真的是泄大了:中国四代轻型歼击机内幕大曝光

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中国工程院院士、洪都航空工业集团飞机总设计师陆孝彭同志。离开 我们整整一年了。本刊特发表朱晓彪先生撰写的《陆孝彭与第四代轻型歼 击机研究》一文,谨表达我们对逝者的悼念和追思之情。

——编者

中国工程院院士、洪都航空工业集团飞机总设计师陆孝彭同志,自成功地主持研制强五飞 机以后,虽然年事已高,但仍孜孜不倦地研究航空新科技、设计飞机新型号,如强五的新改型、歼 12飞机、可变后掠技术和强六飞机方案等。尤其是近年来,为祖国统一大业,陆院士在身体状况 极差的情况下,仍致力于发展新飞机,研究第四代轻型歼击机。

陆院士研究的第四代轻型歼击机,是在歼12飞机基础上发展的一种全新的高性能轻型防 空、夺取制空权的战斗机。飞机以轻型、低成本为主导思想,以高性能、高生存力、高作战效能为 设计目标,要求飞机有大推重比,非加力超音速巡航;具有中国特色的隐身性能;在良好失速性 能和矢量力的配合下,飞机具有很高的敏捷性和满意的失速机动性;由于飞机轻、小、推重力大, 保证飞机有短距起降性能。 这种研制主导思想和设计目标,使陆总所努力开拓的轻型歼击机具有第四代战斗机基本特 征。下面简要介绍陆院士的第四代轻型歼击机预研方案和设计思想。

第四代轻型歼击机提出的历史背景与指导思想

70年代初,我公司研制的歼12飞机具有轻、灵、短、快的特点,当时被誉为“空中李向阳”。

但由于飞机过小,发挥空中威慑力受到限制,因而在70年代末取消型号,终止发展。停产后,如 何再恢复生产并进一步谋求发展,使歼12飞机的优点、特点,为保卫国防、发展航空事业服务, 一直是陆院士念念不忘、备加关心的大事。80年代初,他与海军航空兵商量“岛载机”,利用歼12 飞机“短”的特点,将歼12飞机作一些适应性的改型后,把它放到国防边疆的岛屿上,承担国内

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其它战斗机“腿短”、起降距离长而无法参与保卫那些边远地域的领空。到90年代初,国内论证 发展舰载机,针对相对小型的航母,歼12飞机的轻小、短距起降的特点,仗它有着很强的竞争 力,因此陆院士极力推荐歼12改舰载机,经适当改进的歼12飞机不仅是很好的舰载验证机,还 能成为我国第一代的舰载战斗机。

进入“九五”规划以后,随着国外出现像F/A—18,苏一35,苏 一37,EF一2000等先进战斗机,以及像F一22这种高性能的第四代战斗机及与它配套发展的轻 型,相对价廉的JsF计划。在这种军事航空竞相发展的国际环境下,陆院士思路拓展,提出了以 F/A—18,F一22为作战目标的新型空中优势歼击机研究蓝图。

设计出像JsF那样的价格相对 低廉,性能优越的第四代轻型歼击机。 陆院士的第四代轻型歼击机以歼12飞机作为基本型。从基本性能和作战效能方面来评估 歼12飞机,歼12飞机最多只属第二代,以二代机改进成四代机这条路是很难走的,但陆院士之 所以用歼12飞机作为基础来改进成第四代机是取之于歼12飞机基本特点,这种轻型第四代歼 击机是用作像F一22那样重型四代机的配套机与补充。

要真正成为主力第四代机的配套机和补 充力量是极不容易的,飞机不仅要具备第四代机高性能特点,而且价格还要低廉。 这两点,陆院士认为,歼12飞机都是蕴含着的。 首先,歼12飞机在研制时,为实现轻、灵、短、快做了大量的工作,为轻型四代机应具备轻、 灵、短、快的基本特性打下良好的基础。

实现飞机“轻”,首先要求飞机结构重量轻,为减轻飞机结构重量,歼12飞机采用下单翼,机 翼主起落架,铝合金前轮支柱,直轴式全动平尾,蜂窝结构,滚焊壁板,机翼、机身结构油箱,泡沫 塑料夹层结构及强度的精心设计,工艺的精心施工,使飞机结构重量得到有效的减轻,与当时国 内的歼7、歼8、强五相比,机身结构系数比歼7低10%,比歼8低16.4%,比强五低19%,机翼 单位面积重量比强5低8%。因此发展轻型四代机,以歼12飞机的轻巧、灵活、起降距离短的设 计作基础是正确的。

另外,歼12飞机在精心的研制中采用了诸如机载成品尽量减少新研制;设计技术,工艺加 工尽量最先进;组织管理,生产环节尽量简化等降低研制和生产成本的经验都可为降低轻型四 代机研制成本所借鉴,加上轻型四代机如由航总二集团主研,不仅体现了发展航空事业竞争机 制,还在一、二集团研制重、轻型四代机通力合作的过程中加强了联系,促进了发展。 这就是陆院士提出研制轻型四代机的历史背景和思想基础。 2

陆院士研究报告的主要内容及其科技价值

陆院士已在2000年lo月去世,他提出的轻型四代机思想和成果基本上都记载在以他为主

撰写的《第四代轻型歼击机研究报告》中。整个报告共十章,分为三册。 第一分册介绍了第四代轻型歼击机设计方案,并论述了第四代轻型歼击机的作战方式和功 用。在此分册中,详细论述了轻型四代机在歼12原形机基础上所做的每项改进设计和计算。

如飞机构形几何参数的更改,飞机重量的变化和增重的计算,选用发动机循环参数的设计要求和 推力指标要求,机载设备的组成方案和武器配套要求,机内载油量和作战剖面的设计及相应四

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朱晓彪:陆孝彭与第四代轻型歼击机研究

代机特征的某些特殊设计,为隐身设计,矢量力设计,大攻角机动和敏捷性设计等。此分册的最

后一部分是轻型四代机的气动外形布局和飞机总体布局设计,针对气动布局方案进行了气动力 计算和飞行、作战性能计算。 第二、第三分册是轻型四代机的横滚敏捷性、俯仰敏捷性、航向敏捷性和轴向敏捷性计算。 这两分册是陆院士轻型四代机研究报告的精髓,倾注了他的大量心血,是陆院士近年的重要科 研成果。

敏捷性是用来衡量三代、四代高性能战斗机作战效能的重要指标。它是战斗机作战时飞机 从一种机动状态转变到另一处机动状态的瞬变特性,实际上是飞机作战机动变换的时间导数。

当代战斗机用来衡量作战效能已经不用过去的能量一机动(E—M)方法,而采用机动一敏感 (M—s)方法。由于此方法的数值计算随三代机的使用才诞生,加上美国、俄罗斯对此计算方法 十分保密,使我国至今还没有成熟的计算方法。

然而研究我国新一代战斗机,知己知彼,克敌制 胜,就必须掌握它,并在研制中采取措施提高它。在战斗机的空战中,先敌发现,先敌投射武器就 成为优势,哪怕这种先敌只l一2秒。而这1—2秒的优势往往就来之于战斗机敏捷性的提高。因 此,陆院士在研究轻型四代机之前,化了大量时间从事敏捷性的研究,从94—95年就开始摸索 敏捷性的计算方法,在一无前人研究成果、二无国外信息资料参考的情况下,用前苏联列别捷 夫的《无人驾驶飞行器的飞行动力学》中的运动方程为基础,建立了敏捷性计算数学模型。

这是 一项开创性的、工作量巨大的复杂研究工作,融人了陆院士晚年的大量心血。研究成果已应用在 轻型四代机的敏捷性计算中,这是陆院士晚年创造的宝贵财富,有很高的科技价值。 陆院士用自己仓4造的敏捷性计算方法计算了F/A—18飞机敏捷性结果与F/A一18飞机

敏捷性试飞数据基本相符。用此种方法计算轻型四代机敏捷性四o,在小攻角、亚音速范围内,

轻型四代机比F/A一18高2.3倍,大攻角、亚音速时高2倍。 对战斗机敏捷性研究,陆院士来不及再继续深入下去,但他的成果已得到显示,他主张的在 四代机研制之前开展敏捷性研究的思想无疑是正确的。正像美国,它在80年代中期,在有三代 机使用实践,在四代机研究之前成立了敏捷性研究小组,在深人敏捷性理论研究的基础上进行 了大量的敏捷性飞行试验,使敏捷性在以后的战斗机作战效能中发挥作用。 CHN

为此,我国也应建立敏捷性研究课题,成立敏捷性研究小组,继续陆院士的研究工作,为四

代机高战效要求服务。

轻型四代机方案概况

轻型四代机方案基本情况报告在一分册中。 轻型四代歼击机是在原歼12飞机基础上,修改设计了飞机外形,加长、加粗了机身;增加了机翼翼根前缘边条和机翼全面积;加大前主轮距和主轮距,加强起落架支柱;更换新型大推重比 的轴流式涡轮喷气发动机,增设新研制的三维矢量推力(俯仰旋转)喷管;机载设备除选装常见 小型化的通讯、导航、仪表、敌我识别等系统外,还配装了相控阵天线,PD雷达,作用距离为 150km的全向告警系统,三轴自动增稳系统,小流量空中加油装置,两余度火控计算机,1553B

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总线,超视距攻击曲线显示器,双零火箭弹射座椅等。 轻型四代机,按突出横滚、俯仰、航向、轴向四个自由度敏捷要求设计。全机采用具有中国特 色的隐形设计技术,即用0.1mm厚的镂刻特种花纹铜板覆盖飞机表面,再在镂刻铜板上喷涂 2.5mm厚的隐形复合材料,铜板可过滤二种特定波长的雷达波,隐形复合材料可吸收80%以上 的各种波长辐射波,从而使飞机雷达散射截面RCS大大降低。 飞机基本作战状态构形为外挂4枚空一空导弹,其中2枚为射程150km的PL一12增程 弹,另2枚为PL一5L自卫近距格斗弹。为带弹进入战区的飞机隐身性能,在四枚导弹外表面喷 涂隐形复合材料。 出航时,飞机可携带2×800L副油箱,并且有空中受油能力。

3.1

飞机气动布局和主要外形参数 轻型四代机采用机头进气,单座舱,带边条的下单翼,全动直轴水平尾翼,大后掠单立尾。 飞机总长12m,翼展7.65m,机高4.9m,机翼全面积17.83m2。 飞机总体设计和重量数据 飞机气动布局初步方案为机头进气,进气道在座舱前分叉,沿身两侧壁通过座舱后重新合

3.2

并渐呈圆管与发动机匣相接。座舱前,机身上部为第1设备舱,下部夹在两进气管道中间为前起 落架收藏舱。第1设备舱内布置有火控计算机,任务计算机,大气机,通讯电台,GPS及仪表着陆 系统。座舱布局接近标准座舱布局要求,穿舱火箭弹射座椅前方为仪表板,中央驾驶杆为二自由 度飞控操纵杆,仪表板上方置攻击曲线显示器,左右操纵台为标准布局。

座舱后机身下部为第2设备舱。此设备舱内置有平显DPu,全向告警雷达,敌我识别,飞控 系统计算机,环控设备和应急蓄电器等。飞机第3设备舱在机翼根部前缘三角区。主要设备有相 控阵天线和雷达主机,干扰装置,继电器盒及二次电源。

方案在机内设置6个燃油箱。座舱后密封框后为l号结构油箱,载油量500kg,机身的中段 为2号结构油箱,载油量650kg,发动机进口至主安装节段的机身侧壁为3号薄壁软油箱,载油 量230kg,机身后段,发动机后安装节框前为4号薄壁软油箱,载油量150kg。飞机机背为保形结 构油箱,载油量为500kg。全机共载油2300kg。

机身尾段为发动机舱,发动机装卸采用前后机身分离。发动机尾段设制可俯仰旋转的矢量 力喷管,喷管俯仰±200,旋转角速度45。/s。 飞机不带外挂总重7 150k,空机重量4760kg。带4枚导弹的作战状态飞机总重7875kg,全

外挂总重9270kg。

3.3发动机数据 方案初选一台涡喷发动机,发动机地面台架最大推力5330kg,油耗0.97kg/kg.h,加力推力 8530蝇,油耗2kg/kg.h,发动机推重比8:l,总增压比14,空气流量101kg/s,净重1067kg。 按推力级要求可用一台M一88—2(3)涡轮风扇发动机。选用一台M一88—2,需适当修改气 动外形设计,但发动机较为落实,并可改善飞机性能。

3.4

飞机系统

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朱晓彪:陆孝彭与第四代轻型歼击机研究

飞机系统设有飞控、液压、燃油、起落装置,座舱环控,弹射救生,氧气抗荷等。 在飞机系统方案中,飞控系统具有三轴增稳和主动控制能力,并实现飞控、火控、发动机燃 调相互交联。液压系统实现与飞控系统交联,提高飞机敏捷性。 弹射救生系统,采用双零(零高度、零速度)在整个飞行包线范围内穿舱弹射救生。 起落装置采用电子防滑、液压或冷气刹车,在起降速度低的有利条件下,实现经简易改装后 的母舰上起降,拓宽轻型四代机的用途。

3.5

可靠性、维修性、生存力设计 轻型四代机设计借鉴K8飞机的可靠性、维修性设计经验,在此基础上全面贯彻GJB一450、

GJB一312等标准,并用IS09000系列标准要求进行全面质量控制、管理。 轻型四代机在方案研究中注意提高战斗生存力设计,并相应采取了一系列设计措施,如改 善气动力设计,提高飞机敏捷性和大攻角机动性;严格控制飞机空机重量;采用大推重比发动 机,加装推力矢量喷管;三轴增稳等。 采取隐身设计技术,减小飞机Rcs。

结构采用损伤容限,局部加固,系统采用余度技术等以 改善飞机的敏感性,最大限度减小飞机易损。 设计规范及保障要求设计,四代机在很多方面都提出了很高要求,过去的基础理论、原理仍 可应用,但措施和手段在很多方面必须更新,用研制第二代机、三代机的设计规范、设施手段、验 收技术条件将会对四代机研制的先进性带来限制。因此,在四代机总体方案设计时,要研究四代 机研制保障措施,在四代机研制过程中推动整个航空科技的发展。 4

技术关键与陆院士遗愿

在陆院士身体条件极差情况下,经过近五年时间的研究,轻型四代机方案初步确定,还有待 进一步完善,不少技术关键还待他主持攻克,可是他却与世长辞了! 在极大的悲痛之余,我们想,陆院士的轻型四代机怎么力?陆院士的遗愿如何实现? 陆院士轻型四代机方案研究过程中,曾多次与我们说过,为祖国统一大业,我们一定要完成 轻型四代机方案设计,争取立项研制、生产。并在实现轻型四代机研制后,再集中力量研究我们 的薪一代强击机。

但要真正继续研究轻型四代机方案,牵涉面太广,要攻克的技术关键太多。如大推重比的中 推涡轮风扇发动机、三元俯仰矢量推力喷管、隐身气动构形、飞/发/火一体化主控技术、超视 距雷达和攻击导弹、综合航电配套技术、四代机验证设计要求等一系列顶层飞机总体设计技术 都需解决,这将是我们力所不及的。

在这种情况下,似可不急于研制轻型四代机方案,而先开展对四代机关键技术的攻关研究, 为四代机,新一代强击机作技术贮备。

这样,既能实现陆院士的遗愿,开拓公司后继航空产品,又 可争取上级的支持和兄弟单位的合作。是否有当,尚乞高明教正。 让我们为祖国的航空事业、公司的繁荣、陆院士遗愿的实现而共同努力吧!


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