扫盲系列之:中国第一架完全拥有自主知识产权的战机“歼10”

挨饿的猪 收藏 2 2908

歼-10是我国第一架完全独立拥有自主知识产权的战斗机,2005年正式装备部队并在很短的时间内成建制、系统地形成了战斗力,西方将歼-10划分为典型的第三代战斗机,认为它是中国第一种装备部队的国产第三代战机、第一种真正兼有空优及对地双重作战能力的国产战机,歼-10的后继改进型正在逐步推出,在机身的一些局部细节上都作了改进,使得飞机的性能也大大提高,目前肯改进型暂定为歼-10B。

当今世界,空军战机配置先进合理的国家,均采用高低搭配的方式,如法国的“阵风”和“幻影”、瑞典的“雷”和“鹰狮”、俄罗斯的苏-27和米格-29等。其中美国F-15加F-16的高低配置方案,也为中国所接受,歼-10就扮演了低的角色,当然也或多或少地瞄准了F-16的设计[1]。 在设计研制过程中,需要解决数字线传三轴静不安定控制、翼身融合歼-10战斗机(20张)、大推力涡扇发动机这三个第三代战机的主要技术特征,工作艰巨。外界传闻比较集中的说法认为,这时中国从国外得到一些较重要的援助,以色列向中国提供了改进自F-16A的“狮”轻型战机的样机和技术资料,歼-10正是以色列战机“狮”的中国翻版。但事实上,歼-10的方案确定(1984年)与“狮”是同一时间,歼-10参考“狮”的说法并不属实。事实上,歼-10的很多技术来源于上世纪60年代设计的歼-9战斗机。

背景

歼-10研制于20世纪80年代,当时正值冷战时期,因此其身上不避免的带有当时的痕迹,冷战期间,中国空中防御最大的威胁是超音速轰炸机,随着航空技术的进步,现代超音速轰炸机如图-22M“逆火”拥有较大的航程和作战半径,并且凭借其完善的航空电子设备,在夜晚及恶劣气气候条件下在低空以复杂地形为掩护,进行高速突防,在深入上千公里纵深后用空地武器攻击我方重要目标,考虑到空地武器精度越来越高,威力越来越大,射程越来越远,可能少l量轰炸机就可能造成较大的损失,因此防御此类目标最好的办法就是御敌于国门之外,在其边境或者我方近纵深地区就将其拦截,因此这就决定了我国空军歼击机应该具备良好的超音速性能,以便能够快速起飞,迅速抵达战区拦截目标。 上世纪80年代初我国研制了歼-8II型歼击机,该机主要用来拦截高空高速入侵目标,其最大时速可达2M,在我国首次配备了采用数据链的半自动化截击引导系统,大大提高了该机截击高速入侵目标的能力。 不过当时前苏联第四代歼击机苏-27已经装备部队,与以前的前苏制前线歼击机相比,该机航程远、机动性能好,火力强,机载设备较为先进,可以为轰炸机提供较长距离的护航任务,也就是说苏-27可以在预警机的支援下,在轰炸机前形成一道拦击线来阻挡我国空军歼击机对其轰炸机的拦截,而以歼-8B的各项性能来看,要想打破其拦击线非常困难,因此我国空军需要一种这样的歼击机;即具备良好的拦截性能,又要具备良好的机动性能,以便能够突破苏-27的防御,拦截入侵的轰炸机。 这意味着这种歼击机与歼-8II相比,要有代的提升,包括气动布局、航空电子、机载武器都有质的提高。因此新型歼击机不但对于我国空军并且对于我国航空工业以至整个国防工业都有着重要的意义。

历程

歼-10战斗机方案设想图

歼-10的项目验证研究从20世纪80年代开始,当时由成都飞机公司和第611飞机设计所基于流产的歼-9型战斗机进行设计。原歼-9项目是为设计一种速度达到2.5马赫带鸭翼的三角翼空防型战斗机,其作战目标是原苏联的米格-29和苏-27。最初的计划要求,后来发生了重大变化,于是1988年重新将这款新型战斗机的设计定位在一种采用新技术的中型多用途战斗机上,以替换中国空军庞大的歼-6、歼-7和强-5机队,并有效应对当时同类型的西方战斗机[2]。 虽然中国和以色列官方都否认双方在新型战斗机的研发上进行了合作,但普遍的猜测认为,在美国于1987年向以色列施压,促其放弃了国产“狮”战斗机项目后,以色列将该项目的先进研究成果转让给了中国。并且,非官方的中国媒体也声称歼-10/“狮”确实从一开始就是中以两国的共同研究项目。 但是,考虑到两国不同的政治背景和歼-10与“狮”不同的作战需求,似乎又不能肯定双方存在过合作。因为,在上个世纪80年代,中国空军追求的是空防型战斗机,而“狮”的设计重点是对地攻击,空战能力只是其次要考虑。同时,中国新型战斗机的设计尺寸要大于并重于“狮”,以充分利用其推力为12.5吨的发动机。而事实上,歼-10方案定型于1984年,而“狮”式则于1986年首飞,两者是同时研制的,“狮”式不可能为歼-10项目提供技术支持。除源自歼-9的设计基础外,装备了F-16A的巴基斯坦空军也有可能向中国提供了部分先进技术信息。 1990李鹏总理视察新机研制的照片

最早出现的可能是歼-10 的照片,是1991 年航空工业出版社出版的《中国航空工业四十年》图文集。该书中有一张“1990 年2月李鹏总理听取林宗棠部长关于新机的研制汇报”的照片,照片中在歼-8II型原型机模型旁有一架采用带鸭翼的战斗机模型,被认为是歼-10 最早的构型。报道称,歼-10 的研制早在上世纪七十年代就提上日程,八十年代中期经过多次方案论证后决定用途。 然而可能是由于在研制中遇到困难,歼-10在发展过程中不得不作了过多修改,以适应中国空军不断改变和提高了的战术需要。这无疑导致了歼-10 战斗机最后的外形与早期设计有脱胎换骨的变化,歼-10 也从最初设计的一种单纯的空中优势战斗机演变为一种多用途战斗机。1996年,我国首度公布了一张歼-10 的风洞测试模型的照片。中国自行研制歼-10,一直是军方的高度机密,有关歼-10 的消息管制极严。1999 年5月,某研究所助理工程师郭某,为了向网友显示自己掌握的国产先进战斗机的专业技术水准,在互联网上散布有关消息,同年9月23日,郭某因泄露国家秘密罪被成都市武侯区中级法院判处有期徒刑八个月。 歼-10首架原型机

直到3年后,国内媒体公开报道歼-10 ,而军方已默许解密。民间有关歼-10 的消息愈来愈多,2002 年4月4日举行的第三届国防电子展上,有参展商的海报上更出现了一幅歼-10 图片。随后歼-10 将会在珠海航展上公开亮相的消息像长了翅膀一样广为传播开来。 歼-10的首架原型机可能于1996年中期就首飞了,而中国官方报道的首飞日期是1998年3月23日。但实际上,在后一个日子上天的是经过重大改进的3号原型机。为向项目发展提供样机,共生产了五架供飞行测试的原型机(机号1003-1007)和两架地面测试平台(机号1008-1009).两架预生产型歼-10中的首架于2002年6月28日首飞成功。 从2003年2月开始,至少七架(机号1010-1016),也可能是10架预生产型歼-10(可能没有装备雷达)陆续提供给了中国空军。其中的几架目前正由中国空军的作战部队进行作战测试和评估,而其余的几架则留在位于陕西阎良的中国空军试飞训练中心用于最后的项目发展阶段。 尤其值得一提的是歼-10的四余度电传控制系统。四余度电传控制技术在西方国家已发展成熟并应用到他们的第三代和第四代战机上。而歼-10是世界上唯一一种在试飞时,没有因为这种电传控制系统而失事坠毁的战机,体现了歼-10可靠和优异的操控性。 据报道,歼-10的飞行测试于2003年12月全面完成,并获得了生产许可证。首批5歼-10战斗机(20张)0架歼-10A可能已经开始生产。首个装备歼-10的战斗机团(可能归驻中国西南以应对印度当面的第44航空师)将于2005年底形成初始作战能力。估计中国将生产至少300架歼-10,但这一数量仍只能是其空军装备的数千架歼-6、歼-7和强-5中的一小部分。据称,成都飞机工业集团公司的歼-10月产量为两架。 作为单座歼-10A基本型的补充,一种双座的改型(歼-10S/AS)也于2003年12月进行了首飞。改进机加长了机身,以容纳后座舱和增大机内油箱的载油能力。虽然官方声称该机是歼-10的教练型,但改型机的外观特征表明该机并不是教练机,而是意在发展一种新的打击型战斗机,或者是歼-10的电子战和防空压制型号。 2009年,一种歼-10改进型出现在世人面前。与歼-10基本型号相比,该机在空速管、机头、垂尾上的设计明显不同,此前出现在FC-1“枭龙”战斗机上的DSI进气道更是引人瞩目。后该机被以歼-10B的代号公开。外界猜测该机较歼-10A战机性能上又有重大提升,但目前尚未有该机研制定型及装备部队的消息。 和印度的“光辉”一样,中国也计划发展新型战斗机的海军型歼-10F。据称,中国海军更希望装备一种双发动机舰载战斗机。因此,歼-10有可能重新设计,并使用两台俄罗斯克里莫夫公司的RD-93型发动机。考虑到海军型战斗机的采购量有限,因此该方案无疑效费比欠佳。中国海军为此更倾向于使用俄罗斯的苏-33,但也要看谈判情况。据报道,歼-10的舰载机型已经在大连停靠的瓦良格号航母上进行试验。 除了满足中国空军自身的需求,歼-10(外销型)极有可能在国际军火市场上找到自己的一席之地。但从目前来看,中国将歼-10推向国际市场的迹象开始明显,在此次珠海航展上高调露面。有种说法是中国已经卖36架给巴基斯坦,但是单价极低,不到2000万美元。歼十外销的国际需求量估计为一千两百架左右。

构想

外界根据资料和设想图判断推测,歼-10是一种单发单垂尾10吨级中轻型空中优势多用途战机,采用国际上新一代战机流行的机腹进气、双三角中单翼加三角前翼的近耦合鸭式气动布局,其优点是既能发挥三角翼飞机高空高速的优势,又通过前翼增加升力,保证中低空亚音速格斗的机动性并大幅缩短起降距离。这些推测反映了歼-10的作战任务与“狮”有所不同:“狮”采用下单翼和固定式进气道,以战场遮断为主,夺取制空权为辅;而歼-10则是中单翼,带中心激波锥的二元可调进气道,强调低空空战格斗性能和高空高速的机动性,并兼有对地攻击性能。而且因为进气口前移,进气道略带S形(涡轮叶片不至于一览无遗,可以降低发动机的雷达反射回波),翼身融合体更加饱满,所以歼-10的隐身性能和内部油箱容量也更佳。歼-10前起落架为双轮,考虑了粗暴着陆的需求。主起落架在机身下方,让出了宝贵的机翼下方空间,便于携带更多外挂武器,外挂点为11个[3]。 歼-10外挂副油箱最大4100升(1500×2、1100×1)这些数据表明,歼-10除维持正常平飞外,还有足够的推力来满足执行各种机动动作的需要,使水平加速、爬升、盘旋等性能均有较大提升,甚至可以在空中格斗状态下毫不费力地垂直向上爬升。 歼-10在沿袭歼-9的鸭式布局基础上,采用了类似于“狮”式战斗机于上世纪80年代初期设计时的气动布局,但为了满足中国空军的要求而进行了修改,采用了中国新型战斗机最初设计时的大尺寸和大重量。 歼-10采用大三角翼加鸭翼布局(翼展比后者长一米多,翼面积增加15~18%)。同时,歼-10保留了“狮”(还有瑞典的“鹰狮”)采用的活动翼面技术:外翼前缘为机动襟翼,固定内翼在全动鸭歼十座舱模拟系统(6张)翼的配合下产生绝佳的气动性能。常规飞机的水平尾翼位置被三角翼后缘的四块活动副翼所占据。翼尖部分没有设置用于轻型空空导弹的挂架,这一点与“狮”和“鹰狮”不同。 歼-10布局最为称道之处是它的翼身融合。通过精心设计主翼与机身中部结合处的曲面,既增加了机内容积(用于载油、装备,以及为尔后发展预留空间),也有效利用了它带来的空气动力增升效果。主翼后部机身两侧没有安排其他结构,这再次体现了翼身融合的设计理念,只是在尾喷管前端机腹下加装了两片外斜腹鳍。这两片腹鳍用于战机大迎角飞行时,配合高大的垂直尾翼保持飞机的稳定性。与“狮”相同的是,歼-10也设计了四片减速板,其中两片位于机身上部主翼后方,其余两片仅位于机尾下部腹鳍之间。 除了机翼,歼-10与“狮”的另外一处重大不同在于进气道。“狮”的进气道与F-16类似,为固定几何形状。而歼-10采用的是带中心激波锥的二维可调式进气道,这种带调节板的进气道布局与F-4“鬼怪”Ⅱ有些类似。只是歼-10将“鬼怪”的进气道平移至机腹下,由调节板(位置在边界层分离板的后方)构成进气道的前部,这为发动机提供了不同飞行状态所需的气流,更加适合高性能空空作战。此外,可调节进气道所增加的高效整流压缩能力(在1.5马赫时为5%,在1.8马赫增加至15%,在2马赫时为25~30%)极大地提高了飞机超音速飞行时的发动机推力,从而使飞机获得更好的爬升和高速性能。这种进气道布局的不足主要包括隐身效果欠佳(这也是所有机腹进气道布局飞机的通病)、重量偏大且结构复杂(F-16为此增重80~100公斤)和生产费用增加,同时调节板的动力和调节系统还加大了飞机的维护负担。 适合超音速飞行的气动布局、强劲的发动机和可调节式进气道使歼-10最大速度能够达到2.0马赫,大于“狮”宣称的1.8马赫。歼-10的高超性能集中于空空作战,因此无论是执行空防还是截击任务都将是一把利器。

编辑本段战机配置

动力

AL-31FN涡扇发动机

歼-10的首批生产型将采用久经考验的俄制AL-31FN涡扇发动机。苏-27家族也采用了AL-31系列发动机,不过FN型增加了一个经完全重新设计的检修舱。这一检修舱的设置是标准的俄式风格,在最初的AL-31型号中位于发动机上方,还包括部分压气机上部机壳的外侧位置,但FN型的检修舱则调整到与西方战斗机发动机检修舱同样的位置,位于发动机和压气机下部机壳外侧的位置。 除了歼-10原型机和预生产型使用的发动机外,据称俄罗斯于2001年一次性向中国提供了54台AL-31FN(另有渠道报道说是100台)。这些发动机用于首批生产型歼-10。但俄罗斯拒绝向中国提供该型发动机的生产许可证。基于这个原因,中国正在研制可以替代AL-31FN的国产发动机。不过,即使所有的歼-10都将使用AL-31FN,中国也将寻求一种更加先进的改型,其最重要的技术要求当是配备轴向360度矢量喷管,以提升飞机的机动性能和发动机与机身有效配合带来的推进效能。这种发动机曾经在1998年的珠海航展上首次露面,俄罗斯明显是领会到了中国对发动机的潜在兴趣。实际上,被西方奇怪地忽视了的发动机矢量控制技术却在亚洲得到了广泛欢迎,它首先被印度空军装备的战斗机采用,接着是马来西亚,而现在可能是中国。 把目光投向未来,中国可能最终采用“土星”公司的AL-41型发动机。目前,该型发动机正在为俄罗斯下一代的战斗机进行研制。AL-41的体积可能与AL-31相同,但推力要增大30~40%。因此,AL-41可能成为未来歼-10型号的潜在选择,并使其具备与同在概念验证阶段的F-16Block60相同的作战能力。 歼-10三视图

目前,强劲且省油的AL-31FN为歼-10在空战中发挥高超性能提供了有力支持,使其无论是在高速、大爬升率飞行,还是在大过载机动时都无需担心发动机停车。该型发动机由于油效比极高,因此使战机在执行远程渗透任务时同样表现不凡。加之歼-10具有容积达5000升的内置油箱,这虽然比加两个保形油箱的F-16要少700升,但战机仍能够在携带较大载荷的情况上达到一个理想的作战半径。歼-10还能携带三个副油箱,并已具备空中受油能力。但由于俄罗斯拒绝提供AL-31FN的生产许可证,而且考虑到中国一直在努力实现装备采购的国产化率,因此歼-10极有可能将在未来采用一种国产发动机,如黎明发动机公司生产的WS-10A。但目前知道的信息仅包括WS-10A的推力水平(与AL-31相近)和布局(双轴小涵道比并带加力燃烧室的涡扇发动机),并且黎明公司已计划在该发动机上加装矢量喷管。

参数

歼-10战斗机结构图

考虑到中国明显地将美国战斗机视为其主要空中威胁,加之美国的战斗机设计一直强调夺取空中优势的能力,因此不难理解中国要将空空作战能力(包括进攻和防御)视为其战斗机发展的主要需求。同理,歼-10在结构设计上强调机动过载要达到9G(所有最新型战斗机都追求的目标),这无疑体现出中国空军要求这款新型多功能战斗机要在制空作战中技压群芳,至少要达到F-16最新型号的性能。 歼-10为放宽静稳度设计,并采用四余度线传飞行控制系统。这是中国战斗机首次采用这种当前最先进的飞行控制系统。中国空军使用一架经过特殊改制的歼-8Ⅱ技术验证机测试经过重新设计的线传飞控系统,这显示出歼-10的线传飞控系统应是中国自主研发的产物。 歼-10极有可能同其他第四代战斗机一样,采用四重数位化线传飞控系统。使用四重系统而非三重系统的好处是可以允许战机在执行任务时出现两次故障。如果出现第二次故障,对于三重系统来说,将会出现好坏各一的局面,万一好的系统要向左转,坏的系统要向右飞,飞机将无所适从。但若是四重数位化线传飞控系统,好坏系统的比例仍是2比1,按照少数服从多数的原则,飞机仍可正常飞行。歼-10的多个独立翼面,若皆由四重数位化线传飞控系统控制,那么当这些控制面协调动作完成机身转向时,可以让飞机在没有俯仰、倾斜的状态下上下左右转换方向。 由于需控制的翼面较多,已不可能再用人力和机械传动系统来控制,歼-10也可能相应地采用先进的四余度电传控制,通过传感器感受手对操纵杆的压力,转为电信号送往控制电脑,由电脑根据飞机实时情况计算出最佳控制量,并把控制信号送往舵面操纵系统,再调整飞机姿态。这样既减轻了飞行员的负担,又充分发挥鸭式飞机机动性,也保证了控制系统的冗余度和生存能力。 机长 16.43米(不含空速管)

机高 5.43米

翼展 9.75米

全机空重 8840千克

发动机推力 132KN

正常起飞重量 12400千克

最大起飞重量 19277千克

最大速度 2.2马赫(高空) 1马赫(低空)

最大表速 1250千米/时(低空)

最大过载 9G

最小过载 -3G

起飞距离 350米

着陆距离 450米

作战半径 1600千米(经过证实)

最大航程 3500千米

载弹量 7000千克





导航

歼10座舱航电

歼-10的单座座舱为飞行员提供了良好的全向视野,这比以往继承前苏联设计风格的中国战机进步了不少。飞机的航电设备采用了符合西方机工程原理的设计组合:大屏幕抬头显示仪、三台液晶多功能平显,油门和推杆控制系统、数据存储系统、先进的自动航行和气象数据计算机和头盔瞄准具。 虽然这些产品的提供商目前还不能确定,但头盔瞄准具已经基本能够确定将采用国产型号,由洛阳航空设计所设计生产。歼-10采用采用国产JL-10脉冲多普勒雷达,搜索距离100千米~130千米,攻击距离80千米~90千米,可同时跟踪6个目标,并选定4个加以锁定摧毁;远期将采用国产相控阵雷达或俄罗斯“甲虫”、“珍珠”雷达。 中国的歼-11(苏-27)装备了一种高性能的红外搜索跟踪和激光测距一体化系统,这为战机提供了完全被动搜索和跟踪能力。歼-10自然也有可能装备一种同样或者类似的系统。但在歼-10的原型机和预生产型机上看不到用于容纳红外搜索跟踪系统的球状结构,似乎也没有其他的机身窗口显示有内置的该类系统。

武器

歼-10战斗机武器装备

歼-10装备了一门半埋入式双管23毫米机炮(俄制Gsh-23型机炮的中国版),位置在进气口下方前起落架左侧。歼-10的机身下设计了11个挂架:六个在机翼下、一个在机腹下中轴线上、其余四个为机腹下方两侧半共开工的串联挂架(与幻影-2000、“阵风”和F-15E的机腹挂架配置类似)。中国官方尚未公布歼-10的外挂载荷能力,但估计为5500公斤。 根据照片可以看出,歼-10的原型和预生产型机大多挂载两枚PL-8(以制“怪蛇”Ⅲ)近程红外制导导弹。歼-10的武器系统还将包括已经在歼-11上使用的俄制空空导弹(R-73近程和R-77中程主动制导导弹),以及中国的PL-12中程雷达制导空空导弹。在执行对地攻击任务时,歼-10也可以携带国产和俄制的空地导弹和激光制导炸弹(包括鹰击-8K反舰导弹和新型鹰击-9反辐射导弹),以及非制导炸弹和航空火箭弹。 据报道,用于歼-10的导航和目标指示吊舱正在研发之中,这些设备可能与机炮对称安置在进气道的右侧。

3
回复主贴

相关推荐

聚焦 国际 历史 社会 军事
2条评论
点击加载更多

发表评论

更多精彩内容

经典聚焦

更多
发帖 向上 向下
广告 关闭