重发对歼-10的分析文章——漫淡歼-10

空降神猎兵 收藏 3 1145

重发对歼-10的分析文章——漫淡歼-10


2003年2月,本人根据网上的歼-10图片写了一篇《漫淡歼-10》的文章 ,拟对歼-10的几何数据和飞行性能进行深入分析。在歼-10解密的今天,重看这篇章,依然感觉本人当时的分析基本是正确的,直到今天,依然是了解歼-10最全面的文章之一。


漫淡歼-10

天龙写于2003年2月


一个时期以来,歼-10的图片满天飞,各种角度的照片应有尽有,为研究歼-10提供了不可多得的资料,随着这些照片的出现,歼-10那神密的面纱正在一点一点的被揭开,对专业航空研究机构而言,这些公开的资料已足够他们去认识和了解中国的歼-10,既使是业余爱好者,这些资料也是极为丰富和足够去探索歼-10的秘密,这说明中国已为有更先进的作战飞机进入了研究领域,否则,保守的中国军方决不会听任这些宝贵的歼-10图片在网上任意流行。这些流行的图片告诉我们什么呢?试分析如下:


一、飞机的几何尺寸


飞机的几何尺寸是判断飞机性能的重要依据之一。其中最重要的是翼展和机翼面积,翼展的大小可以用来估计飞机诱导阻力的大小和升阻比,翼展和机翼面积还可计算出飞机的展弦比,这是衡量飞机设计思想的一个关键参数,使用统计数据,还可利用上述资料和机翼后掠角及其他数据估算出飞机的结构重量,进而推算出飞机的重量参数。机身长度和机身切面也是重要的参数,可以用此估算出飞机的废阻力系数和诱导阻力因子,这些对于计算飞机的机动性能都很重要。好了,我们现在可以利用已有的资料来分析歼-10。在所有照片中,我最喜欢的是侧面有加油车,标准尾部、上视这三张,因为这其实就是歼-10的三面图。


第一张图是侧面有加油车的那张,相信大家都很熟悉,这张加油中的歼-10飞机,翼下还挂有大家所熟悉的怪蛇III(即8号弹)。纵所周知,网上已公布的怪蛇III基本数据为弹长2.99米。利用这个已知的数据,我们用比例法可以轻而易举的测出歼-10的机长和机高及垂尾面积。再通过那常标准的尾部后视图,又可获得准确的翼展数据,再通过那张上视平面图获取翼面积和后掠角。这样,一组基本数据就出来了。具体为:机长17米(含空速管)、16.2(垂尾至机头部,不含空速)、15.56米(机身长,不含空速管),高5.3米,翼展10.5米,后掠角50-52度,翼面积40平方米,展弦比2.756(F-104为2.45、米格-21为2.22、幻影2000为2.05、狮为2.33、F-15为3.01、F-16为3.2、F-18为3.52),垂尾面积8.4平方米。


从这些数据我们可以看出,歼-10与“狮”还是有极为明显的差别。已公开的资料是:“狮”的主要数据为:机长14.57m 、翼展8.78 m、机高4.78m、翼面积33.1 m2、展弦比2.3 、前缘后掠角54度。通过对比,歼-10的几何尺寸、翼面积、展弦比明显要大于“狮”式,后掠角却小于“狮”。


二、重量数据


估计重量数据而要结合公开资料进行估算,主要通过寻找类似机型结合我国的工业基础进行分析。


1、翼载荷估算法估算最大起飞重量。歼-10是三角翼型,所有三角翼都有参考价值。世界上三角翼的飞机不多,而最接近的是幻狮、“狮”和鹰狮,可惜手中没鹰狮的数据。幻狮和“狮”的最大翼载荷分别为420kg和580kg,中国的歼-8II为430kg。飞机翼载荷主要受飞机升力系数、结构强度和推重比限制。歼-10和“狮”翼型相似,查机翼最大升力系数表,后掠角45-55度为同一曲线,“狮”的后掠角为54度,歼-10为50-52度,估计其最大升力系数相同,而推力比“狮”最大起飞重量时为0.485,相同比例歼-10至可推动25000kg的重量。当然,我们无法估计飞机的结构强度,但至少是比歼-8II的430kg要强得多,即便是按幻狮和“狮”的平均值翼载荷500kg计算(相当保守),歼-10的最大起飞重量也可达到19500kg,因此,按“狮”的19250kg计算应不为过。


2、近拟估算法估算飞机净重。主要根据已知的翼展、翼面积、展弦比、机翼后掠角、设计允许最大载荷、最大允许速压等参数估算。设计允许最大载荷、最大允许速压是两个很重要的数据,关系到飞机的结构强度,虽然没有资料,但可以估算,第三代飞机的最大载荷均在9G,速压为10000左右。选择9个G、速压则分两种计算,即:9350kg/M2(对应表速1390公里/时)、10592kg/M2(对应表速1482公里/时)。计算结果,歼-10的空重分别为8440kg和8840kg。“狮”机内载油量包括机身油箱和机翼整体油箱共3350升(2600公斤),歼-10比“狮”大约13%,按比例计算,载油量应为3750升,即2900kg,加上武器及飞行员500kg,飞机正常起飞重量为11840kg和12240kg,推重比分别为1.06和1,半油时的推重比分别为1.2和1.16。最大外挂量分别7400kg和7000kg。


三、发动机


由于已知歼-10的发动机为AL-31双转子涡轮风扇发动机,最大推力为7600公斤,加力推力为12500公斤,因此,省略对发动机的估算。


四、飞机的气动外型


从侧面看,歼-10战斗机的机身、立尾、翼型与“狮”式战斗机极为相拟,发动机进气道设置于机身腹部,颇似“狮”式战斗机,不同的歼-10的是矩型超音速进气道,而“狮”式进气道呈椭园形固定式进气道。相同的是均是装在机身腹部。由于发动机进气道装在机身腹部,离地面间隔较小,飞机地面滑跑时,容易吸进外来物。因此,它和“狮”、F-16一样,前起落架安装在进气口后部,以防止前轮所扬起异物吸入进气口。这样布置好处较多:铡滑时,进气口不会被机身遮挡;大迎角飞行时,进气效率也较高。一旦飞机出现故障或被击伤时,需要迫降,也有助于提高飞行员的生存率。显然,为了节约经费和时间,成飞公司在研制中参考或抄袭了“狮”的许多设计。从其气动布局上看,虽然两者均采用了最为时髦的鸭式三角翼气动布局,但两者间也有维妙的差异。“狮”式飞机由于机身较短,主翼和前翼靠的比较近,部分机翼与前翼重叠;而歼-10由于机身较长,主翼和前翼并不重叠,说明成飞并未简单照搬“狮”的设计,其实歼-10主翼和前翼的布局更象早年放弃的歼-9,成飞公司在研制歼-9飞机时积累了不少经验,合理运用这些经验有助于缩短研制周期和节约研制经费。


歼-10飞机的机身采用普通的半硬壳式结构。机头装有大型的雷达罩,机身上部装有气泡形座舱盖。飞机采用近耦鸭翼,主翼为三角翼、单垂尾的气动布局。主翼的前缘后掠角为50-52度的三角翼,后缘略带前掠角。主翼内翼前缘为固定前缘;约二分之一的外翼前缘装有襟翼,机翼后缘装有分两段装了升降副翼。不少人误以为歼-10采用了歼-7的双三角翼,其实是是个错误,由于歼-10外翼的前缘机动襟翼在飞行时是放下的,造成人们视角上的误判。飞机的全动前翼安装在与机翼前缘前方位置,这将既可以最大限度地增大主翼的升力系数和保证飞机俯仰时的机动性,又不有利于前翼在主翼放襟翼增升时,配平襟翼低头力矩和升力,加上放宽了飞机的静安定余度,使之成为纵向静不安定,减轻全动前翼的配平负担,增加配平升力,改善高机动性能。垂直尾翼是高置单垂尾。因此,即使飞机大迎角飞行时,由于尾翼端突出于机翼的绕流之上,也能使飞机的纵向安定性得到保证。垂尾装有常用的方向舵,尾翼根部装有雷达警戒装置和减速伞。后机身侧下方装2枚大型腹鳍,以保证飞机的方向稳定。


歼-10的另一个进步是取消了翼刀。大后掠角机翼虽然有减小波阻的好处,但也有带来翼尖失速的坏处,造成飞机突然抬头或不稳定而陷入险境。为阻止大后掠角飞机出现翼尖失速,通常在后掠机翼是顺气流安装上一定高度的翼刀,歼-7II、歼-8II的机翼后掠角分别为57度和60度,均安装了翼刀,新歼8甚至安装了两片翼刀。歼-10由于采取新技术取消了翼刀,同时也减轻的飞机的结构重量。


从体型上看,歼-10虽然比歼-7略大,但与歼-8II、苏-27、F-15、F-14相比,仍属小型飞机,这是现代喷气式战斗/攻击机所具有的共同特点――小型化,以便提高飞机在防空炮火射击下的生存能力和减弱敌方的雷达探测及目视识别能力。雷达的发现概率,大体上与飞机的侧面积、俯视面积和正面面积的平方和再开平方所得的数值成正比。简言之,是与主翼面积大小成正比。而地面对空炮火的命中概率则与飞机的翼展X机长的数值成正比。飞机的生存率为发现率X命中率的倒数。由此就可以理解战斗/攻击机小型化的重要性。


歼-10飞机11个外挂(机身下5个,每侧翼下3个),最大武器挂载量估计为7000公斤以上。外挂副油箱最大4100升(1500×2、1100×1)。


五、飞机使用限制和极限数据


1、最大允许表速。现代飞机设计时者根据一定的速压限制来先材和决定结构形式。飞行中不允许超过预定的速压。对飞行员而言则是不允许超过预定的表速,前面在计算飞机结构重时,已提到最大允许速压为即9350kg/M2(对应表速1390公里/时)、10592kg/M2(对应表速1482公里/时),估计歼-10的速度临界值为最大允许表速为1390公里/时至1482公里/时(修正表速)。由于采用超音速式进气道,高空的最大速度应在M2.0以上。低空最大速度估计为M1.2(1473公里/小时)。


2、最大使用载荷。如前所述在计算飞机结构重时,按9G进行估算,因此,设计强度标准为能承受9G过载。


六、制造工艺


歼-10飞机的制造工艺表明,成飞的工艺已有长足的进步,不但机身光洁平滑,鲜有而且还采用了先进的翼身融合技术,不但减少了阻力,提高了升阻比,还增加的机身刚度,增强了容积,减少了结构重量。看来成飞在与美俄以的合用中学到了不少先进技术。


七、对歼-10的分析评价


总体上看,歼-10是一种相当不错的飞机。由于采取小后掠度(相对于歼8II)、大展弦比(当然这会牺牲一定的超音速性)、翼身融合技术,飞机的最大升力系数肯定相当不错,甚至会超过“狮”式。这一点从其最大载弹量可见一斑。估计其最小飞行速度,会小于200公里/小时,甚至更小。这对起飞、着陆,提升最大载弹量都有好处。由于速度跨度大(最大表速为1482公里/――200公里/小时以下)飞机的机动性应当相当不错。这表明该机的设计突出了对空格斗和对地攻击。


虽然采取了小后掠度(相对于歼8II)、大展弦会牺牲一定的超音速性能,但飞机依然采取了超音速进气道和适应于2倍音速的大垂尾,表明其超音速性能并未受太大的影响,特别是8.4平方米的**垂尾,竟然超过米格-21МФ5.3平方米垂尾(最大速度M2.1)的58%,从安定性来说,歼-10已具备飞行M在2.1以上的潜力。说明歼-10仍有相当可观的超音速能力,这表示歼-10的阻系数相当小,而这一成果当归功于平滑的机身。


从设计方面来看,歼-10是乎并不太注重提高飞机的推重比,这里固然有发动机推力小于原定计划的原因,但从设计人员并不愿意牺牲飞机结构强度和最大升力系数而提升推重比来看,设计者是似乎更重视提升飞机的瞬时盘旋能力,结合当局重点发展大离轴角、高机动性能导弹和头盔瞄准系统来看,军方的思路十分明确――即顺应新技术而发展新战术,抛弃传统陈旧的空战模式。由于歼-10半油时的翼载荷仅260kg,加之采用鸭式三角翼布局,歼-10的瞬时盘旋能力将超过32度/秒,也就是说,配合离轴角60度的先进导弹和头盔瞄准系统,歼-10飞机只需8秒时间就可以完成240度的转向,并可实施对周围360度方位的全向攻击,这对于敌方飞行员而言简直是一个令人恐怖的数字。意味任何敌机都很难在歼-10飞行员的视线内完成所谓的水平机动咬尾和攻击,只要被歼-10飞行员发现,最多8秒中就可能受到致命的打击。


说到瞬时盘旋能力,不能不提到歼-10的气动外型,这是歼-10对F-15、F16、幻影2000保持空战优势的基础。在气动外型方面,F-16和F-15采用的是60年代发展起来的边条翼技术,幻影2000用的是50-60年代成熟的大后掠三角形布局,两机均是新机老布局;歼-10采用的是80年代最为时时髦的鸭式三角翼布局,可谓新机新布局。三者的共同点是都能利用脱体涡产生的有利干扰获得高升力。但三角翼的后掠角受总体布局的限制,获得高升力的能力有限;边条是固定的,很难用他去适应所有的飞行状态;歼-10的前翼则是全动的,可以在较大的范围内控制有利干扰。实验证明,在静不安定飞机上安装全动式前翼,有助于增加升力,当飞机大迎角时,还能提供俯仰操纵。


通常情况下,近距耦合鸭式飞机的配平升力比常规飞机高,机动性能也好些。除可以增加主机翼升力外,还起平衡作用,在改善失速状态和大迎角时垂直尾翼的绕流方面,效果也相当明显。如以色列的幼狮C-2飞机,与未安装鸭翼的幻影V对比,纵、横向操纵性能和持续转弯性能均较好,在所有使用高度,尤其是在低空,阵风效应较低;改善了大迎角和低速情况下的机动性。黎以战争后,英国《飞行》杂志记者采访了以色列空军的一位高级军官,这位军官对“劝狮”C2的评价之高,超出了人们的预料。他说,在某此方面“劝狮”C2甚至比F-15和F-16还要优越,在空战中“幼狮”C2的击毁率并不比F-15和F-16低。必须指出的是,“劝狮”C2并未运用主动技术控制和电传操纵技术。只是简单鸭式翼,而这种简单鸭式翼由于距飞机重心距离较小,配平能力有限,对盘旋性能的改善相当有限。尽管如此,装有鸭翼的“幼狮”C2的出色表现已足以让人刮目相看;那么运用主动控制和电传操纵技术控制前翼的歼-10,必将使飞行机动性能的改善达到一个全新的高度。


另一个突出的特点是歼-10飞机突出了对地攻击能力,**的携弹量在中国作战飞机中还属首次,其携弹量在世界也处于先进水平,表明军方开始注重攻击作战。战略方针已从单纯防御转为攻势防御。这是一个很大的进步。


总体而言,歼-10虽然不是一种最先进的作战飞机,但绝对是一个令人生畏和难缠的对手!


写完这篇文章,我并不担心会出现失密之事,因为我等平民百姓根本无缘接触军事机密,所用材料完全是网上的公开资料,至于有多少准确性就不得而知了,因为资料的真实性本身就无法证明,而在分析资料的过程中,也不免有测量、计算上的差距,加之由此计算的许多数据环环相连,前面错一个,后面错一串,光是累积误差就不得了,到最后有多少真实性我心中并无把握,这种误差也只有军方和业内专业人士才有条件将其降至最低程度。不过据我所知,即使如此,其准确性也会大打折扣。因为如果这么容易就获得最真实的材料,天下岂不无密可保。但是通过上述分析,至少可以使我们通过定量分析了解大概情况,这也是多数军事迷所追求的目标,我的写作也是完成这样一个心愿的过程,仅此而已(作者:天龙,转贴请注明)。


4
回复主贴

相关推荐

聚焦 国际 历史 社会 军事
3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