解读隐形战机研发N大步骤 曝中国造新机流程

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解读隐形战机研发N大步骤 曝中国造新机流程


YF-22与YF-23两型技术验证机伴飞。


美国F-22战机研制流程


F-22是美国空军为保持全球优势而研制的性能卓越的第四代战斗机,属于美国采办I类(ACAT I)的先进战术战斗机项目。F-22的研制流程分为:“确定任务需求→研究开发试验与评估(RDT&E)→生产、部署和使用保障”3个阶段。而RDT&E阶段又分解为 “方案论证→演示验证→工程制造”3个阶段,在RDT&E阶段开始与结束之间设立了4个决策点。


事实上,RDT&E阶段通常是美国防务采办项目极其重要的阶段,该阶段具有投资大、周期长、风险高等特点,其目标任务能否实现直接关系到整个项目的成败,也是F-22项目整体管理的关键所在。


F-22项目从1982年开始研制,在研制过程中经历了6次调整,但总体上各阶段的主要任务变化不大。F-22的“任务需求确定”阶段是从1971年4月到1981年11月,探索了隐形重型战斗机的作战能力与未来战争态势的结合。


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资料图:美军F-22战机。


“方案论证”是从1981年11月到1986年7月,主要探索满足任务需求的各种武器装备研制方案并选择出了最有希望的备选方案。


“演示验证”是从1986年7月到1991年8月,洛克希德/波音和诺斯罗普/麦克米兰-道格拉斯两个竞争阵营都开始对各自的方案(YF-22和YF-23)进行初步设计,研制验证机进行对比试飞,验证关键过程。


经过验证机对比试飞,用户也就是军方最终确定YF-22为中标方案,进入到下一个阶段,就是“工程制造”阶段。F-22的工程制造阶段是从1991年8月到2005年,承包商对YF-22设计方案进行细化并冻结设计状态,开展详细设计,确认制造与生产过程并且进行了作战试验与评估。


最终,生产出来的F-22战斗机进入了整个项目研制的最后阶段——生产、部署和使用保障阶段,这个阶段从2005年开始,将一直持续到F-22退出美军装备体系。


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俄罗斯T-50战机研制流程


2010年1月29日,俄罗斯五代机(美制四代机)PAK FA/T-50,完成首飞。


俄罗斯目前发展新型的T-50隐形战机,大致经历“意向设计→概念设计→型号研制”三个阶段。具体发展过程如下:


“意向设计”阶段的任务是要根据俄罗斯的国防政策确定武器装备的战术技术指标。这项任务是由俄罗斯国防部研究部门的科研人员与军事部门紧密结合共同进行的。研究过程强调军事技术和经济的结合,用计算机仿真的手段对所采用的新技术以及所提出的战术技术指标进行初步验证。


“概念设计”阶段的任务是要按照意向设计提出的要求进行多方案的概念性设计,通过模型吹风和仿真的手段进行方案优选,在此基础上形成飞机研制的设计任务书。飞机研制阶段的任务是要按照概念设计确定下来的设计任务书进行飞机的研制。


俄罗斯研制流程规定必须要有验证机,验证机不装武器,只研究飞机平台本身性能。经过验证机试飞后,如果整体技术方案通过评审,即可开始生产原型机。原型机生产完毕以后,就开始进行国家试飞,完成这个阶段就意味着飞机定型,可以批量生产装备部队。


对比美俄两国军用飞机研制流程,可以发现俄罗斯军机研制流程最大的特点是将验证机阶段放到了很靠后的位置,也就是整个飞机发展的第三个也是最后一个阶段。


而美国的验证机试飞是在飞机具体研制之前,这样飞机具体研制之时,整个飞机研制的难点技术已经全部在验证机上突破并且经过试飞变得比较成熟。俄罗斯也有这类验证机,比如米格1.44和C-47这种专门的单项技术验证机。


不过,俄罗斯立项型号的验证机的基本可以说是亚状态的原型机,前段时间试飞的T-50就是俄罗斯五代机的验证机其实与原型机差别不大,即便有重大问题也很难进行大幅度修改。


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资料图:歼十01号原型机试飞。


中国战机研制流程:以歼十为例


歼十研制揭秘:样机总装"五个一次成功"


中国军队一般将武器装备研制划分为“论证→方案确定→工程研制→设计定型→生产定型”等五个阶段。据报道,歼十在1980年代开始研制,1991年8月27日完成全尺寸金属样机总装,1996年3月完成飞控实物(铁鸟台)的飞行模拟试验,01号原型机应该在1996—1998年之间完成制造,1998年3月23日歼十成功首飞。


之后制造了8架原型机,其中02号原型机用于静力破坏试验,03-07号5架原型机用于飞行测试,08、09号2架原型机作为地面子系统测试平台。2003年,至少7架预生产型歼十战机交给中国空军,进行飞行和作战性能测试。2006年,歼十战机正式进行中国空军服役。


前面提到的成飞“试制”任务,应该是全尺寸金属样机制造之后的原型机制造。因为“金属样机制造”这个环节的目的是为“原型机试制”打基础,只有原型机制造才称得上为“试制”。


但必须看到的是,歼十从1998年首飞到2006年服役,也用了8年时间。而且,这还是在俄罗斯提供AL-31FN发动机的前提下实现的。目前,国内还没有推重比8-10一级的涡扇发动机,俄罗斯目前也没有更先进的成熟发动机,所以中国未来战机的研制或多或少会受此影响。


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网络流传的“中国四代机”照片。


歼十首席试飞员雷强谈战机首飞前测试


记者:首飞开始前,应该有一系列的先期试验要完成。请您给我们介绍一下,歼-10当时是怎样进行这些试验的?


雷强:首先做了机上在环实验。这个实验是这样:飞机生产出来以后,给飞机打上液压,通上电,然后你坐在座舱里面,在飞机前面有个视景仿真显示屏,可以模拟显示飞机机动时飞行员看到的景象变化。这时你拉驾驶杆,因为有液压,所以舵面就按设计规律偏转,显示屏上显示的天地线等景物也会随之改变。相当于飞行员坐在座舱里面,根据眼前的视景去飞!通过这种试验,检验飞机能不能正常控制。如果在这里都不能控制,实际飞行时你肯定控制不了!


这项实验做完以后,就是低速、中速、高速滑行试验了,一般低速滑行主要是看飞机在地面滑行的灵活度,因为对战斗机地面滑行的能力如转弯半径、滑行速度等指标有要求。这时候飞机就是一辆三轮车,只不过这辆车价值好几个亿罢了。


然后是中速滑行实验,速度范围大概在60—100千米/小时,这种滑行实验主要是看飞机的纠偏能力。就是说我们什么操作都不做,把飞机摆在跑道上,仅仅靠发动机推力往前滑行。如果飞机偏向一侧,走不了直线,就说明飞机存在问题!导致跑偏的因素很多,可能是飞机外形不对称导致气动力不对称;也可能是起落架有问题--包括起落架安装位置,刹车等都有可能造成飞机跑偏。跑偏问题当时困扰我们很久。进度拖了有8个多月,最终,滑了90多次,终于把这个问题给解决了!在世界范围内,在地面中速滑行阶段,咱们做实验的次数算是比较多的!


光这样滑还不行,还需要通过高速滑行实验来确定飞机的气动力确实与设计值吻合,这样才敢飞!这就必须要在高速滑行阶段进行抬前轮再放下的实验。就是说我在滑行到一定速度后拉杆抬头,这时飞机的气动力应该能够使前轮抬起来。接着再推杆,飞机前轮还能再回到地面。然后把飞机上这个气动力参数拿回去和风洞吹风的数据比较,修正计算模型。(《我与歼10二十年》)



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