天龙:中国歼-10能上航空母舰吗?一看吓一跳!

2009年12月19日,我写了《解密歼-10的起飞性能》,通过公开信息的分析,得出歼-10的起飞性能如下: 1、防空作战,正常起飞重量,歼-10的起飞速度为250-270公里/小时,起飞滑跑距离是320~390米;带三个副油箱,四枚导弹,起飞全重16616公斤时,起飞速度为280~300公里/小时,起飞行滑跑距离480米~570米。2、对地攻击作战时,歼-10的起飞速度为297~320公里/小时,起飞滑跑距离700~800米。

空军六十周年图片展再次公开歼-10的最小起飞滑跑距离350米,同时公布了歼-10对地攻击的典型挂载(即DS-10×2、PL-8×2、800kg油的副油箱×2、500kg制导炸弹×1、250kg制导炸弹×3、光电制导吊舱×1),通过分析,该典型挂载的起飞全重约为16612kg,起飞速度292公里/小时,起飞滑跑距离590米.


有了这些数据,我们可以分析歼-10能否上航空母舰的问题了。

由公开数据我们知道,歼-10的展弦比为2.38-2.44,属于三角翼、小展弦比的飞机,这种气动布局,通常适用于高空高速,一般是不适宜上舰的,到目前为止,世界上还没有这么小展弦比的飞机上舰的记录。而通常舰载机的展弦比都比较大,如:F-4是2.82、F-8是3.53、F-14是7.28、F-18是3.52、A-4是2.9、A-5是-3.65、A-6是5.32、A-7是4、超级军旗是3.23。然而,鸭式布局的出现,改变的这种传统观念,我们看见展弦比为2.58的“阵风”战斗机开上了航空母舰

小展弦比飞机上航母是因为与传统布局相比,鸭式布局有更大的升力系数,更好的小速度性能。鸭式布局的出现,改变了小展弦比飞机不能上航母的传统观念。

歼-10如何上航母?主要看两点:一是起飞滑跑距离;二是看起飞离地速度。

针对装备蒸汽弹射器航空母舰来说,能否上舰主要取决于起飞离地速度。由上述数据可知,歼-10的典型作战挂载的最小起飞速度为292公里/小时(全重16620公斤时),而目前一般的蒸汽弹射器在45米距离内可将飞机加速到时速250公里/小时;美国C-13型蒸汽弹射器,可将36.3吨重的舰载机以185节(即每小时339公里)的高速弹射出去。

而舰载机的起飞速度是弹射速度+母舰航速±风速。通常,母舰的最大航速为30节(相当于55.5公里/小时),使用250公里/小时速度的弹射器,即使按静风计算,也可以使起飞速度达到305.5公里/小时,可以满足歼-10典型作战挂载的起飞。当然,对于歼-10的全载起飞(19277公斤)则需要海风和更大的弹射器了。

对于采取滑橇式飞行甲板的航母,则主要看起飞滑跑距离。这种航母采用斜直两段式飞行甲板,即将起飞和着落甲板跑道分开使两个作业区互不干扰的飞行甲板。舰载机的滑跑起飞是通过滑橇式飞行甲板来达成助飞。它有一个斜升角为12度的滑橇式飞行甲板,长53~60米,其上翘起始部分略呈弧形过渡,与人们熟悉的滑橇板运动原理差不多。之所以确定12度角,是因为这个角度既能最大限度地提高飞机的起飞性能,又能使飞机的结构载荷保持在极限范围内,还能节约大量的费用。采用这种方式起飞的航母,则主要观注上舰飞机载重条件下的最小起飞滑跑距离。在飞机的起飞重量和推重比相同的情况下,采用滑橇起飞方式比常规的水平增速滑跑升空方式,可以缩短滑跑距离2/3。如“苏-27K”在地面正常起飞重量情况下的滑跑距离约为680米左右。利用舰艏带滑橇角的200米飞行甲板,在一般情况下可以离舰起飞。而歼-10的典型挂载条件下(全重16620公斤)的最小起飞滑跑距离为590米,比苏-27K的680米小15%,这说明歼-10在典型挂载条件下是可以从橇式飞行甲板的航母上起飞的;但在最大满载重量时却无法保证它安全升空,作战效能因之受限。而且,滑橇起飞方式也有不少缺点:

一是由于斜板曲率的存在,飞机在滑橇起飞过程中,起落架和机体的瞬间载荷及扭矩会增大很多,飞机所受的支反力有可能达到正常起飞重量的2倍。为此,飞机的起落架、机翼、机身等受力部分都需要重新设计,并做相应的加强。

二是滑橇起飞所需的跑道长度要大于弹射起飞的长度——除非舰载机本身具备较好的短距起降能力。以“库兹涅佐夫”号大型航母为例,其2条起飞跑道交汇于舰艏的上翘部分。右舷一条起飞跑道的起点在岛式上层建筑的前方,总长约110米,减去上翘斜板的平直段只有50米左右,主要供垂直起降飞机、直升机和减轻了重量的固定翼战斗/攻击机使用。左舷一条起飞跑道的起点在着舰回收区内,全长约200米;如果不与着舰区相交,可利用的起飞跑道只有130米左右。这就更限制了歼-10的起飞全重了。

三是其他推重比不高的固定翼舰载机(如预警机、反潜机等),无法采用滑橇起飞方式。

四是滑橇起飞对发动机推力的要求相对较高;而海平面温度偏高使得发动机推力减小,舰载机要正常起飞就必须减重,使得执行任务的能力大打折扣。

五是与弹射起飞相比,常规舰载机采用滑橇起飞需要有较大面积的“干净”甲板。这样就会造成航母上层甲板停机位的减少,大部分舰载机不得不放在下层机库内;而机库的容量是有限的,且上下运送飞机多有不便。

结论:无论是采用蒸汽弹射器的航空母舰还是采取滑橇式飞行甲板的航母,歼-10都具备上舰的基本条件,但在后者,歼-10的作战性能的使用受到一定的限制(即作战全重不能过大,起飞跑道200米时起飞全重不超过16620公斤;起飞跑道130米时,起飞全重不超过13800公斤)。

不管采用那种方式,歼-10上舰都必须进行适应性改进。

为了满足舰载机采用拦阻方式着舰时所需要承受的5g纵向过载,歼-10的机身主要承力结构要进行加强。增强前起落架和主起落架的结构强度,使主起落架可以承受在舰上拦阻着陆时6~7米/秒的下沉率,同时加装尾钩组件。为保证飞机在大迎角状态下在舰上起、降的安全性,甚至可能对歼-10的腹鳍进行局部修形,以增大擦地角。

另一方面,对于关系飞机升力系数的鸭翼、机翼和前后襟翼都需要重新进行优化设计,最大程度地提升其升力系数,进一步改善歼-10的小速度性能。

同时,为了提高海上使用年限,还必须对机体及表面进行防腐蚀处理和设计。

采取上述措施后,歼-10的空重可能增加10%左右,这将改变歼-10的起飞推重比,因此,必须采用更大推力的发动机,比如FWS-10可能会替代俄式发动机。

最近出来的歼-10B让我们看到了舰载型歼-10的雏形。

苏-33一样,舰载型歼-10对最大飞行速度的求不如陆地型高,所以歼-10B采用了DSI进气道,虽然最大飞行速度可能会略有减小,但与F-18苏-33一样,仍能满足海上作战的需要。而采用DSI进气道的最大好处是,可以减轻飞机净重200公斤左右,这对于空重处于增长的上舰飞机来说是非常重要的。

同时,我们注意到歼-10的垂直尾翼略有加高,两侧的腹鳍也加大了一点,这种改进的目的是提高飞机的方向安定性,使歼-10B在侧风条件下的起降性能有所提高。

最后,大功率发动机仍是困扰歼-10舰载机的主要瓶颈。歼-10空重的增加固然可以通过更多地采用复合材料和新设计(如DSI进气道)来减重,但总体上增重已是不可避免的事了。所以采用更大功率的发动机也是必须的措施;但愿发动机能保证歼-10舰载型的成功。天龙

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