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国产战机系列之猛龙翱翔  

2009-07-26 11:21:25|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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国产战机系列之猛龙翱翔 - 小飞猪 - 小飞猪的博客

歼十是军迷心中的传奇

如果我国军迷最关心的国产武器是什么?大部分的回答肯定是歼十,想当年歼十解密,首次公开亮相,曾让无数军迷为之心潮澎湃,热血沸腾,之后又传来歼十在军演中连续击败苏-27SK等战机,让人感觉“猛龙”名符其实。

歼十研制于上世纪80年代,当时正值冷战时期,因此其身上不避免的带有当时的痕迹,冷战期间,我国空中防御最大的威胁是超音速轰炸机,随着航空技术的进步,现代超音速轰炸机如图-26逆火拥有较大的航程和作战半径,并且凭借其完善的航空电子设备,在夜晚及恶劣气气候条件下在低空以复杂地形为掩护,进行高速突防,在深入上千公里纵深后用空地武器攻击我方重要目标,考虑到空地武器精度越来越高,威力越来越大,射程越来越远,可能少数轰炸机就可能造成较大的损失,因此防御此类目标最好的办法就是御敌于国门之外,在其边境或者我方近纵深地区就将其拦截,因此这就决定了我国空军歼击机应该具备良好的超音速性能,以能够快速飞,迅速抵达战区拦截目标。上世纪初80年代初我国研制了歼-8B型歼击机,该机主要用来低空高速入侵目标为,其最大时速可达M2,在我国首次配备了采用数据链的半自动化截击引导系统,大大提高了该机截击高速入侵目标的能力。

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鸭式布局让歼十具备较好的兼顾了拦截和机动两方面性能

不过当时前苏联第四代歼击机苏-27已经装备部队,与以前的前苏制前线歼击机相比,该机航程远、机动性能好,火力强,机载设备较为先进,可以为轰炸机提供较长距离的护航任务,也就是说苏-27可以在预警机的支援下,在轰炸机前形成一道拦击线来阻挡我国空军歼击机对其轰炸机的拦截,而以歼-8B的各项性能来看,要想打破其拦击线非常困难,因此我国空军需要一种这样的歼击机;即具备良好的拦截性能,又要具备良好的机动性能,以便能够突破苏-27的防御,拦截入侵的轰炸机。这意味着这种歼击机与歼8B相比,要有代的提升,包括气动布局、航空电子、机载武器都有质的提高。因此新型歼击机不但对于我国空军并且对于我国航空工业以至整个国防工业都有着重要的意义。这也是为什么80年代初国家还未完全走出文革的阴影,百废待兴的情况下,小平同志仍旧高瞻远瞩,要求研制新型歼击机的主要原因。

由于对拦截性能有较高的要求,因此歼十采用了小展弦比的三角形机翼,三角翼的优点就是展弦比小,激波阻力小,因此超音速性能好,特别适合拦截作战,另外其结构特性也比较好,在获得较大机翼面积的同时,可以以较低的结构重量来满足机翼对强度、刚度的要求。也是就是说在相同的条件下,三角翼飞机的重量较轻,另外由于大后掠三角翼后缘操纵面离重心较近,比较适合无尾战机的布局。不过三角翼由于气流分离形成旋涡,损失前缘升力,使诱导阻增大,影响亚音速条件下的机动性能和航程,另外起降性能也有所降低。不过这却带来涡升力的好处,这就为鸭式布局打下了基础,所谓鸭式布局就是在主翼增加一个前翼(鸭翼),在中、大迎角时,前翼和机翼前缘同时产生脱体涡,两者相互干扰,使涡系更稳定而生产很高的升力,这种有利干扰增加了布局的升力系数、战机升阻比明显增加,并扩大了失速迎角,有力的提高了歼十的大迎角飞行性能,在空战中,战机要经常采取包括盘旋在内的机动已求占据主动,飞行迎角也越来越大,因此良好大迎角性能是高机动性能的基础,特别是瞬盘性能,这对于空战时迅速向机头指向目标,发射导弹非常重要,特别是由于鸭式布局较大的升力系数和较低的翼荷让歼十具备较好的瞬盘性能,所以我们经常听到歼十面对苏-27SK的对抗演习中能够首先发现目标,率先锁定目标。

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歼十进气道是其设计一个亮点

要想具备良好的超音速性能,仅有小展弦比机翼还不足够,多波系进气道也必不可少,这是因为喷气发动机压气机叶片的叶尖速度不超过音速,因此对于超音速飞机来说其就要求把进来的空气在能量损失最小的情况下减速压气机所要求的速度,也就是说进气道总压恢复要尽量小,大体上进气道总压恢复增加或者减少1%,发动机推力就增加或者减少1%,歼十采用了机腹进气多波系进气道,机腹进气可以保证飞机大迎角条件下的具备良好的进气性能,多波系进气道则采用多道斜激波对气流进行预压缩,再在进气道压缩到发动机可以接受为止,进气道可谓歼十最受争议的部分,其绰号“恶棍”就来源于此,许多人都将其与F-16的皮托管式,也就是正激波进气道来相比,认为正激波进气道才是“经典“,但如果我们对三代机进行整体分析来看,美国的F-14、15,俄罗斯的苏-27、米格-29和法国的幻影-2000都采用的多波系进气道,象F-16这样的设计反而有些另类,正激波进气道优点就是结构简单,重量低,但适应范围狭窄,其在M1.5以后总压损失就急剧上升,因此对于速度指标要求较大的飞机,特别有防空拦截要求的战斗机来说,采用这进气道就不合适,其实F-16是根据特定战场的研制的,也就是说其是为中欧战场量身定做的,根据伯伊德的预测,未来中欧战场可能会有上百架战机进行空战,战斗机很可能还没有达到最大速度和高度便要交战,因此其重点是改善常规空战区域内(高度8千-1万2千米,速度M0.8-1.2)的性能,而对于以防空拦截为主要作战形式的歼十来说,这种进气道显然并不适合,其实多波系进气道是歼十设计上一个亮点,因为进气道向来被认为战斗机设计的一个难点,这是因为不仅是进气道本身涉及到的空气动力问题比较复杂,并且还可考虑与机体的一体化问题、与机载武器综合以至现在的隐身要求,连发达国家都为此感觉头疼,现在发展的趋势就是尽量简化进气道设计,所损失的发动机推力由发动机技术的进步来弥补。一个简单的例子印度的LCA战斗机,尽管采用了当今最小展弦比的机翼,但由于固定进气道,最大速度只M1.6。

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歼十实现了综合火控系统和玻璃化座舱

由于要战区的扩大,作战对象性能的增加,因此需要歼十具备昼夜全天候作战能力,具备远程探测、下视/下射及超视距作战能力,这样对其航电系统提出较高的要求,即能够更快、更准、更多的提供目标信息,并具备多机协同和攻击能力,歼十的航空电子系统采用多条1553B数据总线(GJB289A)为骨干,任务计算机为核心,其功能将探测系统获得的信息进行综合处理,然后完成输出控制和显示。整个网络还包括雷达、惯导、显示控制、外挂管理、大气数据计算机等,整个系统实现了武器瞄准与发射、飞行数据 、系统状态、识别告警 、武器控制的操作显示上综合一体设计,满足各任务阶段的需求。 与先进的航电系统相配套,歼十采用了全玻璃化座舱,其座舱采用一平三下的布局,其中平显是主要显示系统用于显示作战和飞行的主要信息,下视多功能显示器则可用于显示雷达/电子战系统、飞行与发动机参数和叠加了战术信息的数字地图,大大提高了飞行员的战场态势感知能力。作为歼十的主要探测系统,其配备的KLJ-3脉冲多普勒雷达的平面探测距离超过100公里,具备具备高、中、低三种脉冲重复率,采用平板缝阵天线,具备下视、下射和多目标攻击能力,为与机载雷达较强的探测能力相适应,歼十的机载武器添加了SD-10主动雷达制导空空导弹,SD-10采用惯性加指令加末段主动雷达制导方式,有效射程超过70公里,具备射程远、威力大、可以同时攻击多目标、抗干扰能力强等优点,是我国新世纪主力空战武器。除了SD-10,歼十的其他武器包括一门23毫米火炮,近程格斗空空导弹及普通炸弹和航箭等。如果挂载光电吊舱后还具备投放精确制导炸弹及空地导弹的能力。

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歼十的主战武器SD-10空空导弹

发动机是歼十研制的一个主要的瓶颈,由于对于新歼的需要迫切,所以我国在研制歼十的同时开展了新型涡扇发动机的研制,但涡扇发动机是集高技术、高工艺于一身,涉及到机械、材料、电子等多个领域,研制难度甚至超过飞机本身,令人意味深长的是歼十采用的是曾经假想敌苏-27的发动机AL-31F,这个变化实际上也反映着当时国际形势的深刻变化,歼十采用的AL-31FN发动机与AL-31F差别很小,除了将发动机附件传动箱从上面移动下面外,其他基本没有变化,AL-31FN发动机推力为122千牛。而我国为歼十研制的WS-10涡扇发动机在各方面指标要比AL-31FN要好一点,其设计指标为最大推力为130千牛级,其最大推力和推重比等指标接近美国的F-110-GE-129。

可能都是采用了机腹进气布局,有些人喜欢把歼十的F-16相比,但前面说过两者的研制理念并不相同,歼十更相近于法国的幻影-2000战斗机,实际上在上世纪80年代我国引进战斗机选型中空军就认为虽然F-16在常用空战包线区域要优于幻影-2000,但后者更适合以防空拦截为首要作战任务的我国空军,两者都是利用三角翼和多波系进气道来满足战机对超音速拦截能力的需要,同时都利用了放宽静稳度和电传操纵来改善三角翼布局的局限性,特别是两者都利用了涡升力来改善战机的机动性能,不过受限于当时的技术条件幻影-2000采用了固定的进气道旁边的固定小翼,在性能方面不如歼十的可动鸭翼,因此歼十在飞行性能特别是大迎角性能要好于幻影-2000,从航电及机载武器来说歼十已经和幻影-2000-5相差无几,后者配备的RDY雷达可能在探测距离上占有一定的优势,因此似乎可以给歼十下这样的定义;提高了大迎角机动性能的幻影-2000-5。至于和F-16相比,歼十在较高的速度和高度条件下有优势,而F-16在低空、低速方面占优,从飞行包线来讲歼十的优势在右边,而F-16的优势在左边。

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歼十目前仍旧采用进口的AL-31FN发动机,国产WS-10仍需时日

虽然苏-27的引进,解决了歼十最为困难的发动机的难题,但也挤压了其在我国空军的运用空间,随着前苏联的解体,我国国防战略发生了重大变化,由原来的内线作战向外线作战变化,具备到空军来说,就是以原来以国土防空为主向攻防兼备转变,能够在更远的距离实施作战行动,特别是新世纪随着我国海洋权益、维持领土完整斗争形势的发展,意味着我国空军战斗机的航程更远、作战半径更大,能够挂载较多的武器,在离大陆较远的距离上执行较长时间的空优任务,以掩护陆、海军的作战行动,在这种情况下歼十的局限性就暴露出来了,由于其定位于防空拦截为主,因此对于航程并没有太多的要求,加上采用单发机腹进气,因此难以在机身挂载象SD-10这样的空空导弹,只能采用阻力较大的翼挂的形式,从而加大了阻力,进一步影响了其航程,因此在执行我国空军现在主要作战任务-远程空优作战任务就显得能力不足,同时由于采用机腹进气布局,也限制其多用途能力的扩展,如幻影-2000可以在机身挂架挂载激光制导炸弹,幻影-2000-9更是发展了机腹双联装激光制导炸弹挂架,因此幻影-2000-9可以挂载4枚MICA空空导弹、2枚魔术2空空导弹和2枚激光制导炸弹、2个大型副油箱执行远程作战任务,而歼十由于进气道离地面高度较低,因此难以挂载配备大型控制翼面的激光制导炸弹和空地导弹,如果放在机翼下面,就会与主动雷达制导空空导弹争空间。当然这个问题并非不能解决,众所周知,作战飞机发展趋势就是隐身化,而隐身化一个重要的措施就是机载武器弹舱化,这就限制了机载武器的尺寸,所以现在一些空地武器采用边条翼替代大型控制翼面以放在弹舱中,如JDAM,另外就是发展体积小的空地武器,如小直径制导炸弹SDB,我国也发展这样的武器如LT-3型GPS/INS、激光复合制导炸弹以及FT-5小直径制导炸弹等,这些如果能够整合到歼十上面就会部分弥补其挂载能力不足的问题。

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由于采用机腹进气布局,限制了歼10挂空地精确制导武器的能力

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相比之下,幻影2000就要好一点.

歼十战机的研发成功,并不仅仅为我国空军提供一种新型歼击机,更实现当年提出的目标;研制一架满足战技要求的飞机;造就一支高素质、高技术、跨世纪的航空科技队伍;建立一个具有研制先进歼击机能力的航空科研基地,通过相关系统的研发,为我国研制更先进的歼击机打下了坚实的基础。

歼十的主要指标;(来源国外资料,仅供参考)

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机长

14.57米

翼展

8.78

空重

9.7吨

最大起飞重量

19吨

发动机/推力

AL-31FN/12200公斤

空战推重比

》1

机载武器

1门23毫米航炮,空空导弹、、激光制导炸弹、普通炸弹、航空火箭

技术来源

自行研制

世界排名

★★★★

国产化

★★

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歼十双座战斗教练机

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网上出现的歼十的新改型

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笔者认为歼十多用途能力的扩展取决于国产武器的发展,特别是类似LT-3这样的武器

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注;本文配图,来源于网上,权利归原作者所有.

 

 

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