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动力先行-我国为什么进口苏-35S战斗机?   

2013-03-25 20:51:40|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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动力先行-我国为什么进口苏-35S战斗机? - 小飞猪 - 小飞猪的博客
117S发动机是我国目前急需要的动力装置
 

 今年,有媒体报道我国正式与俄罗斯签署采购24架苏-35S战斗机的协议,从而成为苏-35S系列的第一个海外用户。

可能许多人感觉奇怪,我国已经研制出了歼-20和歼-31这样的隐身战斗机,为什么还要进口苏-35S,笔者认为答案可能还是在发动机上面。

进入新世纪以后,随着苏-24等歼击轰炸机大量退役,俄罗斯空军需要多用途作战飞机进行弥补,所以出现了苏-35S战斗机,苏-35S(设计局编号是T-10BM)是俄罗斯在苏-27S的基础上研制的新型多功能战斗机,它实际上可以看做苏-35(T-10M)与苏-27(T-10S)的混合物,它放弃了T-10M的三翼面布局,但是采用了前者的机翼,与后者相比,T-10M机翼一个变化就是在翼根增加了重型挂架,它可以最多可以挂载2000公斤的载荷,为此对机身相关部件进行了加强,T-10S系列虽然有10个外挂架,其中6个属于重载挂架,但是由于机身4个受到发动机进气道的影响,挂载重型空地武器能力受到限制,而苏-35S由于增加了这个挂架,所以挂载能力得到较大的提高。

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苏-35S是苏-27的改进型

 

苏-35S配备了新一代航空电子系统,系统采用光纤数据总线,任务计算机型号为SOLO-35,根据海外的资料,它的技术水平相当于F-22的宝石路系统,即任务计算机有两个子型号,分别用于雷达的信号和数据处理,苏-35S的雷达型号是IRBIS-E无源相控阵雷达,它是苏-30MKI机载火控雷达BARS的改进型,峰值20KW,平均功率5KW,探测距离可以达到400公里,最多可以同时跟踪20个目标,同时攻击8个空中目标,并且具备广泛的空地模式,包括SAR、DBS等,为了与新型航空电子系统相适应,苏-35S也换装了新型玻璃化座舱,座舱内的战术控制系统主要由两个大型MFI-35彩色多功能液晶显示器、IKSh一1M广角平视显示器和三个小型显示器。HOTAS原则正在融合到座舱设计之中。为了控制火控电子设备、飞机各系统和武器,苏-35战斗机座舱内的操纵杆和油门杆上分别安装有一些按钮和开关,以及在多功能显示器周围布置有按钮。苏-35战斗机座舱前面的OLS一35光学瞄准系统是一个最新系统,具有三种功能,可以作为红外传感器、激光测距/瞄准指示器和电视瞄准。

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IRBIS-E的性能恐怕没有俄方宣传的那么出色

 

由于增加了重型挂架,同时加装了许多新型设备,所以苏-35S的空重增加,需要加大发动机推力进行平衡,所以苏-35S换装了117S涡扇发动机,它的编号是AL-41-F1A,与AL-31F相比,它采用了一个加大的风扇,直径由后者的0.9米增加到0.93米,最大推力增加到88千牛,加力推力增加以142千牛。配备有推力矢量喷口,大修寿命为1000小时,总寿命大约是4000小时。

从总体上来看,苏-35S的作战能力比苏-27S有较大的提高,它的外挂架由后者的10个增加到12个,外挂能力由6吨增加到8吨,特别是对地攻击能力,它最多可以6枚KH-31P反辐射导弹、5枚KH-59ME防区外攻击导弹以及6枚重磅精确制导对地炸弹等武器,空空和空地作战能力比苏-27S有成倍的提高。

不过苏-35S毕竟脱胎于第三代战斗机,它的潜力实际上已经达到极限,特别是无法对付F-22这样的第四代战斗机的能力,尽管有消息说苏-35S采用了部分隐身设计,但是从相关图片来看,可能还是局限在涂敷吸材料等手段,没有波束控制方向着手对飞机进行改进,加上武器外挂的影响,机载武器不但本身有RCS,并且雷达电波会在武器和机身之间进行多次反射形成强反射源,进一步增加飞机的RCS,所以苏-35S的RCS很难低于5平方米,而F-22的AN/APG-77雷达对于RCS=1的目标可以提供200公里的探测距离,从这个角度来说F-22在200公里以外探测到苏-35S没有什么问题。

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苏-35S无法对抗F-22带来的威胁

 

前面说过IRBIS-E的探测距离号称400公里,但是仔细分析一下就可以看出这个数据还是有许多问题的,我们知道雷达探测距离是与雷达天线孔径、功率的四次方根呈正比,根据NIIP的官方消息,BARS对于RCS=5的目标探测距离为150公里,它的峰值大约是5KW,从这里我们可以看出IRBIS-E的雷达功率只比BARS提高4倍左右,而根据有关资料,两者的接收机噪声系数也相差无几,所以很难想IRBIS-E的探测距离会比BARS高过2倍以上,这个指标笔者分析可能是两种情况:一种是小概率的指标,雷达探测距离是一个统计值,一般取80%,也就是10次有8次要达到这个标准,另外就是小角度范围,我们知道机载火控雷达工作范围可以达到60度左右,如果缩小雷达的工作范围也可以提高雷达的探测距离,但是这样做的局限性很大,因此笔者认为IRBIS-E的探测距离应该没有俄方宣传的那样理想。这样它在与F-22甚至F-35对垒中都处于劣势。

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苏-35S如何与空警2000联合作战是一个难题

 

对于我国来说,现在订购苏-35S,最快可能也要在2015年交货。实际上这只是交货,形成战斗力的时间还要推迟,特别是苏-35S如何融入我国空军作战体系和保障体系之中,例如,我国空军已经形成以全军综合数据链为核心的联合网络作战系统,而苏-35S采用的是俄罗斯诗歌指挥引导系统,配备的AT-2E数据链,无法与我国空军预警机、地面自动化指挥系统、其他战斗机进行直接通信,除非中俄双方能够向对方公开战术数据链的数据加、解密系统,但是这个可能性几乎没有,当年苏-27S装备部队以后,也曾经出现过它与当时空军装备的指挥引导系统不兼容的事情,另外一个就是苏-35S如何使用国产武器装备如PL-12主动雷达制导空空导弹、PL-8\10近距格斗空空导弹,以及国产卫星制导炸弹、防区弹药撒布系统等,苏-35S要发射这些武器需要我国空军能够把它们的发射包线驻入苏-35S的任务计算机之中,由于这些发射包线涉及导弹的核心数据,所以我国向俄罗斯公开的可能性不大,俄罗斯恐怕也不会把SOLO-35的一些核心参数向我国公开,所以恐怕我国还要象苏-27一样,对苏-35S的火控系统进行破解,即使这样,苏-35S形成战斗力之后将直接面对周边F-22和F-35的威胁,以苏-35S能力对付这些飞机显然力不从心。

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歼-20需要大推力发动机

  

那么我国为什么要采购一型无法应付周边威胁的战斗机呢?前面说过笔者认为很大问题还是出在发动机上面,虽然我国歼-20和歼-31两型隐身飞机已经试飞,但是从现在的情况来看,配备还是进口的发动机,前者配备的是AL-31F,后者是RD-93,根据相关资料:与歼-20的配套的国产推重比为10的大推力涡扇发动机在2006年通过立项审核,2010年核心机开始点火进行试验,2012年相关单位完成验证机的研制,这样即使研制顺利,相关发动机研制成功、批量生产也是2015年以后的事情,另外即使发动机能够量产也不代表事情已经结束,不排除因为发动机设计、生产的出现问题而导致相关工作出现反复。

另外一方面,随着美国战略东移步伐的加快,F-22在我国周边的布置,F-35的扩散,我国空军面临的防空压力越来越大,需要歼-20能够在2015年以后尽可能的交付部队,曾提高到140千牛级,也就是由现在的F110-GE-129的水平提高到F110-GE-132的水平,但是从现在的情况来看,涡扇-10改进型的进展恐怕也不是太顺利,所以在这种情况下,歼-20的确需要一种备用的发动机来确保研制工作的进度,这种情况我们实际上已经不止一次看到,当年歼-10的配套发动机正是涡扇-10,但是由于后者的进度迟缓,最后空军决定为歼-10换装AL-31FN涡扇发动机,虽然这导致飞机设计改动,设计定型时间推迟,但是却加快了飞机装备部队的步伐,从后来的时间发展来看,空军这个决策还是正确的。从这个角度来说地,空军考虑到国内航空发动机工业的水平,相关型号的研制进度,再次决定为歼-20配套俄罗斯发动机应急也是可以理解的。

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歼-10B,似乎采用仍旧是AL-31FN发动机

 

实际上这种情况并不是笔者或者其他网友所乐意看到的,它表明我国作战飞机配套发动机短腿问题仍旧没有得到根本的解决,前面提到过歼-10就曾经因为发动机的问题而更改设计,而国产涡扇-10发动机的研制可以用艰难来形容,不但单发型涡扇-10一直没有实现替代AL-31FN目标,就是双发型也一直不太顺利,以歼-11B为例,它的目标是发动机、航空电子、机载武器及保障系统的全国产化,但是早期型生产的型号仍旧要采用AL-31F发动机,甚至出现了生产好的机体停在机场等待发动机的事情,另外从相关图片来看,国产歼-15舰载战斗机首次着舰使用的也是AL-31F发动机,这也说明海军航空兵可能还是对涡扇-10的成熟程度持一定的保留态度。

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歼-15着舰仍旧使用AL-31F 

实际上对于我国空军来说,涡扇-10研制不顺利,影响并不仅仅是歼-20这样的新机,甚至还包括现有飞机的改进型,其中比较重要的就是歼-10B和歼-16这两个型号,我们知道战斗机有“日重一磅”的规律,就是一架飞机在服役之后,会不断的增加设备,从而导致飞机的重量直线上升,这样就需要增加发动机推力进行平衡,以保证飞机的推重比不下降太多,从现在的相关资料来看,歼-10B的空重比歼-10A有所增加,但是似乎交付部队的生产型号仍旧采用了AL-31FN发动机,尽管有消息说歼-10B采用的这批AL-31FN已经提高到AL-31FN-M1的水平,加力推力提高了130千牛级,但是发动机比较受制于人,而歼-16从结构上来讲类似于苏-30MKK,它的空重肯定要比苏-27SK要高的多,那么以涡扇-10现在的推力指标,肯定会拖累飞机的空战性能,无法达到当初空军设想的多用途战斗机的目标。 

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歼-16也需要动力更为强劲的发动机  

实际上歼-20换装117S发动机可能只是我国作战飞机受制于发动机的一个缩影,前不久试飞的运-20采用了超临界机翼、3D打印的飞机结构部件、先进的航空电子系统,但是发动机仍然采用落后的D-30KP,这样就限制了它的运输能力,直-10武装直升机因为配套发动机迟迟不能服役,最后虽然配套的国产发动机研制成功,但是由于功率有限,让它无法采用毫米波机载火控雷达等设备,限制它的作战能力,所以对于我国航空发动机工业战线来说,作重而道远。

我国航空发动机短腿局面既有主观因素,例如长期对于航空发动机没有给予足够的重视,也有客观原因,航空发动机工作在高温、高速和高压等环境之中,对于材料和工艺的要求苟刻,可以说是工业革命皇冠上的钻石,即使前苏联这样具备较强的工业基础的国家,航空发动机的水平也落后于美英两国,所以对于我国来说,想在航空发动机领域短时期内赶上发达国家恐怕也是不太现实的事情。

不过我国已经将航空发动机列入国家重大专项,预计投资千亿在相关领域,另外我国在航空发动机所需要的高温合金、数控机床等领域都取得的长足的进展,相信我国解决航空发动机问题已经为时不远。

 
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 航空发展,动力先行

 

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