架空双座枭龙与L15作为高教的优劣对比

zhao2365192 收藏 1 244

枭龙和L15是同属于6-7吨级别规格相当的第三代飞机,不仅尺寸,重量;气动外形技术水平也都很相近。但如果作为高教用途,现在两者都处于不完全状态:枭龙虽然单座型已经在巴基斯坦服役,但双座目前尚未首飞,而L15目前尚未完成全部试飞,且加力发动机仍然没有着落。本人作为外行菜鸟,尝试架空一把如果出现双座枭龙与L15竞争国内高教机市场,将会是何种情况。架空的枭龙双座改型主体结构外形不变。


一:气动外形简评。

1,相似之处:两型飞机都属于单垂尾常规布局,哥特式大边条,机身后边条,大根梢比切尖三角翼,直轴平尾切尖,垂尾切尖。


不约而同使用的哥特式大边条,对两机对大迎角能力,瞬间盘旋能力和机头指向性都有较大帮助。两机的垂尾都较大(枭龙高5.1米,L15高4.8米),较平尾靠前,避免大迎角平尾尾迹的遮蔽影响垂尾效率,也有利于提高大迎角方向安定性。


2,不同之处:枭龙为一台中推涡扇发动机,L15为两台小推力涡扇发动机;单座枭龙的座舱低矮,而L15的双人座舱高大;枭龙采用机身两侧蚌式进气道,而L15的进气道为肋下固定式;枭龙有背鳍和双腹鳍。方向舵的铰链线后掠角枭龙较小而L15较大。


座舱问题上单座枭龙的视野居于绝对劣势,这主要是由于出于减低阻力的因素座舱不得不十分低矮;毕竟单座枭龙的最大速度是M2.0(假如明天来临),而L15的最大速度仅仅是M1.4。

进气道上枭龙占据绝对优势,而L15的进气方式更接近于01-03号不完全状态的枭龙(仅限这两种机型之间对比)——虽然就算不使用蚌式进气道枭龙的最大速度仍然高于L15,但蚌式进气道的简单结构和先进材料为枭龙减重良多。

枭龙的背鳍似乎是611的传统(在四代上可千万别看见这东西),对阻力和飞行员视野有不良影响,但垂尾根部较大的背鳍向前延伸较长,有类似边条的效果,大侧滑角时的背鳍涡有利于提高垂尾和方向舵的效率。

双腹鳍无疑对大迎角性能是有利的,当然可能会付出一点阻力作为代价。至于对隐身的影响...和这俩飞机八竿子打不着的关系。

方向舵的铰链线后掠角较小也可以改善大迎角效率,但是超音速下的效率就比较低;无疑两机做了不同的取舍,枭龙选择了增强大迎角能力,而L15则选择改善超音速下的方向舵效率。


小结与架空:

如果说具备哥特式大边条,机身后边条的L15是典型三代机的外形,那么枭龙无疑是三代机外形加上部分四代机的气动技术。事实上两机非常的相似,如果L15不是用的双小发而是单中发,那么外形几乎就是早期枭龙翻版;这是一定技术条件下的必然情况。

两机体在追求相同的目标比如大迎角能力,瞬间盘旋能力,机头指向能力等的同时,也现了截然不同的取舍;单座枭龙出于追求超音速能力而牺牲了视野,作为教练机这是致命的缺陷。

枭龙高教型的视野问题,必然是以最大速度指标的降低作为前提的;如果把M2.0的极速指标减低到M1.4-M1.6,那么一个大大的水泡座舱的枭龙高教型并非不可能,毕竟歼10-s的座舱看起来就很不错。



二:发动机

枭龙:RD93:推力 49.4千牛,加力推力 81.3千牛。

这个发动机大家都认识,臭名远扬于众口耳传间,不多说。但是型号成熟历时多年来源可靠使用经验丰富。

据闻RD93级别的中推涡扇国内项目正在加紧进行,这个消息据说很靠谱。


L15:AI-222K-25F:加力推力 2*41.16千牛。

貌似现在加力版的发动机还没谱,只能拿没加力的顶着凑合。而加力版发动机是实现L15超音速飞行不可少的。


发动机这个问题,单看加力推力都差不多,两机的重量也差不多,所以两机最大推比一样是差不多的。如果枭龙列装国内,必然换用国产发动机,推比存在进一步上升的空间。但是考虑到双座枭龙的重量将会有所增加,因此枭龙高教型的推重比会可能会比L15要低一些


而根据某大(收藏文章时忘记在标题里注明作者了,向作者再三致歉)在他的文章《通过发动机探寻L15的发展前景》里发表的看法,他认为“L15真的要采用DV-2F和AI-222-25F发动机却存在市场推广上的巨大风险”。我不便于猜测作者的真正看法,但我认为作者文中表达的意思很明确:L15的前景因为发动机问题在国内外市场上都不乐观;有陷入发动机问题——销售数量不足——成本高——发动机无法在国内推广的恶性循环的风险。


小结与架空:

心脏病,是个问题。枭龙的心脏病似乎用国药治愈有望,而L15的心脏病更严重一些。虽然同样存在变数,但似乎中推发动机在国内更有前途一些;而L15使用的发动机级别介于中推与WS11之间,国内除了L15没有别的对这一级别发动机的需求。

引用《通过发动机探寻L15的发展前景》的原文:

“承担训练任务的教练机用航空发动机不可能始终依靠从国外进口来供应,政治上可能存在的问题和市场竞争很容易影响到发动机的稳定供应,中国成都飞机公司开发的出口型FC-1战斗机在发动机上就已经受到这些因素的影响,L15想要真正推向国家市场或者装备中国空军和海军航空兵,能否解决发动机的稳定供应和维护是一个能够起到决定性作用的关键。L15想要真正获得稳定的出口前景和国内市场开发的基础,解决发动机的问题应该说是能够决定一切的重点,只要L15没有一个稳定和可靠的发动机供应就不可能真正得到用户的认可。”



三:结构简评

飞机的结构是很专业的东西,我一个外行的菜鸟要想说点不那么错的离谱的,只能从飞机的一些简单数字来推测。


机身寿命:枭龙按战斗机载荷谱计算为4000小时,L15按教练机载荷谱计算为10000小时。我不知道我国战斗机与教练机载荷谱标准具体如何,但是YF23提供的美军80年代载荷谱资料和开装甲车提供的说法都确认战斗机机身寿命如果按教练机寿命计算至少是要乘2倍多;按2倍计算,枭龙至少也能达到与K8相同的8000小时教练机寿命——这显然并不夸张,枭龙全状态机首飞与06年4月,毕竟是晚生于K8十五年的产物。

这点很让我疑惑,K8的01号样机于90年11月首飞,而L15首飞最早也在2006年3月,相差至少15年,而L15比起铝合金结构为主的K8寿命竟然仅仅提升25%。难道K8与L15间的寿命计算标准发生变更?但似乎未见此类报道。而作为教练机,L15寿命和国外某些高级教练机号称的15000小时仍然有较大差距。


载重量:枭龙的载重量在3.8吨(假如明天来临里巴方的说法是3.9吨);而L15的载重量预计量产型号为3吨。最大起飞重量枭龙更是超过L15达2.6吨。

两机的正常重量均在6.5吨左右,气动外形类似,两机的尺寸规格分别为:翼展9.0米/9.48米,机长14米/12.27米,机高5.1米/4.8米(枭龙/L15)。虽然L15作为双座机要扣除掉一个带伞飞行员,弹射座椅以及多出的设备,但这个需要扣掉的数字应该是达不到1吨的(我个人估计的);尤其如果枭龙作为战斗机来与教练机对比,也有大量的重量需要扣除才公平——包括火控雷达等各种教练机上没有而战斗机才有的设备,这些东西加起来的数字倒是相当可观(也是我个人估计的)。枭龙高教型从单座变成双座同型教练机,必定要增重,阻力也会增加,载重量降低是难免的,但是对L15应该仍然有优势。


航程:相比于枭龙的航程达到2500公里,L15的航程只有可怜的1200公里(强5航程1630公里)。

航程问题枭龙不能不说从代价颇大的减阻手段中得益很大,而双发双座高座舱的L15航程上实在是糟糕,当然具体谁比较耗油我是搞不清楚的;但从最大起飞重量这点来看枭龙的机内载油系数高过L15很多——而L15的结构我估计对此不会有太大的改进空间,从设计侧重的取舍看,L15倒是和米格29有某种异曲同工的地方。

可以猜想的是,枭龙高教型必然采用的大水泡座舱会增加一部分阻力,加上双座型增加的重量,航程应该会缩水;但是要缩水到L15的1200公里,似乎不太可能——我个人保守的猜一把,1800-2000公里?据闻RD93的耗油量为世间万夫所指,不知道国造中推是不是能有所突破,也许能让枭龙高教航程没有什么下降也未可知。


小结与架空:

作为6.5吨级别的两型飞机,最大起飞重量分别是12.1吨和9.5吨;如此相近的气动外形和推重比下只能说水平差距很大。按百分比计算,两型机的最大起飞重量和正常重量(粗略按6.5吨计算)比值达到了186%对146%!而作为经典三代机的F16C,最大起飞重量16.1吨,正常起飞重量8.5吨左右,比值粗略估计在189%。

结构设计的水平,似乎L15要落败了。在如此大的差距面前,L15强调的新材料新工艺似乎更映衬了两机结构设计水平的不同,以及对成本的控制能力。

而且仅仅以外观可见的工艺材料来说,抛开枭龙的蚌式进气道,某大学霸(收集文章时又忘记注明作者了,致歉,致歉,再三致歉)的作品《浅析FC1飞机的气动布局及其演变》里如是说:

“。。。更为重要的改进,那就是前缘机动襟翼的铰链线被一种灰色的柔性材料密封了。密封铰链线可以保持翼面表面的形状的连续性,从而避免铰链线处发生分离等不利的气动现象,减少阻力,提高气动效率,并降低由于气动干扰而产生振动的可能。这种技术实际上属于自适应机翼的初级阶段。。。目前已公开的采用了这种技术的现役战斗机还只有美国的F-22第四代战斗机。。。在研的战斗机中,与F-22为同一家公司生产的F-35战斗机也使用了与F-22相似的处理手段。。。甚至在欧洲最新的三种三代半战斗机和美国海军最新的三代半舰载战斗攻击机F/A-18E/F“超级大黄蜂”上也没有使用这项有风险的技术。。。”

其实FC1很洋气的说。不过就是它的超7老子顶了个2代改的帽子,楞是连FC1这个重新设计研制的儿子也不被人当三代看;没想到阶级成分划分论到现在还这么流行。按真实的技术水准来说枭龙的全状态型号是611所完成歼10后回头做出的成品,想必大家还记得当初官八股是如何宣传枭龙04号机型对03型机大幅度的改进和减重的——由此可以猜测,后期枭龙的真实结构设计水平并不低于歼10。



四:操纵系统与航电

1,操纵系统:

枭龙的操纵系统为纵向2余度电传,横向电子增稳。L15为4余度电传。

单纯从操纵系统上来说,L15的操纵系统性能优于枭龙;但事实上两机气动外形类似,推重比类似,具体的操纵性能还要取决于气动控制面设计,控制律编写等等,最终的两机实际操纵性能差别并不能直接对比——只能由飞行员评断。同时由于L15试飞未完成,加力发动机也没有到位,因此L15的操纵性能也应该尚未达到最佳水平,具体与枭龙谁强谁弱,还有待时间验证。


2,航电系统:

这个基本不用比了。枭龙是已经在国外入役的第三代战斗机,其设计重点就是先进完善的航电系统;L15现在作为单纯的教练机和枭龙战斗机是没办法比的,毕竟很多东西教练机上根本就没有。



五:生产性使用维护

1,生产成本:枭龙本身属于应巴基斯坦出于明确的战争威胁而开发的一款控制成本为主的机型,要求战时能够快速大量的生产,对于生产性有很高的要求;而枭龙可以由通过改造的歼七生产线进行生产无疑对降低生产成本和战时大量生产有重大意义。而类似采取纵向电传而横向电子增稳这种可接受的成本压缩措施,其对价格的影响也是不能忽视的。

同时枭龙目前至少已经有400架的保底订单,包括巴基斯坦150架和中航技负责分销的250架份额;在成本分摊和生产规模上是非常有利的。

L15目前很难见到关于其生产成本的宣传和数量明确的销售前景,不得不说在生产性这方面L15可能与枭龙相差甚大。


2.使用维护

一般来说教练机的使用维护性能更好,不仅仅是因为这是教练机的设计重点,也是因为教练机的部分结构设备较战斗机简化或者没有,同时也有载荷谱不同的因素在内。 毕竟教练机的挂载重量,过载强度,发动机最大推力时间和加力时间等情况都比战斗机好得多。


基于巴基斯坦的环境,枭龙的使用维护性有理由相信是较高的;不仅由于战争威胁高,就连南亚大陆炎热潮湿的气候也对飞机是大的考验;在《假如明天来临》里这样提到“JF17还采用了先进的供配电系统综合设计和实验验证技术,其核心是采用了中国在法国战机分布式配电系统的基础上研发的数字式电源控制盒。。。实现了机载重要用电设备的多余度供电,系统的故障检测率达95%,缩短了故障维护时间,提高了飞机的出勤率。”


L15方面,我没有读到什么有价值的东西。



六:关于教学任务和对地攻击

教学任务:我国空军由国土防空型向攻防兼备型空军转变的标志之一就是苏27的引进生产,它的高机动能力,大航时长航程,彻底改变了空军的作战模式。而歼教七不论在机动性能上还是航时航程上都无法完成从教练8到战斗机之间训练环节的衔接。随着苏27,苏30,飞豹等一系列战机的数量增长和电子水平的发展;对飞行员远程作战能力和各类电子设备的操纵能力的要求将越来越高;而如果高教机在这方面和战斗机脱节,将白白的浪费大量时间,经费和战斗机寿命,更重要的是战斗力的提升水平将严重受损,后备高级飞行员的培训效率也会大大降低。

L15和枭龙两款三代飞机相比之前性能恶劣的歼教七无疑在机动性能都超出许多,但是在航时和航程上L15却显得非常欠缺;不仅如此,L15作为教练机相对于枭龙战斗机航电系统的不完善,导致了在战术培训能力上的落后。我猜想L15的侧重点仍然是对飞行员的个人飞行技能进行训练,而忽视了实际作战能力的培养。


例如使用高教机进行演练远程奔袭作战,L15的短航程根本达不到要求。而进行一些复杂的高级战术训练,L15的航电系统是否能达到要求也值得怀疑,是否采用高度综合化的任务管理计算机?是否具有精确导航能力,战场态势感知,目标探测识别,作战攻击乃至电子战功能?

作为拥有较长航程和较先进完善航电系统的战斗机出身的枭龙,无疑先天上占据极大的优势。



对地攻击:

实际上L15对地攻最主要的缺陷在上面已经提过,L15载弹量不到枭龙的75%,航程不到枭龙的一半,甚至还没有强5飞的远。而且目前的L15还没有对地攻击能力,而枭龙在最初的设计时就明确其有较强的攻击能力,用巴基斯坦的说法是不弱于幻影2000的对地攻击能力。


再次引用《通过发动机探寻L15的发展前景》:

“L15的战术攻击型目前的前景可以用“理想是美好的,现实是残酷的”来形容,中国航空工业系统目前已经完成了FC-1出口型战斗机,而FC-1实际上在规格和技术性能上与L15基本相当,有条件与L15竞争的FC-1目前在成本和项目进度上都要比L15有明显的优势。FC-1和L15同样执行战术攻击任务时的作战效率并不存在什么差距,但是国内开始仿制的FC-1配套发动机目前已经取得了阶段性的成果,而且FC-1在国际市场上已经确实获得的定货又可以保证FC-1的基本产量,FC-1在L15还因为动力问题而前途难测的时候已经达到了可交付的状态。”



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