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[航空航天] 歼十的专业解析

[航空航天] 歼十的专业解析

歼十诞生之前
  十年浩劫后的中国航空工业已经远远落后于航空发达国家,没有了苏联的援助,再加上文化大革命的极度破坏,让本来就根基浅薄的中国航空工业变得愈加羸弱。歼-8自1969年首飞后,直到1979年才完成定型。同期开始研制的歼-9经过多次方案变动,终因设计指标过高,在国民经济调整时期下马了。歼-13也没能避免同样的结局。即使是早已引进生产的歼-6、歼-7,也因为文革时期的混乱局面,使得它们的装备数量和质量都不能令人满意。
  与此同时,苏联正屯重兵于中苏边境,显出蠢蠢欲动之势,苏军拥有大量诸如米格-21、米格-23的前线战斗机,性能更好的第三代战机(苏联称为第四代)的开发已接近尾声,再加上苏-24、图-22这些突防能力出众的战斗轰炸机和轰炸机,如果当时战争爆发,以当时只有少量歼-7甲,歼-5,歼-6仍在充当主力的中国空军,恐怕难以抵挡苏军凌厉的攻势。
  鉴于这种局面,八十年代初,中国航空工业重新制定了“更新一代,研制一代,预研一代”的方针,即用较先进的歼-7、歼-8替代部分老式战机;研制歼-7、歼-8的后继改进型;以米格-29、苏-27为主要作战目标,预研能够满足2000年前后作战需要的先进战斗机。其中第三个目标就演化成了后来的歼-10。这样的一架新型战斗机需要先进空气动力设计、先进火控及航电设备、大推力涡扇发动机和先进空战兵器等多方面的有机结合,才有可能满足设计要求。让我们把目光重新聚焦到那段时光,看看中国的航空工业是否有这样的实力吧!
  先进气动布局的研究是中国航空科研部门开展的最成功的一项研究,中国自行开发的第一种喷气式飞机——歼教1就跳出了“米格思路”,采用了在当时十分先进的两侧进气的气动布局。70年代初研制的歼-13在几乎完全与世隔绝的情况下,竟然与美国的F-16殊途同归,都采用了大边条翼+机腹进气的气动布局(歼-13有两种设计方案,另一种是大边条翼+两侧进气的布局)。当今盛行的鸭式布局更是受到了航空科研部门的青睐。鸭式布局,中国称为“抬式布局”,前者取其外形,后者源自其工作原理。早在1969年,这种气动布局就被提出,到1975年国家正式立项支持此项研究,其间科研人员运用遥控模型进行了大量的试验,取得了大量的实验数据和研究成果,让中国航空界对这种非常规气动布局的特性有了理性的认识,为后来在实际型号中的运用奠定了坚实的基础。后来成飞的歼-9就准备采用鸭式布局,可惜的是歼-9连原型机都没有造出来就下马了。中国第一种投入实用的鸭式布局战机的头衔就传给了一个新的希望——歼-10。
    其他方面,中国的能力是实在不敢令人恭维。火控雷达方面,简直不能用落后来形容。1965年开始研制的中国第一台自行设计的机载雷达SL-4(204雷达)用了整整17年时间才研制成功,它采用单脉冲体制,不具备下视功能,也没有采用频率捷变和脉冲压缩技术,平面搜索距离仅28公里,技术水平相当有限。此时美国的战斗机上早已装备了AWG-9、APG-63、APG-65、APG-66等先进的脉冲多普勒雷达,最大搜索距离都超过了70公里,具有完善的空空、空地作战功能。80年代初,生产工厂在204雷达的基础发展了208雷达和232雷达,增大了雷达的作用距离,技术上采用了旋转调谐磁控管,以增加频率捷变能力,但仍不具备下视能力。另一方面,607所等科研单位也开始了机载脉冲多普勒雷达(PD)和机载动目标显示雷达(AMTI)的研制工作,由于经济上得不到支持,后者的研制工作没有继续下去,前者的研制工作也困难重重,进展也相当缓慢……从机载雷达者一斑,我们就可以窥得当时中国航空电子工业的全貌了。客观的讲,80年代初期,我们在这个领域落后世界先进水平至少20年,仅凭当时的科研实力根本无法生产与新歼设计指标相吻合的航电及火控设备。  
  再看发动机:当时中国空军最先进的喷气发动机还是涡喷7,(1987年12月12日,性能稍胜一筹的涡喷13才告定型)。涡喷7是为了配合米格-21的国产化工作而研制的,主要依靠中苏交恶前苏联提供的R11-F-300发动机资料仿制而成,1966年12月试制成功。它实现了中国航空发动机从单转子到双转子的跨越,与装备歼-6的涡喷-6相比,性能有很大提高,其改进型——涡喷7甲还采用了当时十分先进的空心涡轮叶片,算得上当时的一大技术突破。但是通过横向比较我们发现,涡喷7大大落后于当时典型的战斗机动力系统。甚至单纯的比较数据已经失去了意义,因为这根本就是代与代的差别。中国研制涡扇发动机起步并不晚,早在六十年代就通过在涡喷5上加装后风扇,研制出了涡扇5,推力较涡喷5提高超过40%,最终却因为没有装机对象等原因而终止研制。60年代中期开始研制的涡扇6,后期改进型的各项性能并不亚于同期研制的M-53,可就在它通过飞行前试车测试,准备进行飞行测试的时候,却随歼-9项目一起被砍,近20年的艰辛努力付诸东流,落后的科研体制不仅扼杀了一个先进的型号,也打击了广大科研人员的满腔热情!如果没有歼轰-7的研制,十余亿元换来的斯贝也许永远就被堆在了仓库,中国战斗机到现在装不上涡扇发动机!总的来说,在10号工程开始之时,中国已经初步具备了高性能涡扇发动机的研发能力,限于体制、资金、制造技术和研制周期等因素,这种能力在短期内还无法培育出具体的型号。  
  既有设计思想的原因,也受技术水平的限制,当时中国战斗机的挂载武器以空空导弹为主,也可以说只有霹雳-2。霹雳-2系随米格-21同时引进的K-13空空导弹的仿制品,1967年11月定型并投入生产,受到技术水平的限制,导弹的机动性、抗干扰能力都很差,且只能实现尾追攻击。70年代,有关部门开始着手对其进行改进,其间改进型号众多,比较成功的却只有霹雳-2乙一种,由于文化大革命的原因,当它通过定型之时,已是1981年10月了。稍后研制的霹雳-5同样受到了文化大革命的冲击,直到1986年9月才定型,性能已经落后。国外众多先进的第三代格斗弹已经问世,AIM-9L则早已名扬马岛和贝卡谷地战场。姑且不论空基精确制导武器,我们已经比别人落后了一截,反过来讲,没有强大对地、对海打击能力的空军又怎么立足于当今世界呢?
  可见,我们与发达国家在大部分领域内都存在着明显的差距。不仅如此,我们的科研队伍,生产能力等等同样于发达国家相距甚远,据说歼-10的研制目标就是:“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。”显然,后两者是前者的保证,而上述语句则显示领导部门希望通过新歼的研制来达到后两点目标,足见当时我们自己对能否研制成功这样一架高标准的新型战斗机也没有很大把握。但是在那样的交叉路口,我们必须做出自己的选择:一蹶不振或是重新腾飞。作为一个大国,我们必须拥有强大的航空工业,研制新歼困难重重,一万年也要研制出来! 
  由于中国航空工业长期落后的局面和客观存在的国产战斗机与国外先进战斗机的巨大差距,在一部分军迷心中蒙上了一层悲观的色彩,当他们听说或通过传媒看到歼-10的时候,马上就联想到了以色列“胎死腹中”的“雄狮”Lavi战斗机,进而得出了歼-10就是“雄狮”仿制版的论断(这其中也有西方和港台媒体的“功劳”)。实际上,这种论断的根据是十分脆弱的,稍加分析就可以推翻。歼-10在设计思想、作战用途和设计细节等方面都与“雄狮”有很大差别,在此就不加赘述了。
  如前文所述,以中国在八十年代初的水平,现在展现在我们眼前的歼-10只能是海市蜃楼,或许能不能成功地仿制“雄狮”还是个问题呢。不可否认,歼-10能够达到今天的水平,以色列确实提供了不少帮助,但中国也还不至于沦落到直接仿制一架不适合本国作战要求的战斗机的地步,况且,美国为“雄狮”的研制注入了大量的资金和技术,以此换来的成果流向中国是美国竭力反对的。同样不可否认的是,在某种意义上,反而是以美国为首的西方世界对歼-10,乃至中国航空工业的发展产生了更加深远的影响。
  二十世纪八十年代前后,随着前苏联国力军力的迅速膨胀,其称霸野心也日益高涨,为了在远东制衡苏联,西方世界主动与中国修好,许多军事援助计划或者说军事合作计划便在这样的背景下展开。正是通过这样的机会,中国的航空工业接触到了西方先进的设计思想、技术标准以及生产制造体系,并深刻体验了西方先进航空技术的整体性、可发展性和前瞻性,实实在在地感受到了高度集成的综合航电火控系统、座舱显示系统、电传操纵系统的强大功能。尽管中国想得到的许多先进武器系统最终未能得到,但是这次千载难逢的机会使我们统一了认识:只有摆脱“苏联思路”的束缚,接纳西方的先进思想和技术,才能赶上战斗机发展的潮流。正因为如此,西方的标准得以贯穿歼-10研制过程的始终,许多在以前的国产战斗机和苏/俄制战斗机上从未有过的优良特性在歼-10身上显露了出来,不夸张的说,西方发达国家就是中国研制和生产先进战斗机的启蒙老师!
  如果说与西方的交流给了我们思想上的启示的话,以色列的帮助则更加实际。美国等西方国家只会因为暂时的利益而忽略意识形态的差异和对中国强大的顾虑,潜意识中,他们还是对中国保持着戒心,即使在双方关系的“蜜月”期,中国得到的也仅仅是他们武库中的二、三流货色;犹太民族对中国有着相当的好感,双方又无实际的利益冲突,向中国提供武器,以色列获得的不只是市场份额和经济利益,与中国这样的大国保持良好的关系,对以色列来说也是大有裨益的。
  中以在10号工程中的合作是双赢的。中途夭折的“雄狮”的生命从某种意义上说在歼-10身上得到了延续,这可以给以色列以心理上的安慰,十余年的努力至少可以在异地“开花结果”;精明的以色列人也因此得到了一定的经济回报,在歼-10的整个研发周期中,还会有无数的商机向以色列招手。中国则用较少的投入换来了第三代战斗机的大部分关键技术及先进的整机生产技术,比如CAD/CAM(计算机辅助设计/计算机辅助制造)技术、一体成型工艺、复合材料成型和加工技术等;得到了从欧美等国手中得不到的东西,如四余度电传操纵系统、广角平显、先进脉冲多普勒雷达等。而且,以色列的战斗机设计思想是建立在丰富的战斗机实战运用经验的基础上的,又融合了美欧苏多家之长,其产品具有很强的先进性和实用性,许多设备、系统,尤其是电子设备,性能都处在世界领先水平,这恰恰又是中国之短,中国求之不得的好东西从天而降,焉有不受之理?
  由于美国的竭力阻挠,中国在得到了这些技术和设备之后,只能在没有外界帮助的情况下埋头苦干,自行消化和吸收其中的精华。在这个过程中广大科研工作者付出了巨大的艰辛和努力,吃透了大部分的关键技术。作为歼-10四大关键技术的之一的数字式电传操纵系统,当时在国内还是空白,从以色列获得了这个系统以后,611所组织人力物力对这项技术进行攻关,从电传操纵系统的结构到控制软件的设计都一一吃透,值得一提的是,当时611所硬是将数万条的软件语句一条一条地看懂,然后再根据歼-10的气动特性进行改进,最终掌握了这项技术。目前611所的副所长、FC-1和歼-10双座型的总设计师——杨伟就是从这支队伍中脱颖而出的。
  俄罗斯后来也参与了10号工程,外部明显可见的帮助包括提供大推力涡扇发动机、大功率火控雷达和一些制导武器。由于涡扇-10的研制进度相对滞后,AL-31的引进可以暂解燃眉之急;以色列的雷达和导弹性能不错,但远战能力稍显逊色,以俄之长补以之短,歼-10的性能因此得到了进一步的提升。不可见的帮助包括俄罗斯提供的技术支持、中国技术人员赴俄学习,当然还有苏联解体时流向中国的一大批前苏联技术人员。
  与其说歼-10是“雄狮之子”,不如说它是带有多种血统的混血儿。从根本上说,作为“歼-10之母”的中国,是歼-10研制的主体,没有她的博采众长,没有她的悉心融合,歼-10只会成为LCA那样难产的怪物。通过歼-10的研制,中国已经形成了富有中国特色的战斗机设计思想,它的优越性将在中国下一代战斗机身上得到更显著的体现!任何认为歼-10是“雄狮”的仿制型的说法,都是对中国航空工业在最近二十余年内取得的成绩的忽视和否定!


评分记录


本人研究方向为疲劳损伤,工程机械的等寿命设计。
歼-10的诞生

  10号工程于1984年立项,最初的设计目标是生产一种能够在国土防空作战中能够战胜苏联第三、四代战斗机、并具有拦截苏联典型战斗轰炸机和轰炸机的能力的防御型战斗机。为了达到这样的设计目标,10号机必须同时兼备高空高速飞行性能和中低空缠斗性能,同时要拥有完善的电子设备和空战武器。歼-10的设计和生产任务分别交给了611所和132厂,即成都飞机研究所和成都飞机制造厂,总设计师为宋文骢。
  
  为了加快研制进度,于1988年10月确定了以“雄狮”为蓝本的主体设计方案。据说成飞在1990年完成了金属样机的制造,1992年首架原型机进行了试飞。由于时隔甚久,笔者无法找到更多的相关资料,也无法证实这种说法,仅能就右图所反映的信息做出一些分析。这张图是李鹏同志听取航空工业部部长林宗棠汇报的照片,图中的两个模型,靠前的是歼-8Ⅱ的01号机,李鹏同志正在仔细端详的正是歼-10的模型。仔细观察可以发现,图中歼-10进气道的横截面是类似于F-16的半椭圆形,带有可调式进气锥。垂尾较小,几乎就是Lavi的翻版,后机身的设计也与现在的歼-10有所不同。可见,最初的歼-10照搬了一些“雄狮”的设计,采用可调式进气锥的目的是提高它的超音速飞行性能。早期歼-10的防御性战机的本质在这个模型上得到了充分体现。
  
  进入九十年代以后,世界局势发生了重大变化,一直对中国虎视眈眈的苏联霎时分崩离析,中国得以从来自北方的巨大的军事威胁中解脱了出来,而海峡对岸的台独势力开始上窜下跳起来,南海岛屿争端、钓鱼岛问题也日渐尖锐,这些都对中国的空中力量提出了新的挑战。另外现代作战飞机的一些新的特性在80年代以后的一些局部战争,尤其是海湾战争中得到了充分的体现,精确的空中打击取得了空前的效果,超视距空战开始取代近距格斗,成为空战的主要样式。隐形化、智能化、多功能化……世界各国对战斗机提出了更高的要求……对歼-10进行必要的修改势在必行。对歼-10的修改主要包括:增加航程和载弹量,强化空战能力,使其具备多样化的作战功能,并增加了隐形性能方面的要求。
  
  
  改进后的歼-10的首架原型机在1996年完成,但是直到六架原型机全部组装完毕后,才于1998年3月23日首飞。首飞持续了21分钟,官方报道歼-10在首飞中就应用了静不稳定技术,这显然是首飞前充分准备的结果。除了详尽的地面测试外,许多关键设备和技术都在其他辅助飞机上进行了验证,尤其是四余度电传操纵系统,据说是在K-8IFSAT203(多轴变稳机)上进行了验证试飞,极大地降低了原型机试飞的风险(几乎所有采用电传操纵系统的战斗机在试飞中都发生了严重的事故),这种做法也为其他国家所普遍采用。
  
  歼-10原型机首飞后,就转入了试飞、设计定型的阶段。一般认为有1~2架原型机在试飞中坠毁。到目前为止,我所接触到的六架原型机的照片只有01、03和06号机。从各方面情况来看,由许多照片系内部拍摄,究竟是官方故意公开,还是有人利用内部关系拍摄到的,目前还不得而知,可能两者兼而有之吧。
  
  这样的情况也证实了歼-10在两地进行试飞的说法。个人认为,01、03和06号机在成飞厂内进行试飞,因为成飞厂内进出的人员比较复杂,想拍到照片相对比较容易一些。而且照片中歼-10的停机坪比较空旷,周围还有厂房或是专用机库,这似乎不符合试飞院的情形。
  
  至于试飞科目的分工,可能是01号机初步绘制飞行包线、测试飞机结构、基础设备的可靠性,然后进行静力破坏试验;02号机进一步扩展飞行包线、全面测试歼-10的飞行性能,而后作为测试平台,主要进行气动布局改进或发动机测试;03号机也就是出镜率最高的那一架主要进行数据链、座舱显示系统等电子设备的测试;神秘的04号机据传式双座型,已经交付海航进行航母模拟起降试验了(可信度最低,原型机中可能根本就没有双座型机);05、06号机则负责火控系统与各种武器的综合测试。以上为网上传闻,可信度难以保证。
  
  总的来说,歼-10的试飞过程还是比较顺利的,与此同时,由于军方希望歼-10能尽快加入现役,成飞在歼-10还未最终定型,但可靠性和安全性已经得到充分验证的时候就开始了小批量的试生产。去年末,平可夫曾撰文指出,歼-10的10架先导型号已经交付南京军区空军某部使用。(当时网上也流传过一张苏-27与歼-10部署于统一机场的照片,后来证实这张照片是假的)尽管平克夫言之凿凿,但口说无凭,我们至今无法找到能够证明这条信息的证据。此外,平可夫还曾撰写过《中国歼-10A秘密发展成功》一文,披露了双发隐形战斗机歼-10A的情况,本人对此也不敢苟同,国产第四代重型歼击机的预研工作已经开展了很久,且不论它是沈飞的歼-13还是成飞的歼-12,无论如何也轮不到歼-10的双发改型啊!苏-27的国产化和改进工作正在进行之中,改进后的歼-11具备了三代半战斗机的性能特点,从性能和时间上都能够很好地衔接上第四代战斗机,试问还为何要匆匆忙忙地在歼-10的基础上研制下一代战斗机?即使是为了满足舰载机的需要,那也应该是采用两台中等推力的发动机更为合适。我认为,这很可能是官方借平可夫之口,为本来就迷雾重重的下一代战斗机研制情况再披上一层面纱,歼-10A本身并不存在。
  
  网上也有文章称:所谓的歼十双发型就是歼-10C,传说它采用两台中等推力的发动机(自行研制,推重比大于9,二元推力矢量喷管)和V型垂尾,研制目的是为第四代中型战斗机进行技术验证以及应付可能出现的中四研制受挫、无法按期服役的情况。这样的说法道还有一定的合理性。

    去年初,网上开始传出只涂有黄色防锈漆的歼-10的新图,从时间上判断,应该是歼十的第一批生产型正在进行厂内试飞时拍摄的,海外媒体报道,歼-10的生产型在2002年6月28日进行了首飞,待通过全面测试后再正式涂装,并交付部队。仔细对照可以发现,原型机于生产型之间还是有一些细微差距的,比如垂尾的面积和外形都有了一定的改变,蜂腰部似乎有所加粗,可能是为了增加机内载油量而采取的措施。由于歼-10还没有最终定型,这种边试飞、边修改、边生产的情况还会继续下去。歼-10双座型的发图工作也于去年下半年与FC-1并行展开,相信在今年的晚些时候,大家就可以一睹其雄姿了。

前段时间,一些浅灰色低可视迷彩涂装的歼-10出现在网络上,时隔不久又有人转载了2003年4月1日的《中国航空报》关于歼-10东线开飞的消息。我未能看到《中国航空报》上的原文,而且文章的指向性又十分之强,与官方的一贯风格大相径庭。但是由于文章与图片的出现配合得几乎天衣无缝,估计确有此事。从图中歼-10的机号判读,这次歼-10装备部队是带有试验性质的,供试训部队编写飞行大纲、培训飞行教员使用。另外,据《国际航空》2002年12月号报道,歼-10的模拟器已经研制成功,这将为歼-10尽快形成战斗力提供强有力的保证。

  同时,新技术、新装备的研制工作也捷报频传,比如611所成功掌握目前只在F-35上采用的无附面进气道技术、606所成功掌握推力矢量技术、西光集团开始研制类似F-35上所采用的先进头盔显示器等等,这些技术都可以用来改进歼-10,可以预见,在今后的十几或者几十年里,歼-10将成长为保卫祖国领空的雄鹰!


本人研究方向为疲劳损伤,工程机械的等寿命设计。
---气动布局---
    鸭式布局简言之就是用主翼前方的鸭翼代替了主翼后方的水平尾翼,这样做避免了正常布局的飞机在大迎角飞行时,水平尾翼舵面效率明显下降的情况的出现。近距耦合就是指鸭翼与主翼距离较小的鸭式布局,这种布局可以利用鸭翼前缘产生的脱体涡在主翼上翼面形成的有利干扰,产生涡升力,从而提高飞机的飞行性能,特别是大迎角飞行时的机动性能。同时,鸭式布局的飞机一般都采用大后掠角的三角翼,以减小超音速飞行时的阻力。由于这种布局兼顾了机动性能和超音速飞行性能,他广为新一代战斗机所采用,尤其是欧洲战斗机。如前文所述,歼-10采用这种气动布局既受到了雄狮的影响,也有自身对鸭式布局的青睐和不懈研究有关,这从另一个方面也证明了鸭式布局的先进性。而且,歼-10采用鸭式布局也标志着机国产战斗机彻底跳出了强调高空高速性能的有尾三角翼时代。
    此外,歼-10还运用了在国产战斗机中首次实际运用的机腹进气方式,这种进气方式在F-16身上取得了极大的成功,可以满足飞机在大迎角飞行、高速转弯等极端状态上的进气要求。这样一来,歼-10的气动布局就具备了第三代和三代半战机的典型特性,这样的气动布局使得歼-10的飞行性能可以媲美任何一种第三代战斗机。

---局部设计---
一、前机身
    从多幅照片判断,歼-10的前机身截面应该是普通的圆形。这显然是为了配合雷达罩的截面。就前机身对气流进行整流压缩的效果看,这种设计确实不如F-16那种近似横椭圆截面的前机身。但F-16的设计也并非像台湾某些人吹的那样“达到最佳化,让后人难以更动”。这种截面的前机身在大迎角时会提供一个上仰力矩,对F-16这种正常式布局飞机而言,由于平尾离重心较远,配平能力较强,问题还不大;但对于静不稳定的近距耦合鸭式布局飞机而言,大迎角时鸭翼的配平负担已经相当大,再来这么一个上仰力矩,无疑又挑上了一副重担。在推力矢量控制(TVC)技术出现以前,解决方法无非是加大鸭翼面积、使用升降副翼,但都会付出升力性能损失的代价。
    所以,采用近距耦合鸭式布局腹部进气的战机中,只有Lavi沿用F-16的前机身设计,但其鸭翼面积相当大,可以预料其对机翼的下洗也将加大,造成机翼升力损失。米格1.44验证机前机身设计类似Lavi,但已经预定采用推力矢量技术(TVC),可以大大减小鸭翼的配平负担。而EF2000则和歼-10一样采用了圆形截面前机身。个人认为,歼-10采用圆形截面前机身设计,可能是受雷达罩加工能力的限制,但在TVC技术引进之前,这种设计比套用F-16的设计更适合其自身的特点。

二、进气道
    歼-10采用了矩形的进气道,与F-16和Lavi的椭圆型进气道完全不同。可见这是中国在吸收Lavi的技术的基础上,结合自身设计要求自主创造的成果。同时也考虑到了发动机空气流量增大需要增大进气量的要求。歼-10的进气口的上唇口有明显的向前延伸,形成了一块面积较大的延伸板。这块延伸板不仅起到了隔离附面层的作用,而且弥补了圆形前机身整流压缩效率不高的缺点。这种设计在EF-2000上同样可见,但是这样的设计付出的是重量的代价。
    为了获得优良的超音速飞行性能,歼-10估计采用了可调式进气道。考虑到隐形方面的要求,歼-10应该也运用了S形进气道。

三、座舱罩
    歼-10是国产战斗机中的第一种采用整体式前风挡的战斗机。对于座舱罩的外形,台湾有人指出,歼-10座舱罩顶部的曲线接近于直线,“接近直线的设计会让飞行员坐得更矮一点,如同苏联MiG-29战机一样,由于飞行员坐得太矮,所以西方飞行员试飞后的评价是虽然有气泡状的形状,但飞行员真正的视角范围仍然远不如预期中那么好。”同时他也指出:“这并不是说MiG-29的设计师或歼十的设计者头脑有问题,故意让飞行员坐那么矮,而是外凸的座舱罩对于气动力学或是结构力学都有不利的影响。外凸的曲线会让座舱罩更深入机身上方的流场,对于机身后段产生不小的影响。座舱罩越外凸也意味着它将承受更大的空气压力。”
    顺便提一下歼-10的弹射座椅,网上流传过两张利用机头模型在滑轨上进行弹射试验的图片,图片显示,其中一种是采用抛盖式弹射,另一种则是采用了先进的座椅穿盖弹射技术,应该就是歼-10上采用的弹射座椅。从2002年珠海航展上江汉航空救生装备工业公司的宣传资料看,目前该公司产品中具备穿盖弹射功能的有TY-5系列、TY-6C和TY-7A。其中TY-7A是为K-8教练机开发的轻型弹射救生系统,不可能装备歼-10,而据江汉公司人士称:TY-6可以算得上是第三代弹射救生系统,TY-5则是目前我国自行研制的最先进的第三代产品。由此看来,歼-10上的弹射座椅极有可能就是TY-5家族中的一员(FC-1使用的是TY-5B)。根据介绍,这种弹射座椅的最大弹射速度可以达到1200千米/小时,性能仅次于俄罗斯的K-36系列,与美、英同类产品平起平坐。

四、鸭翼
    由照片可见,歼-10的鸭翼采用的是切尖三角翼。这种机翼升力特性较差,必然会增大鸭翼配平阻力;但另一方面,这种大后掠机翼的失速性能较好,失速迎角较大。为了保证飞机的大迎角控制能力,选择这种机翼也在情理之中。
    另外,与“阵风”和JAS39类似,歼-10的鸭翼后缘止于接近主翼前缘的位置,同为鸭式布局的“台风”和“雄狮”则分别走了两个极端,一个将鸭翼和主翼的距离拉得很开,另一个的鸭翼和主翼却有很大一块重叠面积。决定两者之间的合理位置既要考虑配平方面的要求,又要权衡鸭翼在大迎角飞行对主翼的有利干扰,以及鸭翼所产生的增升效果的轻重(在鸭式布局中,增强一方就意味着削弱另一方),最终的拍板定案往往需要无数的理论计算和试验调试,所以我们这些业余人士也没有能力对它些设计细节说三道四。

五、机翼
    歼-10的主翼是具有较大后掠角的小展弦比三角翼。这种机翼具有零升阻力系数小,失速特性好,从亚音速到超音速时焦点移动量小的优点。较大的机翼面积也使飞机获得了较小的翼载,从而提高了飞机的机动性能;另一方面为安装更大的机翼油箱提供了方便。缺点是诱导阻力较大、升力线斜率低。通过与鸭式布局和大推力发动机的配合,这些固有的缺点在歼-10身上得到了很大的改善。
    机翼内侧前缘为固定前缘,外侧前缘装有机动襟翼,机翼后缘装有升降副翼,从中间分为左右两块。在网上出现歼-10的照片以前就有传言说歼-10将采用类似歼-7的双三角翼,直到歼-10的照片公之于众时,仍有许多人抱着这种观点不放,也有台湾朋友认为这是在苏式战斗机上常见的犬齿设计。实际上,两种看法都不对,那是歼-10在飞行时放下的前缘机动襟翼给人带来的视觉偏差。

六、垂直尾翼
    作为鸭式布局战斗机的特征,巨大的垂直尾翼也出现在了歼-10的身上。歼-10的垂直尾翼又高又大,高是为了保证在大迎角飞行时,垂直尾翼仍能保持对方向的控制能力;大是为了保证飞机在超音速飞行是的方向稳定性,不仅如此,歼-10在飞机尾部还安装了两块大面积腹鳍,显然设计师在方向稳定性方面留有了充分的余地。
    垂尾的根部有一个笔状的容器,减速伞就安装在其中,伞具由长期研制生产减速伞、降落伞、炸弹伞的宏伟机械厂负责研制,是类似苏-27的十字形结构。在此上方,则是常见的方向舵。

七、起落架
    歼-10运用了目前飞机普遍采用的前三点式起落架,前起落架为双轮,在进气道下方,向后收起。这样做的好处是:万一起落架破损,异物不易被发动机吸入。一般腹部进气的战斗机都采用这样的起落架布置方式,但是这样也使起落架所能承受的强度降低,这可能也是所有舰载机都采用两侧或肋下进气方式的原因吧!
    主起落架为单轮,收起方向向前,但收起的方式比较复杂。由于后起落架的放置位置在机身中部,利用了进气道的内部空间,起落架张开时向外呈一定角度,因此收起起动作既要向前,还要向内。这使得起落架的动作装置相对复杂,但节约了翼下宝贵的空间,这种设计使歼-10具备了增加更多翼下挂架的潜力。

八、减速板
歼-10共有四块减速板。位于机身后部,机翼根部上下各两块。上面的两块分居垂尾根部下方的两侧机身,外形为矩形。下面的两块处在紧靠机翼的机身两侧,近似正方形,面积较上方的两块略大。

九、航电及火控设备
高度综合化的航空电子系统也是歼-10的四大关键技术之一,通过广大科研人员十余年的不懈努力,终于使中国在这一领域迎头赶上。歼-10的航电系统的总体水平大致与F-16C/D Block40/42或F-16C/D Block50/52相当。

    航电方面,歼-10在国内战斗机中第一个采用了数字式四余度电传操纵系统。前文已经提到过,歼-10的飞控系统是在以色列的帮助下研制成功的,由于气动布局还是有一定的差别,因此,我们的技术人员在控制率等方面还是做了不少工作的。毕竟,四余度电传系统对我们来说还是一个新事物,初期我们能做的也只能是依样画葫芦,所以歼-10的飞控系统在功能和性能上应该与Lavi是大同小异。沈飞自行研制的飞控系统在各方面可能要超过歼-10一些,如果双方有较好的合作态度,那么歼-10的操控性能将更上一个台阶。近几年,西飞的“飞火合一”也搞得有声有色,据说已经引起了空军的浓厚兴趣,相信不久的将来也会应用在歼-10上。

    发动机的控制,由于AL-31FN还是使用落后的气动力燃油控制,歼-10还不能做到数字化控制。但在稍后的涡扇-10上,应该可以见到FADEC(数字式燃有自动控制系统)的身影。


本人研究方向为疲劳损伤,工程机械的等寿命设计。
评价战斗机性能的第一要素就是火控系统的性能,歼-10在这方面的表现如何,且看如下介绍。
    通信—导航系统:在歼-10研制之初,我国曾向英国、意大利等国进口了多种航空电台。歼-10的通信系统基本就有它们和它们的国产化改进型组成。另外,歼-10还可以通过由我国自行研制的数据链系统与友邻作战单位进行数据交换。根据我掌握的数据,歼-10可以同时与约30架友机进行数据交换,应该说,这个数据还是比较令人满意的。(这个数据是在多年前得到的,不排除有变动的可能)
    歼-10的GPS/INS导航系统目前仍以使用GPS的定位数据为主,民用GPS只能提供200米左右的定位精度,采用差分技术据信可以提高到10米精度,与军用GPS5~10的精度相差无几。但在战时,利用GPS进行定位毕竟受制于人。“北斗”系统可以提供100米的水平定位精度和20米的差分定位精度,尽管在性能上与GPS要逊色一些,但有的时候安全比性能更重要,所以“北斗”在歼-10上取代GPS,或两者配合使用是必然的趋势。当然国产的双G(GLONSS/GPS)兼容型卫星导航定位系统也是一个不错的选择。
歼-10的惯导系统应该还没有采用在新一代战斗机上普遍采用的激光陀螺捷联惯导系统,原因是虽然我国在这一系统的研制上取得重大突破,但离实际运用还有一段距离,暂时还只能使用国产的挠性平台式惯导系统,除非歼-10使用了进口的激光陀螺捷联惯导系统(可能性不大)。
    综合显示系统:歼-10的综合显示系统延续了“一平三下”这一第三代战斗机的标准配置。平视显示器(HUD)据说是新型的广角全息平显,也就是通常所说的衍射平显。与折射平显相比,它的视场更大,外景透视率、字符反射率更高。我手头没有这种平显的型号和性能参数。去年的珠海航展上展出了一款被标注为“灵巧平显”的HUD,从外形上判断,应该是国产的JHK-13系列的新型号,但也无法就此说明它就是传说中歼-10上的衍射平显。
    2001年2月2日的《中国航空报》报道,太原航空仪表公司研制的我国首台机载液晶电子飞行显示器QZQ-4已完成地面联试,将在某重点型号上装机试飞。它主要用于显示飞机航向、航行姿态(横滚角、俯仰角)、场压、高度、指示空速、微波着陆等动态信息。作为我国第一台机载液晶显示器,装备歼-10是理所当然的。但据我分析,该型液晶显示器可能只是一台辅助显示器,同为配角的还有珠海航展上展出的XYJ-8等发动机参数显示器。但我发现这些并不需要多大显示面积的显示器都有着和多功能显示器同样的显示面积,这意味着它们的存在方式是每个显示器通过不同功能的频繁切换来达到同时显示多种信息的目的。显然,让飞行数据、发动机数据等占据对于作战来说更为重要的雷达、外挂武器等信息的做法有些得不偿失。个人认为,“台风”的做法似乎更加妥当,它将这些显示器的显示面积设计得小一些,独立安排在相应的位置,与多功能显示器互不干涉。
    真正的主角应该是长风公司(似乎还有北京某公司)的多功能液晶显示器。长风公司的拳头产品是MFD-255彩色液晶显示器,根据飞机的具体作战要求,它可以单个使用,也可以和平显组成“一平两下”、“一平三下”等不同布局。该显示器显示面积为127mm×127mm,比F-16 Block60的液晶显示器的127mm×178mm稍小,显示屏四边布置了四组共20个功能按钮,可通过显示控制处理器随时定义每个按钮代表的具体功能,如切换画面、切换工作状态、选定功能和设置参数等。出于成本的考虑,歼-10应该会保留一台单色CRI显示器用于雷达信息的显示。两台彩显的分工可能是:一台显示外挂武器信息,一台显示飞行数据和发动机数据或数字地图和战场状况,一般来说后者的可能性较大。如此一来,歼-10会保留一些传统仪表用于这些数据的显示。而简氏的说法是,歼-10的三个MFD从左到右可以提供武器控制、雷达告警、接受、导航、以及相关的雷达数据。可能他们认为中国目前还没有掌握数字地图技术,99年航空工业出版社出版的《航空工业50年》一书中的确曾经透露,数字地图、高速光纤数据总线和大容量数据传输设备等将是今后座舱综合显示系统中的重点攻关项目。另据最新消息,在即将举行的北京航展上将展出我国最新研制的数字地图,这意味着,我国已经攻克了这一技术难关,马上就可以投入实际运用。
    火控雷达:先后有多种国内外火控雷达被传可能会成为歼-10的火控雷达,它们包括:
JL-10A:JL-10A(神鹰)火控雷达使我国第一部全波形的多功能火控雷达,它在空空状态具有上视、下视、空域搜索、边搜索边测距、边扫描边跟踪和多目标跟踪功能,在空地状态下具有真实波束地图测绘、空地测距、气象测距、多普勒波束锐化和辅助导航等功能。对战斗机一类目标进行搜索时,上视时最大搜索距离为80公里、下视时为54公里,跟踪是分别为40和32公里。扫描范围为左右60度,俯仰60度。工作频率X波段。有传闻说,JL-10A从一开始就是为十号工程而研制的,从研制时间上看,这种说法有一定可信度。但是由于JL-10A的研制时间过长,导致它的一些性能指标已经落后于实际的需要,因此它的角色大体就是充当初期的过渡产品。
    EL/M-2032:它是以色列埃尔塔公司在EL/M-2035的基础上发展的多功能火控雷达,主要用于一些轻型飞机的改进。在空空模式下比JL-10A多出一个空战机动方式(ACM),用于在机动中截获目标,具体包括垂直截获扫描、平显截获方式和瞄准线工作方式。空地模式多出合成孔径地图测绘(SAR)、地面移动目标指示(GMTI)和地形规避(TA)功能。而且对空搜索和跟踪距离也要大一些,甚至有人称EL/M-2032的性能超出APG-68(F-16C/D的雷达)达25%。但是以色列在出口方面要看美国的脸色,FC-1就遇到了这种情况只好另寻它家,据说歼-10在原型机阶段暂时安装的是2032,生产型将由其他雷达代替。
    Grifo 2000/16:意大利伽利略航空电子公司为改进F-16A/B而开发的多功能火控雷达,与APG-66有很强的兼容性。该雷达由26种工作模式,还可与红外搜索与跟踪传感器相集成。意大利的伽利略公司十分重视中国市场的开发,该公司的雷达已经成功地安装在了中国向巴基斯坦出口的歼-7PG和FC-1上。意大利人当然不想放弃歼-10这块肥肉,他们甚至提出了一揽子的发展计划,包括未来升级为相控阵雷达。但限制他们的一方面是本国政府的出口许可证问题,另一方面中国似乎也更愿意与俄罗斯、以色列这些比较稳固的合作伙伴合作,毕竟歼-10不是FC-1那种专供出口的战斗机,可靠的装备保障十分重要。
隼:据《简氏防务周刊》报道,这是俄罗斯开发的一种有源相控阵多模式机载火控雷达,前半球探测距离为180公里,后半球80公里,最多可同时跟踪24个目标,并与其中6个目标交战,搜索范围为正负60度,若工作在X波段范围会减小20度。报道同时称中国拟购买20套隼式雷达,用于最新研制的战斗机上或用于改进苏-27。我认为,它用于改进苏-27的可能较大,一台探测距离可以达到180公里的相控阵雷达,其天线直径和重量等都是歼-10这样的中型战斗机所无法接受的。何况,如此之强的探测能力在目前似乎有些过剩,没有必要花这冤枉钱。
    JL-15:它是网上重大虾指认的歼-10正选雷达,另一种说法称其为1473(KLJ-3)雷达。据说它是南京的14所在ZHUK-M的基础上研制的无源相控阵雷达。但更多的消息称它是一台脉冲多普勒雷达。有数据来源称,俄罗斯在97年的北京航展上公开了它的性能数据,对RCM=3平方米的目标搜索距离为140公里,可以同时跟踪15个目标并攻击其中威胁最大的4个目标。但据我手头的资料,98年的珠海航展展出了一款被称为“国产机载多目标火控系统”的新型雷达,最多可跟踪15个目标,最多可攻击4~6个目标,最大探测距离104公里,末制导雷达跟踪距离20公里。由于苏-27和歼-8的改进都确定采用进口雷达,这台雷达很显然就是装备歼-10的新型火控雷达,至于数据,个人倾向于采用后者,当年的《兵器知识》也登载了这些数据。当然时隔数年,性能有所提升也是理所当然的事情。另据消息,目前14所正全力研制新型有源相控阵雷达,但限于造价,未来很有可能只安装在部分歼-10上。
    头盔瞄准具:96、98年的珠海航展亮度展出了国产的头盔瞄准具,它们都是由洛阳光电技术研究所开发,水平视界可达正负90度以上,超过了苏-27头盔的正负60度的指标,十分有利于在近距格斗中发挥新型格斗导弹的离轴发射角大的优势。而02年航展上展出的头盔似乎又略有不同,可能又有了一定的改进,根据展板上的介绍,它的水平视场达到了正负120度。数年间就取得如此成绩,称得上是进步神速。去年年末,美国的《防御技术月刊》曾报道,中国某公司(陕西的西光公司)正在研制一种与先进战斗机平显大致相当的头盔显示系统,并计划在三年后完成。根据描述,这种平显与美国计划在F-35战斗机上安装的头盔显示系统十分的相似。而F-35上的这种先进头盔显示系统正是由凯瑟电子公司和以色列的艾尔比特公司的合资子公司——视线系统国际公司研制的。因此,中国的这项研制计划机有可能得到了以色列的技术支持。估计将会广泛运用到包括歼-10在内的各种新型战斗机上。
    光电雷达:即热成像搜索跟踪系统。98年珠海航展也展出了此类产品。据介绍,展出的光电雷达可以采用半埋或外挂的安装方式,探测距离35公里,搜索范围正负30度,重量小于30公斤。有消息称,中国还进口了俄制的红外搜索跟踪系统(IRST)OEPS27,性能是米格-29的OEPS29的两倍,OEPS29搜索距离为15公里,搜索范围左右30度,上下15度。目前歼-10似乎没有安装这一类设备,但安装IRST是必然的发展趋势,它将大大提高歼-10再强电子干扰等特殊作战条件下的作战性能。
武器系统
    机载固定武器:歼-10的固定武器是623型6管23毫米机炮,由昆仑机械厂生产。这种机炮属“加林特”型6管旋转炮,其工作原理与美国“火神”20毫米口径6管M61A1炮相同,但其具体结构有所差异。全炮系统由623型机炮、液压驱动装置和射击程控箱构成,全重115公斤。该炮主要特点是射速高,初速为820米/秒,射速达6000发/分,但每根炮管工作负担减轻,因此工作寿命大大延长。它被安装在歼-10进气道的下方,起落架的左侧。
    从现有的照片分析,歼-10只有7个外挂点(机腹1个,两侧机翼各3个),而非通常认为的11个。本人也很不愿意看到这样的事实,但从一张低飞的预生产型的照片来看,歼-10翼下与挂架连接的接口清晰可辨,明白无误地显示歼-10只有7个外挂点。这主要是歼-10没有翼尖挂点、翼展偏小的缘故,也有最初的批次是以对空为主,不需要太多的挂点的原因。歼-10的机内载油量较大,在不需要执行远程任务是可以不挂副油箱,所以歼-10的7个挂架与歼-8Ⅱ等的相比,还是要货真价实一些的。再要增加挂架,我认为主要有四种方法:一是在两侧翼下各增加一个挂架;二是开发复合式挂架,使一个挂架能够挂载两枚较轻的空空导弹;三是增加翼尖挂架;四就是像“台风”那样在机腹与机身的连接处增加两个中距空空导弹的挂点。前两种方法都比较容易实现,一只要对机翼做适当修改,设计二中提到的那种挂架也不是难事,如果前两种方法综合作用,歼-10的外挂点就可以增加到9个,实际挂弹数则会更多,歼-10的战斗力可以因此而大幅提升。第四种方法可要大费周折,对机身下部、主起落架等都要做一定的修改,简直就是得不偿失。第三种方法就要耐人寻味许多,细心的你也许会发现,相当多(没有完全考证,我不敢说全部)在初期型号没有安装翼尖挂架的战斗机如米格-29、幻影2000等即使到了强调战斗机多用途化的今天——一个十分需要巨大载弹量的时候,仍然对翼尖挂架这样一块宝藏弃之不用,十分令我不解。难道是因为机翼的设计太过复杂,任何小小的改动对它的空气动力特性都会有很大影响,而重新设计又将耗费许多时间和精力。那歼-10为什么在设计之时就放弃翼尖挂架呢?是不需要,还是它有什么致命的缺点?
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2008-1-5 11:28


本人研究方向为疲劳损伤,工程机械的等寿命设计。
另外,歼-10采用了全新的外挂架。以前我国的战斗机载挂在导弹时,先要在机翼上安装一个的连接装置,再根据不同的导弹在连接装置上安装不同的挂梁,才能挂载导弹。歼-10采用了一体化的导弹挂架,将挂梁和连接装置连为一体,简化了结构、减轻了重量,也降低了飞行时的阻力。

空空武器
近距格斗导弹:随歼-10在网络上频频露面的格斗导弹始终是国产的PL-8,相信大家都很清楚它就是我国在八十年代从以色列引进的“怪蛇”3的国产型。其他较新的国产型号有PL-5E和PL-9C,其中PL-9C的性能比“怪蛇”3略高一筹。但种种迹象表明,PL-9C在歼-10上取代PL-8的可能性不大(注1:若有机会将以专文论述)。尽管歼-10有扩充使用性能优异的R-73的能力,但估计实际使用的可能也不大。另外,国产新一代的格斗弹正在研制过程中,基本可以肯定的是,这种新型的格斗弹是以以色列的“怪蛇”4为蓝本研制的,可能会被命名为PL-14。从去年珠海航展透露的信息看,新型格斗弹采用红外焦平面导引头,离轴发射角可以达到正负90度,超过了“怪蛇”4的正负70度,可见新型格斗弹在“怪蛇”4的基础上做了很大的改进。

---------“怪蛇”3 -“怪蛇”4- PL-9C -R-73
弹长(mm) -----2990 ---2990-- -2990- 2900
弹径(mm) -----160----160----160--170
弹重(kg) -----120----106----123--105
射程(km) -----15-----15----16---20
离轴发射角(deg)--30-----70----30---45
最大过载(g)----30-----70----40---60
战斗部重量(kg)---11-----11----12--7.4

注:数据来源不同,可能有一定出入。
因PL-9C数据不全,弹长、弹径、弹重和战斗部重量都采用了PL-9的数据。

PL-12 德比 米卡 AIM-120 R-77
弹长(mm) 3550 2580 3100 3650 3650
弹径(mm) 209 215 160 178 200
弹重(kg) 245 184 110 158 175
动力射程(km) 100 75~95 65 80 90
最大攻击射程(km)>70 63 50 65 70
最大过载(g) 60~70 35 30 40
离轴发射角(deg) 45 25 80
主动段距离(km) 20 16~20 15 16 18
战斗部重量(kg) 20 10 20 18
注:PL-12的数据取自网上,仅供参考。
AIM-120的数据是出口的B型,性能要好很多。

中距空空导弹:综合考虑各方面因素,歼-10的中距空空导弹应该会以国产导弹为主,而抛弃俄罗斯产品(同注1)。鉴于导引头和航电方面的落后局面,也有可能引进以色列的“德比”作为高端配置。中国现有的中距空空导弹包括:PL-10、PL-11、PL-12。PL-10是国产红旗61防空导弹的改型,为半主动雷达制导,当年定型以后就因性能不佳而未投产,不可能再运用在歼-10上。PL-11据说是在PL-10的基础上,运用从意大利引进的蝮蛇空空导弹的技术改进的,在投入部队使用后又进行了相当多的修改,性能又有了较大幅度的提升。还有消息说PL-11还换装了98年珠海航展上展出的AMR-1主动雷达导引头,成为主动雷达制导的中距空空导弹。从网上的照片来看,歼-10在试飞期间挂载的中距导弹就是PL-11,很可惜我未能找到关于PL-11的数据参数。SD-10是去年珠海航展上出现一颗耀眼的新星,在国内杂志刊登的访谈中,PL-9C的副总师透露了它的一些有关情况。SD-10是一种出口型号,供巴基斯坦在FC-1上使用。我们可以认为,在SD-10的背后还有一种更先进的中距弹,根据外刊的一些说法,它可能是SD-10的原型——PL-12。美国的《航空航天技术周刊》还指出,PL-12可能与R129工程有关(引进R-77导弹的工程),据称PL-12的导引头就来自于R-77。同俄制导弹的设计思路相同,它为歼-10提供了超过西方典型中距弹的射程,以此来弥补电子设备的不足。PL-12虽然未能赶上与西方导弹的电子技术差距,但作为一种脱胎换骨的设计,在性能上全面超过PL-11应该不成问题,取代PL-11也是理所当然的事情。


空面武器
对地攻击武器:由于我国在这方面起步较晚,加之此类武器的敏感性,我们很少能够看到关于国内这类武器的报道,在此只能就个人所了解的情况和一些传闻做一些推测。

目前我国可能拥有的空地导弹都是鹰击家族的后裔。YJ-7是一种轻型反舰导弹,其最大的特点在于结构的模块化,可以配备不同的制导系统,它可以配备激光半主动、准红外成像、电视、毫米波雷达等制导系统。很明显,这样的设计直接瞄准了轻型空地战术导弹这一目标,制导系统的多样化也使它的打击目标更加丰富。而师兄YJ-81、YJ-82在改进航电系统和制导系统以后则会成为中国的SLAM。在最初的一段时间里,它们将成为歼-10对地精确打击的主力。

制导炸弹方面,97年建军70周年成就展上,我国公开了LS-250/500两种第二代激光制导炸弹。在去年航展上,歼-7MF和CY-1携带的激光制导炸弹应该就来自LS系列。加上原有的国产反跑道炸弹、燃料空气炸弹及各型低阻集束炸弹以及传统的火箭弹,就构成了歼-10的低成本攻地武器。
还有报道称,成飞某人士表示在中国的卫星导航定位系统进一步完善以后,歼-10就将装备中国的JDAM和隐身防区外弹药撒布系统,前者是在普通炸药上加装GPS/INS接收机制成的,后者是中国与以色列联合研制的战术空地巡航导弹,其采用了隐身外形,制导系统为GPS/INS加末端成像。

反舰导弹:除了大家耳熟能详的YJ-81、YJ-82外,新生代的YJ-83和YJ-91将成为歼-10对海打击的利器。对于YJ-83普遍的看法是:射程140~160公里,末段超音速,空射型的射程可能稍大,但估计达不到前一阵子传说的250公里。YJ-91很明显是KH-31的直系血亲,YJ-91的研发目的是加强我军的防空压制能力,有说法认为它在国产化的过程中接受了以色列技术的改进。KH-31有反舰和反辐射两种型号,估计国产化的YJ-91也有反舰的型号,600公斤的重量甚至比亚音速的YJ-82还轻,多面手的身份更成为歼-10手中的一柄利剑。已经随“飞豹”神秘现身两次的新型反舰导弹的身份至今还是一个谜。它的气动外形十分优美,冲压发动机使其具有全程超音速飞行能力。很可能它就是传说中的YJ-12。从飞豹的挂弹情况估计,它的重量可以被歼-10所接受,歼-10完全可以凭借它撕开任何舰艇的防线。

不可否认,歼-10的各种火控装置、制导武器,相对于以往的国产战斗机来说已经有了极大的提高。同样不可否认的是,我们的制导武器在数量和质量上都与国际先进水平存在一定差距,尤其是对地攻击武器方面,这种差距更是明显。对地攻击武器的匮乏限制了歼-10强大对地攻击前能的发挥。也许等到双座型或者对地攻击型问世以后,这种遗憾就将不复存在了。

吊舱
最早公开的“蓝天”低空导航吊舱实际上具有低空导航和红外扫描两种功能,它又一台小型脉冲多普勒雷达和一台红外搜索装置组成。由于歼-10已经具备了完善的地形跟踪系统和自动飞行系统,没有必要再挂载这种吊舱了。新近公开的有前视红外/激光瞄准吊舱和电子侦察干扰吊舱。据《简氏防务周刊》报道,前视红外/激光瞄准吊舱已经完成了相关的飞行试验,这种吊舱的探测及测距能力为15公里,它还可以与头盔瞄准具交联,让飞行员十分方便的获得对地打击的数据,这对加强歼-10的对地精确打击能力大有裨益。大功率的电子侦察干扰吊舱则是执行防空压制任务时的必备品,但估计它不具备为反辐射导弹进行目标探测和捕获的功能,所以个人认为,它只是一种在飞越敌人防空力量强大的地区时为飞机提供电子庇护的吊舱,因此它并不能为歼-10提供完善的(SEAD)能力。

歼-10目前还不具备接受空中加油的能力,一般情况下应该会在以后的批次上加装空中加油管,伙伴加油吊舱也是一种可以考虑的方式,尤其在国内空中加油机数量严重不足的情况下。作为目前流行的做法,歼-10可能也会像F-16 Block60那样采用保形油箱,从歼-10上挂载的新型油箱就可以看出这种倾向。这种油箱不同于传统油箱的枣核形,而采用了比较扁平类似鱼型的外形,尾部还有类似飞机平尾的两块小翼,可见设计师十分着力减小外挂油箱给飞机增加的那部分阻力。那么下一步的计划一定是加装保型油箱了。

发动机
首批生产型的歼-10使用的是俄罗斯留利卡·土星公司的AL-31FN涡扇发动机已经成为不争的事实,采用这种发动机的原因大家也都知道,是因为国产的配套发动机涡扇-10的进度跟不上。

AL-31FN是留利卡公司为了适应歼-10的机体设计,从AL-31F改进而来的,据说中方技术人员也参与了此项改进计划。根据《简氏防务周刊》的报道,改进包括将移动变速器移到了机身下方,将发动机长度从4.99米减小到4.897米,最大直径从1.28米减小到1.14米,重量从1570公斤减小到1547公斤,而发动机的推力没有改变。AL-31FN秉承了AL-31系列发动机的优良特性,工作泼辣、加速伶俐,尤其是它对于气流剧变的超常忍耐性使歼-10完全有可能具备苏-27那样的超机动能力。可以说AL-31FN十分适合安装在早期的空优型歼-10上。

在以后的批次中歼-10还将换装更先进的装有推力矢量喷管的AL-31发动机,具体型号可能是AL-31FP或AL-31FN。据海外媒体透露,AL-31FP会随苏-30MKK的后期型号一起出口到中国,从苏-30MKK火控雷达一批好过一批的情况来看,这种情况可能属实。而珠海航展上那款带有推力矢量喷管的发动机则被冠以了AL-31FN的名号,《兵工科技》还多次暗示它将成为新歼的动力装置。个人猜测,仍然保持AL-31FN的名称可能是因为只是在原来的基础上加装了推力矢量喷管,相比AL-31FP仍要落后一些。这样说来,俄罗斯在这上面又卡我们的脖子了。AL-31的国产化工作已经开展了很长一段时间了,我们可以认为国产化的AL-31(涡扇-12)的性能会比它的原型好一些,可是涡扇-12的生产数量和用途都会受到生产许可证的限制,能否被允许安装在歼-10上还是个未知数。看来中国战斗机动力的腾飞还要靠我们自己的力量啊!

关于涡扇-10,网坛上可谓是众说纷纭,在这里我想给大家一个比较客观的看法。根据《航空动力学报》登载的一篇文章,涡扇-10是我国从八十年代开始,在国外某核心机的基础上研制的新一代大推力涡扇发动机。从目前的情况看,这种核心机追根溯源,就是B-1战略轰炸机使用的F101发动机的核心机。在它的基础上,美国通用电气公司开发了军用的F110发动机和民用的CFM56发动机。而当时中国进口的就是CFM56发动机。这种核心机包括一个9级压缩机、燃烧室和单级高压涡轮,在它的基础上增加不同的风扇组和低压涡轮,就可以衍生出不同特性的发动机来。

网络上的一些文章称,现在广为流传即将问世的涡扇-10实际上是涡扇-10甲(我比较同意这种观点,但具体的名称还不能确定,文中用涡扇-10甲这一名称仅仅为了与先前的涡扇-10区分开来)。据说最初研制的涡扇-10加力推力在100千牛左右,90年代初就完成了样机的制造。由于歼-10设计方案做出了重大修改,发动机也要做出相应的修改。前面所提到的那篇文章称:涡扇-10甲的加力推力为13270公斤,推重比为7.5,可见推力的增加幅度相当大,为了实现这个目标,肯定要运用许多新技术、新材料,这也是涡扇-10甲研制进度缓慢的主要原因。近年来,606所攻克轴对称推力矢量技术的报道频频出现,去年航展上606所的展板也证实了这一点,相信AL-31国产型和涡扇-10甲都会在不久的将来装上推力矢量喷管。

通过比较性能数据,我们发现:涡扇-10甲的主要性能参数与F110-GE-129(1992年问世)不相上下,由于不清楚涡扇-10甲的风扇设计情况,我们无法就此断定,涡扇-10甲的技术水平已经达到了F110-GE-129的高度,至少在涡轮前温度上,我们就要落后一些。保守估计,涡扇-10甲应该可以达到八十年代中后期国际先进水平。另据一些小道消息,涡扇-10装有FADEC(数字式发动机燃料自动控制系统),而且运用了单晶高温合金涡轮叶片(比“昆仑”发动机上的定向凝聚叶片更加先进)。近年来,我们的高新技术突飞猛进,在航空发动机关键技术上取得这些重大进步也不无可能。

网上早已有人传说涡扇-10甲已经服役了,在此我也辟一下谣:目前,涡扇-10甲还处在试飞定型阶段,大约将在2005年正式装备部队。届时,涡扇-10甲还要与AL-31并存相当一段时间,等到涡扇-10完全成熟之后,就可以抛开AL-31这根拐杖,独立行走江湖了。

飞行性能
前文已经提到过,鸭式布局的一些固有的特性对提高飞机的机动性能十分有益处。就拿最大瞬间盘旋角速度来说(这个指标的重要意义在于,这一指标越高,就越有利于在近距格斗中迅速占领有利的位置,给对手以致命一击),采用鸭式布局的三种欧洲新一代战斗机的之一指标都达到了30度,而许多采用大边条以设计的典型第三代战斗机都没能达到这个数字,同时考虑到海峡对面的幻影2000-5的最大瞬间盘旋角速度也达到了30度大关,相信设计师不会让歼-10在这方面吃亏的。加上推力强劲的AL-31FN的助阵,歼-10在加速性能和爬升性能也会有相当不错的表现。尤其在空战最频繁发生的跨音速段,由于低展弦比的大三角翼具有从亚音速到超音速时焦点移动量小的优点,因此歼-10在此段的加速性能尤其出色,这在空战中会给歼-10带来更多获胜的机会。而所谓的过失速机动能力,由于歼-10在研发之时还没有提出这个概念,所以歼-10在此方面的得分还不十分确定。况且过失速机动能力的实战意义尚在争论之中。当然我们也希望歼-10日后能像苏-27那样,挖掘出惊人的过失速机动能力。那样,歼-10至少也能成为苏-27式的“航展明星”。优异的气动布局加上强劲的发动机,还有日后即将问世的推力矢量喷管,歼-10的机动性能还是颇为让人放心的。

在具备了突出的机动性能的同时,歼-10仍然保持了从歼-7开始一脉相承的高空告诉血统。这也是出于满足防空截击作战要求的考虑。歼-10在采用了一块巨大的垂尾之后,仍在尾部下方加上了两块大型腹鳍,加强方向稳定性的意图十分明显。这样的双保险用到只能飞到2马赫的歼-10上似乎有些大材小用,个人认为,歼-10的最大飞行速度应该可以达到2.2马赫左右。

另外,一些网友认为歼-10具有间歇型的超音速巡航能力的看法,本人不敢苟同。众网友提出的歼-10的推重比比较高确是事实,但这个推力是最大加力推力,与决定能否进行超音速巡航的不加力状态下的最大推力关联不大。我也从来没有听说过飞机重量、发动机推力与歼-10在同一水平的F-16C/D有超音速巡航的能力。相比之下,倒是装涡扇-10甲的歼-10还有些可能有此绝活。根据一些说法,涡扇-10甲采用了偏低的涵道比(0.5)。新一代的发动机如F119、EJ200等都采用了较低的涵道比,以此来增大发动机在不加力状态下的推力,从而使战斗机具备超音速巡航的能力。鉴于涡扇-10甲在不加力状态下的推力仍然不大,如果歼-10具备超音速巡航能力的话,它极有可能采用与“台风”相同的方法来达到超音速巡航的目的,即先以加力状态加速突破音障,再断开加力,以1.1马赫左右的速度进行巡航。当然这一切都是建立在以上传闻属实的基础上的。

起降性能也是鸭式布局战斗机的一大强项,加上大推力发动机的贡献,使歼-10的起降性能明显由于歼-7、歼-8系列。但是网上也有人分析说,歼-10的前起落架采用了两个直径较小轮胎,而歼-10相对歼-7来说重量增加了很多,所以推测歼-10的起落架使用的是高压轮胎,进而得出了歼-10是作为一种远程战机使用,不会布置在条件较差、易受攻击的一线机场的结论。应该说这种说法是有一定道理。

航程是中型战斗机相对于重型战斗机的一个弱项,腿短更是国产战斗机的一大顽疾。但这种情况在歼-10身上得到了彻底的改观。网坛上传说歼-10挂1.5吨弹药的作战半径是1000公里,姑且不论这种说法是否可信,只需做个简单的分析。与歼-10处于同一重量级的F-16,外形尺寸要比歼-10小一些,加之歼-10的体形比较丰满,机内燃油自然要比F-16多一些。资料显示,F-16加满油(也包括外挂油箱),携带2枚“麻雀”(或AIM-120)及2枚“响尾蛇”的高空作战半径可达1400公里,那么歼-10在相同条件下至少也能达到这个航程。这与苏-27的1500公里(全内部燃油)已经不分伯仲了。这就可以保证歼-10能从我国华南地区的机场直飞南海中部,参与争夺制空权或为歼击轰炸机提供掩护。

歼-10服役以后
十九年精心磨砺,宝剑终出鞘。歼-10的服役对于中国的空中力量和航空工业都有着深远的意义。首先,二十多年前航空工业三步走的战略终告实现,我国在大量淘汰旧式飞机的同时,终于可以换装国产的最新战斗机。换装新机的意义不仅在于武器战斗力的提高,更在于它对军队建设思想、军队作战方针之转变的巨大作用力和强有力的装备支持。其次,当年“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。”的目标也已圆满完成。综合考虑各方面的性能,歼-10的技术水平大致与F-16 Block50/52相当,空战实力稍强而对地攻击能力偏弱,在三代半战斗机中属于中等偏下水平。而且我国的第四代先进战斗机的研制工作早已展开,抛开技术水平的差距,至少我们在战斗机研制的步伐上已经赶上了大部分的航空发达国家。至于科研队伍和制造基地,其实在二代战机的改进过程中就得到了充分锻炼,成绩大家也是有目共睹。在歼-10及其配套设备的研制中它们更是大显身手,做出了令国外同行瞩目的成绩。

但是一些媒体所谓“歼-10的服役使台海的空中实力对比瞬间发生了巨大变化”、“中日空军已经进入了以优胜优的时代”的种种论调则显得有些业余。作为一种全新的战斗机,从自身的成熟到部队的适应都有一个过程。部队装备一种新型战斗机后,要形成战斗机必须所有训练科目全部合格,没有几年的功夫是不可能完成的。现在歼-10刚刚装备试训部队不久,可能连飞行手册、训练大纲都没有编写完毕,又如何改变什么空中实力的对比呢?

歼-10的实力倒不必大家担忧。真正让人们担心还是部队的适应问题。歼-10的机动性能极强,座舱中又完全以彩色液晶显示器为主,这两点不要说现役的歼教-7,就是多年后才能服役的FTC-2000的座舱也与之相差深远,这样高教机的训练效果就大打折扣了,想仅仅依靠模拟器来完成歼-10的飞行员训练,肯定是不可能的。所以说歼-10的战斗力的形成受到与之匹配的高级教练机的匮乏的影响。同时,由于几十年来,中国的战斗机一直没有安装大功率火控雷达,我们的航空兵早就对在地面引导下所进行的截击作战模式驾轻就熟了,而超视距作战、在预警机引导下作战、对地打击等等美军等发达国家操练许久的具有现代战争特点的作战模式,对绝大多数中国战斗机飞行员来说都还十分陌生,想要改变这种局面恐怕不是一天两天能够做到的。

不过我们也不必过分担心,这么先进的战斗机都造出来了,只要措施得当、勤学苦练,相信这些问题是难不倒我们的航空兵的。随着歼-10的茁壮成长,中国的空中力量也会日益加强,总有一天我们能够自豪地喊出:“谁主苍穹,唯我中华!”


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本人研究方向为疲劳损伤,工程机械的等寿命设计。
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