鲲鹏展翅翱翔万里:安装“太行”发动机的歼-10B战斗机一飞冲天

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导读:“太行版”歼-10B 歼-10B在初期试飞时选用俄罗斯的AL-31FN发动机 歼-10B是中国第四代歼-10战斗机的最新改型,它采用了与FC-1相似的蚌式进气道,放弃了传统的矩形进气道设计,在保证飞机发动机正常工作的情况下,简化了设计,减少了进气道的活动部件,在减轻了飞机重量的同时,还降低了飞机的雷达发射截面。该机加装了光电瞄准装置,与中国装备的歼-11和苏-27类似,该装置位于歼-10座舱的右前侧,包括红外搜索与跟踪传感器和激光测距机,可在无需雷达开机的情况下被动

鲲鹏展翅翱翔万里:安装“太行”发动机的歼-10B战斗机一飞冲天“太行版”歼-10B

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鲲鹏展翅翱翔万里:安装“太行”发动机的歼-10B战斗机一飞冲天歼-10B在初期试飞时选用俄罗斯的AL-31FN发动机

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歼-10B是中国第四代歼-10战斗机的最新改型,它采用了与FC-1相似的蚌式进气道,放弃了传统的矩形进气道设计,在保证飞机发动机正常工作的情况下,简化了设计,减少了进气道的活动部件,在减轻了飞机重量的同时,还降低了飞机的雷达发射截面。该机加装了光电瞄准装置,与中国装备的歼-11和苏-27类似,该装置位于歼-10座舱的右前侧,包括红外搜索与跟踪传感器和激光测距机,可在无需雷达开机的情况下被动探测敌方目标,降低了己方飞机被探测的概率。该机还加装了电子对抗装置,分别是位于坐舱的两侧、发动机尾喷口的两侧的电线阵列,以及垂尾的顶端的电子舱,据信将主要用来进行电子对抗。

——*(新改进的利与弊):

[1]:采用DSI进气道引起的结果是,进气口和机身之间不留间隙,歼10B的雷达截面积会比歼10A小,隐形能力得到提高,RCS值大约在0.5㎡左右;歼10B的最大飞行速度可能会比歼10A有所下降,但这并不会影响到战机的战术性能;去除了进气口和机身的间隙部分,歼10B的机体重量下降,有助于提高机动性和航程;鼓包还可以起到压缩作用,得以增加超音速条件下的进气效率。

[2]:将机翼切尖决不是为了减轻重量,也不是为了外形上的美观,而是出于实际的气动需要。理论和实验都已证明,在超音速飞行时,机翼翼尖处的气流仍会象亚音速时一样,从高压区横向绕过翼尖流向低压区,减小上下翼面的压力差。不过,由于压力扰动只能发生在由翼尖前缘发出的马赫锥之内,马赫锥之外的机翼并不受影响。显然,切掉这块降低效率的翼尖,对改善飞机的高速性能是有益的。

[3]:机头略往下倾斜是为了更好的给飞行员提供视野。也有一种说法是安装了有源相控阵雷达。

[4]:增加光电探测仪,可以在不开雷达的情况下依然起到雷达功能,可以给飞机提供很好的隐身能力。

在2010年里,歼-10B仍被称为中国战斗机最新技术的代表。但进入2011年后,歼-20的首飞成功,令外界对中国航空技术的突飞猛进感到震惊。从歼-10B到歼-20,中间的技术跨越已经很大,但歼-10B也明显和歼-20有部分技术共通性和继承性。在2011年里,正在进行试飞的歼-20和歼-10B战斗机频繁亮相,也令专业人员有更多机会对性能进行分析。从各个角度看,歼-10B相对于歼-10A的改进幅度很大,性能提升十分显著。歼-10B已被确认采用相控阵雷达,但可能采用的是PESA体制。另一方面,歼-10B采用了更新的机载设备,特别是光电观瞄系统,可有效对抗隐身战机,这也是F-35、台风等新型战机所用技术。歼-10B另一项关键改进就是隐身能力,通过改用DSI进气道,增添隐身涂料等,据称雷达反射截面(RCS)比歼-10A降低了一个数量级,估计可能在0.1-0.3平方米左右。目前,“三代半”和改进型三代战机在隐身设计方面都有较大进步,“阵风”和“鹰狮”的RCS值在0.1-0.3左右,“台风”已降低到0.1以下,F-15SG、苏-35则从F-15C、苏-27的10降低到1-2左右。隐身能力的提高,能够大幅削减对手的雷达性能优势,因此在本期排行榜内已成为关键指标。歼-10B的弱点仍是缺乏动力和武器方面的问题,目前中国国产“太行”发动机虽然指标较高,但缺乏足够的可靠性,部分歼-10B有可能仍采用进口AL-31FN发动机,推力难以保证歼-10达到较高的推重比。此外,中国现有的机载武器仍与西方有较大差距,特别是精确制导武器仍较为缺乏,只有少数激光制导炸弹、反舰导弹,缺乏杰达姆、风暴之影、小牛这类武器,影响了多用途能力的发挥。

——*(采用机载相控阵雷达降低RCS):歼10B最明显也是最重要的一项改进就是使用了固定阵面的相控阵机载雷达,这从歼10B微微倾斜的雷达罩与机身结合线就能看出。由于来射雷达波会从透波的雷达罩进入雷达舱,在机扫雷达复杂的天线和底座结构之间反射、叠加和谐振之后,再反射回来射方向,雷达舱成为采用机扫机载雷达的战斗机的三大谐振腔之一,很大程度上影响了整机迎头RCS。因而采用固定阵面的相控阵雷达之后,战斗机设计师一般将雷达阵面设计成倾斜的,这样就可以将进入雷达舱的来射雷达波通过倾斜的雷达阵面将雷达波反射到其他方向,从而大大降低了雷达舱对于飞机迎头RCS的贡献,改善了飞机的隐身特性。这也成为判断一型飞机是否采用相控阵机载雷达的特征。根据网络上最近曝光的歼10B雷达罩打开露出黄色固定天线阵面的照片,已经能够确认歼10B采用了相控阵机载雷达。

——*(国产机载有源相控阵雷达已完成研制):对于相控阵雷达大家已经非常熟悉,相控阵机载雷达通过调整不同阵元发射的电磁波的相位差来实现雷达波束的电子扫描,相对于机械扫描雷达具有探测距离远、扫描快、多功能和抗干扰抗截获等等优势。目前,航空强国的主力战斗机依然主要装备的是机扫雷达,但是都逐渐开始相控阵雷达的改装。歼10B不管装备的是有源还是无源相控阵机载雷达,都可以说是跟随了战斗机机载雷达发展的最新潮流。2008年,中航雷电院研制的具有完全自主知识产权的有源相控阵雷达就已经圆满完成了某飞机的验证试飞。因而歼10B采用有源相控阵机载雷达不存在任何技术问题,而只是一个效费比或者成本问题。因为中国并没有进行无源相控阵雷达技术的全面研究和工程研制,如果歼10B采用的是无源相控阵雷达,那很有可能是引进俄罗斯同类产品相移器和发射机技术基础上研制的。如果歼10B采用的是有源相控阵机载雷达,那无疑就是中国为五代机研制有源相控阵雷达成果用于改进第四代战斗机,综合性能应该可以达到西方同类产品的综合性能。

——*(歼10B强化跨音速超视距空战性能):DSI进气道是根据锥型流理论,采用乘波原理生成的:由于锥型流本身的特点,鼓包的压缩曲面上存在法向和横向压强梯度,二者的联合作用相当于存在可将大部分机身附面层吹出进气道口外;同时鼓包进气道通过鼓包产生的三维锥形激波面来将超音速进气流降低到亚音速,由于三维激波面更加缓和,导致激波影响发动机产生喘振的可能也随之降低;锥形流的特点还导致鼓包进气道对于飞机迎角和侧滑角变化比较不敏感,稳定性好。根据相关数据,鼓包进气道在1.8马赫时仍能保证0.9以上的总压恢复系数。不过在马赫数达到2的时候,DSI进气道总压恢复系数会下降到0.87左右,性能不如总压恢复系数依然维持在0.9以上的可调进气道。虽然DSI进气道在飞行包线右端部分区域的总压恢复系数不如可调超音速进气道,但是要看到可调超音速进气道是在付出数百千克结构重量、系统复杂度和可靠性的前提。改为DSI进气道的歼10B虽然在超音速性能上略差,但是换来了整个亚音速和跨音速包线的性能提升。从这个角度上说,歼10B相对于歼10A强化了跨音速超视距空战机动性能。

——*(太行发动机不久或将装备歼10B):由于太行发动机处于研制成功向批量装备的关键时期,暴露了一些可靠性问题,以至于歼10B现阶段还没使用上更先进的国产动力。不过装备太行发动机的歼11B,歼11BS的照片越来越多,尤其是强调可靠性的舰载机歼15也在最近的照片中被发现采用了太行发动机,相信歼10B的动力问题不需要太长时间就能解决。

——*(歼10B空战性能得到全面提升):在中国五代机服役之前,中国航空兵需要有一型性能比歼10A有全面增强的,能够在未来十年高强度战争环境中与最先进四代改型战斗机直接对抗的“高端后四代”战斗机装备。这样能够对于周边国家装备的第四代战斗机形成全面的性能优势,而且能够直接对抗少数国家装备的先进四代改型战斗机。歼10B保留了歼10A兼顾亚音速和跨音速机动、高敏捷性和具备良好超音速拦射性能的全动鸭式布局方案,采用最先进的相控阵机载雷达与光电传感器相配合,采用全面升级的电子对抗装备,并且在进气道设计上对于空战发生概率最大的亚音速和跨音速段进行了优化。通过这样的改进措施,歼10B弥补了歼10A的性能短板,进一步发挥了歼10原有总体方案的性能优点,综合性能在国际四代改型战斗机中处于较好的水平,无疑满足了新时期中国航空兵对于空优作战的新要求。

实际上在歼10B的改进上,我们不仅看到的是一款具备优异性能的改进型战斗机的诞生,更可以看见中国在机载雷达,气动设计,航空电子设备等诸多方面实实在在的全方位进步。这些技术上的进步,我们在年初公开的国产五代机歼20身上也能找到它们的影子,这也说明中国对于这些新技术已经逐步做到了驾轻就熟。而这些技术进步,未来也同样可以用于对其他新型战斗机的改进上,这将是对中国空军战斗力的全面提升。因此可以说目前在战斗机研制领域,除航空发动机外,中国已经达到了世界先进水平。

——*(歼-10B基本参数[仅供参考]):[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] 125KN; [正常起飞重量] 12400千克; [最大起飞重量] 19277千克; [最大速度] 2.0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] -2G; [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(待定)。

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