国产"LFC-16(CY-1)"轻型高敏捷性战斗机

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2004年珠海航展结束后,一些网上的统计得出了一个出人意料的事实:最吸引网友眼球的即不是叱咤蓝天的SU-27战斗机,也不是漂亮轻巧的L-15高级教练机,而是贵航展台上外观怪异的LFC-16高敏捷性战斗机模型。


事实上不光是中国网友对它感兴趣,即便是国外媒体,对这架飞机也表现出了一定的兴趣,美国《航空周刊与航天技术》杂志对它的评价是:“令人迷惑的模型”。


是的,这架飞机不但外形让人迷惑、编号让人迷惑,连它的身世、用途都是一串令人迷惑的问题。那么,让我们走近这架飞机并回顾历史,共同揭开这些迷题。


根据贵航的官方解释,LFC-16代表“轻型(Light)战斗机(Fighter)中国(China)-16”,16为贵航的内部编号。这架战斗机是贵航集团与民间飞机设计公司“超翼”公司合作,以“山鹰”高级教练机的机体为基础,采用侧板鸭式布局技术设计而成的轻型高机动战斗机方案。这个战斗机方案的特点是:低价格、高机动,安装了较为简单的电子设备,属于格斗型廉价机种,同时具备一定的对地攻击能力。


LFC-16的发展历程


LFC-16战斗机可以看见的历程可以追溯到两年前。早在2002年珠海航展上,这架飞机便以CY-1的编号出现在观众面前。那时候的CY-1是一个基于歼7机体的侧板鸭式布局高机动战斗机方案,它已经具备了LFC-16战斗机的最基本特征:鸭式布局和侧板技术。根据它的研究者“超翼”公司的介绍,CY-1的机动性将明显好于歼7系列飞机,盘旋性能接近F-16战斗机。而这架飞机不可见的历程则更加久远,据介绍,侧板技术和鸭式布局最早可以追溯到几十年前,中国研究“抬式布局”的年代(抬式布局也属于鸭式布局的一种,主要为了增大战斗机的升阻比,改善飞机的起降性能等),具体就不再详述了。


但是当年的CY-1完全处于民间运营状态。众所周知,研制一架现代战斗机需要解决气动、材料、发动机、航电等一系列问题,仅仅是气动研究就需要花费大量的时间和金钱,这是普通的民间公司根本无法完成的工作。根据“超翼”公司的介绍,早期的侧板鸭式布局技术曾经通过北航、空军等相关单位的协助,做过一定的吹风试验,然而取得了部分数据后这架飞机却因为没有用户的潜在需求而无法得到继续发展的资金,于是在航展上推出以寻求资金上的支持。


很明显,“超翼”公司最终得到了贵航集团的合作意向。从外观上看,2004年出现在观众面前的LFC-16战斗机已经与CY-1有了不少区别。LFC-16战斗机的机体基于“山鹰”高级教练机,但将双座改为单座,垂尾顶端也作了切尖处理,CY-1的主要特点鸭式布局和机身侧板依然存在。LFC-16的外观看上去比CY-1更加协调,显然贵航的设施和设计经验都起了至关重要的作用。


那么,LFC-16的未来如何?中国海空军是否会采购这种廉价的高机动战斗机呢?航展上并没有相关的信息透露,不过我们可以从技术和战术的角度对其进行一定的分析。


LFC-16战斗机的技术特点


通常我们了解一架战斗机,会从飞行性能、航电设备、机载武器、后勤保障等几个方面着手,从而得到一个较为客观的评价。同样,对于LFC-16,我们也如法炮制。

飞行性能


决定一架飞机飞行性能的是它的气动布局和发动机,LFC-16飞机沿用了“山鹰”的机体,因此从发动机方面来说歼7系列能使用的发动机它都可以用,包括WS-13系列、“昆仑”发动机等,考虑到FC-1战斗机已经使用了RD-93发动机,因此可以推测经过一定改动后LFC-6飞机也将能够使用中等推力涡扇发动机(不过这样一来进气道部分要做较大的修改,而且也不符合低价格策略,因此此方案可暂不予考虑)。从模型来看,LFC-16飞机与“山鹰”教练机在结构尺寸上并无太大差别,因此两架飞机的重量也会类似,就是说如果使用同样的发动机,那么LFC-16的推重比以及动力性能将接近“山鹰”飞机。


气动布局是LFC-16相对于“山鹰”改动最大的部分,也是实现“高机动”的关键所在。歼7系列飞机的气动布局为大后掠三角翼正常布局,这种布局突出了飞机的高空高速性能,但由于大后掠三角翼在大迎角状态时诱导阻力大,而且机头的不对称涡流会破坏横侧稳定性,因此不利于高机动格斗空战,在近距离格斗中会出现减速快、转弯半径过大、容易失速等现象。“山鹰”和歼7E/G战斗机采用了双三角机翼,增大了展弦比,从而改善了飞机的大迎角性能(有效降低诱导阻力并增大升力线斜率),因此中低空格斗性能有所改善。


我们知道,近距耦合鸭式布局的优点是在大迎角时鸭翼涡流与机翼形成耦合效应,从而增大了机翼的升力;此外近距耦合鸭式布局拥有更均匀的纵向面积分布,能够有效降低跨音速阻力,这些都能够提高飞机的机动性能。当然,鸭式布局也有其缺点,比如对于静稳定设计的战斗机,鸭翼在大迎角时诱导阻力较大,其失速也早于机翼。而且鸭翼的涡流可能导致飞机纵向和横侧的不稳定性增大。LFC-16在采取近距耦合鸭式布局的同时,还在鸭翼和机翼之间增加了两条侧板,辅助以可随动操纵的侧鳍,那么这些翼面起什么作用呢?根据“超翼”公司人员的介绍,歼8II飞机的总设计师顾诵芬先生曾经将侧板技术总结为“涡控”技术,笔者认为其主要作用就是在飞机处于大迎角的状态时产生类似边条涡的涡流,同鸭翼的涡流共同干扰机翼,并防止鸭翼前缘涡破裂导致涡升力不连续,从而提高了飞机在大迎角时的操纵稳定性。而侧鳍则提供了额外的横侧稳定性控制。因此,LFC-16应该在保证低成本的同时具备较好的大迎角控制能力(在现代电传操纵配合下,运用随控布局设计的飞机同样拥有较好的大迎角飞行性能,但是其代价相当高),从而使飞机在盘旋、俯仰等方面拥有良好的性能,而这正是格斗空战所强调的要素之一。


但是在其他方面,鸭式布局+侧板也导致飞机的阻力增大,考虑到发动机的因素,这架飞机在加速性能、爬升性能等方面将不会比歼7系列有明显改善,而飞机的航程、升限等指标也不会比歼7系列强多少。此外还有几点需要指出:侧板将不利于飞机的隐身,而且如果脱离了鸭式布局,那么侧板的作用将大大降低。


航电设备、机载武器、后勤保障


由于LFC-16目前只是一个技术方案,因此这些方面还没有明确的指标。不过从其廉价的特点看,应该和歼7系列同属一个档次,也就是说,这架飞机可能会配备功能简单的雷达和相关火控设备,采用尽可能简单的机载设备和飞行仪表,武器方面则可以选择空军现役武库中的所有国产空空武器和大多数空地武器。


性能总体评价


从上面的分析可以看出,LFC-16飞机将是一种中低空盘旋性能突出、总体机动水平低于典型三代战斗机的格斗型战斗机,它的超视距作战能力并不突出,但在近距离空战时能够给大多数飞机造成威胁。很显然,如果仅仅如此,中国空军、海军对其是不会有多大兴趣的,因为在已经进入系统空战时代的今天,不强调超视距空战能力的战斗机将很少有进入近距离格斗的机会。作为一种战斗机而言,LFC-16即便发展下去也将落后于时代的潮流。


关于LFC-16的展望与思考


虽然LFC-16不是一架出色的战斗机,然而它是否有可能更出色呢?答案是肯定的。首先,电传技术的成熟已经使飞机设计观念进入到全新的时代,采用主动控制技术和静不安定的布局将能够最大程度的发挥鸭式布局的优点并在一定程度上克服其缺点,比如改善高速飞行性能、实现直接升力等。世界上一些新型战斗机均采用了这个思路,比如法国的“阵风”、欧洲的“台风”、中国的“歼10”等。其次,综合化火控系统和模块化航电升级的设计思想使得飞机在电子设备方面的升级变得更加容易,而电子设备的优劣将直接关系到空战性能的好坏。


但是这一切都意味着要放弃廉价的思路,很显然,这就违背了LFC-16发展的初衷,从工程的角度看并不可取。


然而如果我们换个角度来看,侧板技术确实给飞机的性能带来了好处,那么我们为什么不把LFC-16飞机看作一种意义重大的技术验证飞机呢?毕竟侧板技术是不能被否定的。


我们都知道,美国NASA发展出了数量众多的X系列技术验证机,从超音速到机动性,其验证的技术无所不包,而从这些验证机中得到的技术已经运用到飞机的设计中去。中国也有不少技术验证机,比如歼7隐身技术试验机、歼8II主动控制技术验证机等,但这些大都出自厂家的行为或者空军的研究项目,并无一个专门的机构进行总体规划和负责——如果这一切都成体系发展,在科学的理论指导下开展工作,那么势必将取得更好的科研效果。


回过头来看LFC-16,或许贵航也会因为没有市场意向而最终放弃这种飞机的发展,但侧板技术却绝不应该只停留于风洞计算阶段。我们可能应该将LFC-16的出现看作一个信号,一个呼吁中国航空科研机构进行改革的信号,LFC-16作为一种技术验证机,其意义将远大于作为一种廉价的战斗机。或许有朝一日,侧板技术将在其他作战飞机乃至民用飞机上得到体现,这才是LFC-16飞机的真正价值。(


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