国早期的苏-27SK/歼-11座舱照片来对比的话,就会发现这个区别,那么这个显示器是干什么用的?空军自己给出了答案;在空军公布的歼-11机载武器系统的图板中出现了R-77E、KH-29E、KAB-500KR这些武器中,而我国早期的歼-11只能发射R-27E、R-73E等空空导弹,不具备对地攻击能力,所以这表明做为空军作战能力的中坚和骨干,我国空军一直在对歼-11进行改进和升级,以适应新时期的战场环境和威胁。

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早期的苏-27,注意红框的位置上没有显示器

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苏-27的座舱,红框处是其外挂管理系统,注意右上角显示器只有一个

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注意图板上的歼-11座舱有两个显示器

1992年我国从俄罗斯采购首批苏-27SK战斗机,该机以其航程远、威力大、机动性能好而深得空军青睐,特别是其填补了空军超视距能力的空白,让我国空军可以摆脱物质条件的束缚,探讨新时期空战战术,所以我国又陆续引进此型战机,并在1997年与俄罗斯签署协议,引进苏-27SK的生产专利,开始自行生产苏-27SK型飞机,不过随着使用的深入,我国空军也发现苏-27SK也存在许多缺点,比如航电系统相对简单、座舱界面比较落后,不具备发射主动雷达制导空空导弹和对地攻击能力。因此进入新世纪周边国家和地区空军司令陆续装备了幻影-2000-5,F-16A/B-BLOCK20、米格-29N、苏-30等先进战斗机,这些战斗机都具备发射主动雷达制导空空导弹的能力,因此对我国空军歼-11机队形成较大的挑战,另外作为我国主要的远程作战平台,在现阶段缺乏远程战斗轰炸机的情况下,我国空军也希望歼-11具备一定的对地攻击能力,以增加其用途,提高现有歼-11机队执行任务的灵活性。

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歼-11的主要武器是R-27和R-73空空导弹

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歼-11早期的空地武器以非制导航弹及航箭为主

我国引进及授权生产的苏-27、歼-11系列是标准的苏-27SK,其采用的是SUV-27机载火控系统,该系统包括;RLPK-27机载雷达综合瞄准系统(包括NO01E雷达、TS100计算机、敌我识别系统)、OEPS-27机载光电瞄准系统、SEI-31显示系统(包括ILS-31平显和IPV下显)、SUO武器管理系统等组成,系统采用俄罗斯F OC TI 8 9 7 7总线相连,这个总线与美国的ARINC429数据总线相似,是一种单向低速的数据总线,只能支持火控、导航系统的交联,因此苏-27SK这个火控系统总体上与F-15A相近,比不上三代机普遍使用的1553B数据总线为骨干的火控系统,苏-27SK装备的NO01E雷达对于米格-21大小的目标(RCS=3)前视搜索距离为100公里,可以同时跟踪10个目标,并对威胁最大的目标优先射击,实际上前苏联在研制这套火控系统方面遇到了其微电子技术落后的障碍,相关技术问题到上世纪90年代才基本搞定,因此不可避免的其带有许多先天的不足。根据我国空军对于SUV-27的分析,其主要缺点在于机载信号/数据能力不足,其采用的TS-100计算机的运算速度只有17万万次/秒,存储能力也十分有限,因此处理数据能力受到限制,因此难以实现一些快速的信息处理算法,如快速傅立叶算法,因此在单位时间内难以处理更多的信息,因此造成的结果就是该系统不能同时攻击多个目标,缺乏对地探测及引导攻击的能力,这样也限制了苏-27SK的作战能力和用途,由于数据处理系统的限制,SUV-27在锁定一个目标后就无法跟踪其他目标,因此外部空情信息指挥系统提供目标分配与指示,并协助飞行员掌握空情,这也将意味着苏-27SK仍然需要完善的截击引导系统协助作战,由于装备初期我国缺乏相关的指挥引导系统,所以相当影响我国苏-27SK机队作战能力的生成和提高。

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升级后的歼-11具备发射R-77和KH-29空地导弹的能力

实际上前苏联也认识到SUV-27的局限性,在80年代后期研制出了TS101计算机,运算速度提供到40万次秒-与F-15A的CP-105计算机相近,升级后的SUV-27具备同时导引两枚R-77导弹同时攻击2个目标的能力,也就是所谓的双目标火控系统,但是与当时西方第三代战斗机综合火控系统、玻璃化座舱差距仍旧十分明显,因此在短时间难以完成对机载火控系统全面升级的情况下,俄罗斯采用分阶段、小步快跑的办法来提高SUV-27火控系统的能力。做为整个系统的核心,研制的NO01雷达斩俄罗斯仪器仪表研究院-NIIP分两步对其进行改进,第一步采用附加的方法,保留雷达全部设备,增加一个信息处理通道,由该通道处理雷达新增加的功能和武器,这个通道采用的是BAGET-54火控计算机,其采用了MIPS R3081处理器,主频50MHZ,采用32M内存,配备该计算机的NO01雷达编号为NO01VE,其最大探测距离有所增加、可以同时攻击多个目标,并具备多普勒锐化、合成孔径成像、地形跟随等对地模式,可以支持R-77空空导弹、空地制导武器、反舰导弹的投放,该方法简单易行,而且该通道易于更换,便于升级,在空军修理厂就可以进行,但缺点是与原有的计算机系统交联少,不能充分利用原有资源,同时在机载火控雷达中为其找出相应的空间亦是一个困难。新、旧系统交联少还衍生另外一个问题就是新的武器不能在老的武器控制系统上进行显示,苏-27虽然也有外挂管理系统,但其并不是数字式的,其预留的空间也比较有限,因此需要在原来的座舱增加一个武器显示器来控制这些武器,这显然增加了座舱设备的体积和重量。因此可以看做一种应急或者过渡的措施。

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官泄的歼-11武器系统,表明歼-11经过改进已经由单纯的空优战机发展成多用途战机,可以对比下上图

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机载武器的增多,需要外挂管理系统-SMS配合,图为SMS工作画面

  虽然将NO01E升级到NO01VE,解决了歼-11发射R-77E主动雷达制导空空导弹和空地制导武器问题,但是其并没有从整体上解决歼-11系列航电系统落后的问题,从空军担负的作战任务来看,歼-11机队需要远赴战区执行空优作战任务,因此在对方区域作战,战机面临着多重的威胁,需要战机能够为飞行员提供更加完整的战场态势感知,飞行员需要的战场信息来源于两个方面;一个方面本机的探测器,包括雷达、电子战、光电系统,但是现代战场日益广阔,任何战机的传感器的探测范围都是有限,况且为了作战隐蔽性,战机并不是随时都开启自己的探测系统,因此需要外部空情信息的支援,包括地面雷达及指挥系统、空中预警机及友机,显然要想处理这样海量的信息需要更加强大的计算机和更大屏幕的显示器,但是战场上的信息是如此众多,飞行员并不是什么信息都需要,比如作战时他需要知道目标的位置、航向等信息,而在飞行时则需要知道本机的坐标、油量等数据,这样机载航电系统网络更加复杂,容纳的设备也更多,其传输速率也更快,目前战机普遍配备的航电系统多采用1553B数据总线(我国相应的军标为GJB289A,俄罗斯标准G o S r I 2 6 7 6 5.5 2-8),与ARINC429相比1553B可以双向传输,速度也更快,系统的核心是任务计算机,其主要负责各分系统的及数据链传递来的信息进行处理,完成飞机状态的收集、然后进行综合处理和显示,随着系统设备的增多,衍生的问题就是不可能为每台设备配备一个显示器,另外飞行员在不同的阶段需要的信息也不是同的,如在作战时需要目标数据,飞行时需要飞机的信息,因所以出现了多功能显示器的概念,即在显示屏上安装多功能按钮,飞行在需要的时候按动不同的按钮从而调出所需要的系统信息,但是现代空战瞬息万变,飞行员在空战中高度紧张,因此许多信息难以进行必要的综合和处理,有时需要航电系统对信息做出一定的综合,然后再向飞行员做出显示,一个比较典型的例子就是现代战机采用彩色多功能显示器,通过不同的色彩来将不同的战术信息叠加在数字地图上,从而形成较为完整的敌我态势,让飞行员对整体战场形势有较为明确的掌握,从而做出正确的战术决策。

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现代化的战机需要先进、良好的人机界面

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并且能够提供整体战场态势感知

上世纪90年代,俄罗斯以拉缅斯基设计局为首研制出配备苏-27系列新型航电系统及玻璃化座舱,该系统采用多层多条1 G o S r I 2 6 7 6 5.5 2-8数据总线将各系统等有机相联,形成信息的综合处理和显示,系统的核心是BTSVM-486任务计算机,采用INTEL486DXCPU,座舱采用多块MFI-10多功能显示器,在雷达改进方面NIIP也采用新的处理系统来替代老的系统,并重新用C/C++语言编译相关程序,在提高雷达性能的情况下,降低了雷达的重量,根据本世纪战机雷达相控阵的趋势,NIIP还为NO01研制了PERO无源相控阵雷达替代原来的机械扫描天线,以此升级成NO01VEPF无源相控阵雷达,根据外电的消息PERO一共有两部样机,一部供俄罗斯空军测试,一部交付中国空军进行测试。本世纪俄罗斯空军用这套航空电子系统改进了自己的苏-27S战斗机,也就是升级到苏-27SM,并且以苏-27SKM的编号对外推销,该机曾经参加过我国珠海航展,显示俄罗斯希望我国苏-27SK、歼-11机队以此标准进行升级。

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曾来华展示的苏-27SMK,俄罗斯希望能以此标准来升级我国的歼-11机队

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]苏-27SMK的玻璃化座舱

不过随着我国经济技术实力的不断增加,航空电子技术也有了飞跃起的提高,国产航空电子系统的水平日益月异,在这种情况下已经可以用国产系统来改进歼-11系列战斗机,已经没有必要继续采用俄罗斯的相关设备,早期引进苏-27及歼-11生产之际,我国已经有意识的逐渐为其添加国产航空电子及武器,如为苏-27加挂国产航弹及导弹、在歼-11的生产根据我军的要求做了相应的改进等,以便为全面国产化打下基础,同时也为现在的中期延寿升级,特别是我国在苏-27SK的基础上研制两型试验机,一个是苏-27涡扇发动机试验机,完成了WS-10发动机的兼容性试验,另外就是苏-27航电系统试验机,试飞英雄李中华同志在其上面完成了国产衍射平显、光电雷达及座舱综合显示系统的试飞,根据飞机的图片来看该机已经用国产综合航空电子系统全面更换了原来的设备,不但为国产航空电子系统提供一个试验平台,还为空军歼-11机队的延寿升级提供丰富的经验。另外今年我国沈阳飞机研究所也完成了歼-11型飞机的定延寿项目,这意味着我国歼-11飞机将进行自主延寿,同时也表明歼-11机队的升级也将由我国自己来完成.

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试飞英雄李中华试飞的苏-27航电试验机,注意其机头下还有三角形涂漆

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注意原来苏-27机头下的三角形涂漆

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这张更为清晰

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对比一下歼-11B

我国空军图板上特意表明2003年有一批新的歼-11试飞成功,而这批歼-11采用的是全黑色机头这表示其已经换装国产雷达及航空电子系统-原装的歼-11的机头有个明显的弧形缺口中,这意味当时新生产的歼-11的航电系统已经完成升级,这些都为现役装备的飞机升级打下了基础,随着歼-11新改型装备部队,这意味着空军歼-11、苏-27机队出现了俄制航电系统与国产航电系统并存的局面,这无疑带来的了后勤支援、训练操作方面的难题,尤其是飞行员转换,当飞行员从早期歼-11充满指针式仪表的座舱坐进歼-11新改型玻璃化座舱显然难以适应,尤其是国产KJ-2000预警机服役以后,已经可以用数据琏与歼击机形成联合网络空战系统,由通过数据链向歼击机发送整体的战场态势,飞行员可以从座舱显示器得到整体的战场态势,这样如果早期歼-11和苏-27不经过改进显然难以整合进我军联合网络空战系统中去,另外一方面在我国三代机数量仍旧十分有限的情况下,改进现有的歼-11显然是一条迅速、经济提高空军整体作战能力的捷径。当然并不是所有的飞机都可能得到改进,飞机使用环境不同、训练强度不同因此使用寿命也不同,象我国早期的苏-27因此训练强度大,飞机使用寿命已经耗尽,已经退役。改进的可能服役时间并不长歼-11机队,从现在公开的照片来看,我国空军已经开始有计划的对歼-11进行改进,其最明显特征就是用黑色的、带防雷条的雷达罩替代原来的雷达罩,座舱平显也由原来的简单的双玻璃组合平显替代成了衍射平显,这批飞机与新型歼-11B一个重要的区别就是其机头下面仍旧保留有原来的三角形,这是识别其的重要特征。可以预见,随着我国机载航电、武器系统的不断提高,歼-11系列的改进的脚步不会停止,未来极有可能出现配备AESA的歼-11,形成我国的“金色智龑”。

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我国航空工业和空军已经建立完善的苏-27维护、后勤支援体系,实现了自主延寿和升级

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可能是我国歼-11升级的样机,注意机头

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官泄我国在2003年完成歼-11配套国产航电系统的工作,注意机头

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李中华同志试飞的某型机座舱,可能就是歼-11升级用的座舱,注意其采用的衍射平显

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歼-11已经开始中期延寿、升级,注意其衍射平显

从依靠别人到自主寿命、升级,这反映了我国航空工业及相关领域在近年来的飞速进步,也是我国综合国力提高的最好反应,不久的将来,我国航空工业不但对我国空军的战斗机者改进、升级,也为其他国家的战斗机进行升级。

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越来越多的歼-11进行延寿、升级

参考资料:

1、机载PD雷达性能改进分析

2、本文配图来源于网上,权利归原作者所有

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