国产枭龙性能深度分析:能对抗苏-30米格-29

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导读:FC一1是中国第一种自己全新设计、主要面向外贸的轻型高机动多用途战斗机,预备替代“幻影”Ⅲ/5、Q一5、J一7、F一5、米格一21等第二代战斗机和F一16A/B、“幻影”2000等早期三代机。该机最大起飞重量12吨左右,载弹量4吨左右,主要任务是夺取制空权,次要任务为对地攻击。   对于该机的性能,用户方巴基斯坦的要求是价格不超过1500-2000万美元,必须具备优秀的超视距攻击能力(BVR)和不逊色于三代机优良的机动性,其主要设计目标是全面超越巴空军现用的F一16A/B,能正面对抗印度装备的米格一2
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FC一1是中国第一种自己全新设计、主要面向外贸的轻型高机动多用途战斗机,预备替代“幻影”Ⅲ/5、Q一5、J一7、F一5、米格一21等第二代战斗机和F一16A/B、“幻影”2000等早期三代机。该机最大起飞重量12吨左右,载弹量4吨左右,主要任务是夺取制空权,次要任务为对地攻击。


对于该机的性能,用户方巴基斯坦的要求是价格不超过1500-2000万美元,必须具备优秀的超视距攻击能力(BVR)和不逊色于三代机优良的机动性,其主要设计目标是全面超越巴空军现用的F一16A/B,能正面对抗印度装备的米格一29、苏一30和“幻影”2000C。同时,中国空军由于全新的三代战斗机价格太高,有可能购买几百架FC一1作为高档战斗机J一10、J-11的补充,形成高中低搭配。


由于定位在低端,该机的价格成本受到严格限制,这是研制计划存在的基础。特别是考虑到让工业基础较差的巴基斯坦也能够进行批量生产,选用的材料、技术工艺和设备是重点考虑的部分。这是中国首次价格决定技术的全新尝试,先于美国JSF的可支付性要求,也是中国在商业化管理运作下、首次先进战斗机研究开发计划。在价格限制下,机上的设备应该尽可能采用便宜、成熟产品。这是一种自上而下的全新设计思路,用预先给定的整机系统价格,逐级控制各个分系统的价格,以达到总体费用达标。这种设计思路下的飞机讲究成熟、可靠,研制风险相对较小,但是不足之处是由于费用限制,往往不能采用最先进的技术和设备,性能受到很大限制。


FC一1设计过程中不可避免的遇到战术条件要求改变、追加设备、要求提升性能等问题。既要设备先进又要价格便宜让计划不可避免地出现了一定的拖延,同时价格也从最初的不超过l 500万美金变为不超过2000万美金。美国JSF也是类似的设计思想,但是由于其工业基础极为强大,他们所谓的成熟技术、便宜产品不再是从别的尖端战斗机上面经过长期试验、成熟后经过修改而得到的,而是采用发展速度和应用步伐都比较快的民用组件,或者是经过验证的简化军用技术。采用民用技术组件后,飞机性能会稍有降低,但是从可靠性、维修性、通用性、使用费用和全寿命价格方面得到了极大的好处。这样做最明显的优点,就是可以用相对较低的价格和较高性能的飞机占领原来F一16、F一18的市场。只是现在因为技术复杂性和不断叠加的高技术要求,导致飞机比最初预计采购价格高了一倍以上,但由于没有同类产品竞争前景仍然看好。


FC一1发动机采用比较便宜可靠的俄罗斯RD一93发动机。该发动机是著名的米格一29的唯一动力装置一一RD一33的单发型。RD一33拥有20年以上的使用历史,稳定性好、表现泼辣,能够让米格一29完成诸如尾冲、“眼镜蛇”等高难动作而不出现异常状况。但是其主要不足就是推力还不够大、推重比偏低、寿命也比较短。在中国暂时没有类似推力级别涡轮风扇发动机的情况下,RD一93这种便宜的发动机成了唯一的选择。为了应付不可预知的风险,国内也开始研制RD一33的仿制改型——FWS—13。后者的各种指标比RD一33有一定提高,不过成熟要稍待时日,估计2010前后能装机使用。FC一1的航电系统大量采用成熟产品,直接使用国内其他型号战斗机成熟设备的简化型号,如直接从第三代战斗机挪用过来的8 X 6英寸液晶显示器、敌我识别系统、导弹告警装置、简化机载脉冲多普勒雷达和多余度电传飞控系统等等,节省了大量研制、试验时间和费用。


FC一1的设计采用最先进的无纸流程,以及CATIA这种功能强大的计算机辅助设计解决方案,可以构建虚拟现实的三维飞机结构,能预先进行虚拟装配和调试,使设计制造周期大大减小,错误返工率急剧降低。中国在10年前就开始应用这款由达索系统公司开发的软件,其在B777、B737一X、B787和A380等著名客机上也有超过10年的成功应用。该软件现在已经普遍推广到整个世界航空工业,使飞机设计和制造真正进入数字化时代,实现数字化设计、数字化制造、数字化检验和数字化装配,大大提高了设计制造效率、装配精度,使设计修改变得极为快捷方便,也利于提高工作效率。现在的做法往往是配合并行工程的开展,使得以前的“设计--I装一零件一装配一检验”一条龙模式,变成了并行流程,真正达到设计、强度、气动和制造、检验、维护等部门同时开始工作,大大提高工作效率。这是一个真正和国际接轨的进步。


FC一1为了降低造价和使用成本,大量使用了常规材料和工艺,制造和设计难度比较小,类似于J一7E。其选材方面基本是:钛合金很少使用,绝大部分为常规的铝合金,复合材料仅在操纵面和雷达罩上使用,但是出人意料的在部分操纵面上使用了原来仅见于新型歼击机的灰色柔性材料。为了降低制造费用和维修难度,机身蒙皮使用小尺寸蒙皮进行拼接。从一些公开的装配照片上可以看出,很多机身零件都为钣金成型,造价低、方便生产,但是不足之处是造成飞机结构重量有所增加。而从公开的电子样机图像看来,在关键的框上应该使用了高强度预拉伸铝合金厚板机加框。这样的工艺材料选取比较能够配合巴基斯坦和其他第三世界国家的现有工业基础,方便输出生产线技术、提高出口竞争力。就是在这种条件限制下,FC—1战斗机的结构寿命依然比传统国内战斗机高150%,结构重量系数并没有明显增加,载荷限制还从7.5g提高到9g。尽管没有什么特别突出的地方,但考虑到在价格和材料选取限制下达到这样的水平还是非常不容易的。这也能看出中国在材料和加工工艺上的巨大进步。


气动及飞行性能评析


FC—1设计要求类似于F一16,要求有突出的亚音速机动性,同时兼顾一定的超音速性能。为了控制价格,该机尺寸、重量设计点取值偏小,气动布局和结构大量借鉴F一16,并针对其不足作了很多调整。从FC—1的机翼、尾翼和机身都可以明显看到F一16的影子。该机最明显的气动特征之一是两侧布局的DSI进气道。这是一种F一35战斗机上才开始应用的、最先进的进气道设计技术。采用这种技术不仅可以大幅度减轻重量,还能提供更好的超音速飞行性能。机翼设计也比较特别,选择了大型哥特式尖拱型边条。这种边条比F一16较窄的内凹边条性能好很多,能够提供强力而稳定的涡升力;加上机翼设计上选择了更低的翼载荷,可以以较小的迎角飞行。在两机展弦比相同的情况下,FC一1的亚音速升阻比应该比F一16更好。


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