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本文出自:网易军事博客

中国航空装备体系演变中的歼-10发展

现代战斗机发展中除了必须依靠引进才能够获得新飞的国家外,每个国家发展的先进战斗机都必须满足自身装备体系的要求,装备的有效性和技术的先进性都必须在这个体系内实现,脱离体系支持的飞机技术性能再好也很难取得满意的效果。第三代战斗机发展过程中各国都遇到了成本的问题,不同规格机型在成本和性能上的取舍对装备发展的影响很大,为了能够缓解飞机性能和成本等方面的压力,三代机在规格选择和性能规划上都体现出了新的特点。

空军演变中的歼10发展前景

空军演变中的歼10发展前景

F-16和“幻影”2000是中国接触三代战斗机的开始

国外三代战斗机发展过程中存在轻(中)重搭配和中型全功能两种方式。美国的F-15/16和F-14/18是轻(中)重搭配的典型代表,苏联空军事实上是将中型的米格-29作为标准战斗机使用,苏-27则是以防空战斗机为性重点并部分承担空军远程护航任务,不同军种应用要求使米格-29和苏 -27在功能和性能上存在很多的重叠,而这两个机型在装备上并不存在类似F-15/16那样的组合。欧洲国家受到空军装备规模和成本方面因素的限制,如“幻影”4000等重型战斗机方案都因为成本问题最终失败,“幻影”2000几乎成为了欧洲三代机的代表,直到EFA和“阵风”A时欧洲的战斗机才受需求牵引达到双发中型化。中国在战斗机装备上一直遵循着苏联空军战斗机的观点,在发展歼-10时又参考了与欧洲国家三代战斗机类似的思路最终目标是用歼-10这一个型号满足三代战斗机的全功能要求,所以将歼-10设计成相当于“幻影”2000和米格-29的中型机。


歼-10发展初期的规格选择的根源

歼-10是中国首型自行研制成功的第三代水平的先进战斗机。歼-10选择单发中型的机体规格有着鲜明的时代特点和技术因素。十号工程开始时国外只有美国装备了F-4“鬼怪”II和F-15两代重型机,苏联的重型战斗机基本都是防空军的导弹拦截战斗机,欧洲国家受到国力和技术限制更偏重与发展中型战斗机,因此各方面性能和成本比较均衡的中型机是当时国际先进战斗机的主流。

空军演变中的歼10发展前景

J-8II系列的发展只能暂时起到应急和过渡的作用

中国空军在与国外技术交流中认识到了机载设备条件对战斗机的价值,相对于廉价但设备简单又缺乏发展潜力的轻型战斗机,体积较F-5E和歼-7更大的中型以上机型在战斗力上比较平衡。空军在70年代后期就基本放弃了发展新型轻型战斗机的需要,但技术限制导致歼-11/13(旧)空战战斗机先后失败,只有仍维持高空高速拦截机特征的歼-9进入细化设计阶段,但最终因为歼-9的性能落后于时代而在80年代初期停止研制。中国空军在十号工程早期论证中考虑到了重型和中型两个等级的方案,虽然重型战斗机性能全面性和技术指标比中型机更好,但国内基础条件和可能的外部支援都不具备重型机的发展要求,平衡各方面性能后的十号项目被确定为类似歼-9等级的中型战斗机,而在机载系统和飞行性能上则更偏重于欧洲三代战斗机的设计思想。


全能战斗机的传承和经典

国外发展的三代战斗机在歼-10研制时已经基本都开始服役,中国与西方的军事交流中接触到了三代机的先进性,F-15、16和“幻影”2000都曾经是中国空军引进的目标,苏联空军的米格-29则在对手的角度提供了参照的标杆。中国空军在70~80年代与西方进行的军事交流中,横向对比了F-16A/79和法国“幻影”2000这两个系列机型,缺乏重型战斗机配合的F-16则存在战斗力的缺陷, F-16多用途性能发展潜力虽大却无法保证中国空军的实际需要,经过综合考虑后空军认同“幻影”2000的装备技术思想。歼-10的设计方案和结构特征虽然在研制过程中出现了几次调整,但在外形上类似F-16和“狮”的歼-10,在性能指标和功能范围上确实更加接近“幻影”2000这个机型。

开始确定研制歼-10时中国航空工业和空军的装备基础都非常薄弱,雷达火控、材料、动力和基础科研上缺项很多,尤其是航空兵缺乏先进作战飞机使用和作战经验的问题,导致空军很难对新型战斗机提出符合自身未来发展的要求。歼-10研制的目标是作为中国空军2000年前后的主力作战飞机,但空军和航空工业却都没有一个完整的新机发展体系,为了保证歼-10项目在发展过程中能够不落后于形势,十号工程采用了国内经验和国外机型参考并行的论证方式。国内航空兵装备中歼-9是二代标准的防空战斗机,同时期的歼-8II是强化中低空机动性能的防空战斗机,可见国土防空在当时中国空军要求中占据着重要的地位,这种需求使歼-10在性能上表现出防空战斗机的明显特征。

空军演变中的歼10发展前景

漂亮的歼-10代表中国战斗机技术的跨越

歼-10为满足全空域空战和国土防空拦截需要的飞行性能,在飞机的气动和结构设计上部分放弃了多用途的潜力,如大后掠角的三角翼不但使外挂物的体积和位置受到影响,而且小翼尖还无法设置格斗弹/吊舱的挂点,主要外挂载荷集中在机翼下限制了可用载荷的条件。机身下的外挂点数量虽然和位置与“幻影”2000基本相当,但国内缺乏小体积格斗弹的问题仍然限制了载荷条件,机身挂架的尺寸限制了飞机可用外挂载荷的数量和种类,“幻影”2000存在的载荷问题对歼-10同样是个明显的不足。歼-10载荷条件不够理想的问题虽然影响了多用途性能,但对当时以对空作战为根本的中国空军来说并无不妥之处,而歼-10具备的载荷条件已经明显超过了歼-8II,相比国内已有机型来说其多用途性能也达到了较高的标准。


中国空军装备体系的突变

中国空军准备引进西方战斗机的努力都没有最终成功,F-16性能虽好但性能上不能满足中国空军的性能需要,综合评价比较满意的“幻影”2000则因成本过高而难以承受。考虑到技术先进性和成本以及对国内技术发展的需要,歼-10项目选择了引进国外核心技术、成品和国内自行发展的道路,十号研制项目在80年代的二代改基本成功后就正式开始实施。歼-10开始研制时计划在2000年前后形成有效的战斗力,空军将由歼-7III、歼-8II和歼-10组成战斗机部队,歼-10在这个战斗机装备体系中占据的是核心的主力地位,也是中国空军对抗周边三代战斗机技术优势的基本作战力量。歼-10的任务要求使飞机设计上应用了很多新技术并实现了中型化,动力系统从最初的WP-15、WS-10到最终的AL-31F/FN的演变,都是发动机推力在12~13吨等级的中型全空域全天候战斗机。歼-10基础设计时的机体规格和重量数据比F-16和“幻影”2000都要大,部分性能指标是相当于米格-29的防空/制空全能战斗机。

歼-10的设计目标是在对空能力上具备全功能的主力战斗机,到90年代初期歼-10已经进入到金属样机的发展阶段,但国际形势的突然变化彻底改变了歼-10在空军装备构成中的地位。上世纪80年代末期苏联与中国在政治和安全关系上的全面改善,重新打通了中断近30年的中苏军事技术交流,中国空军抓住了苏联/俄罗斯急于改善关系和经济困难的机会,从苏联/俄罗斯得到了大量国内空白的先进装备、技术和成品,苏-27这种苏联刚刚装备的先进重型战斗机的引进,使中国空军再次将装备性能水平恢复到“抗美援朝”时期的标准,瞬间将与美国战斗机的技术差距缩短到不足十年,而正常起飞重量25吨的苏-27SK也实现了国内重型战斗机的突破。

空军演变中的歼10发展前景

空军演变中的歼10发展前景

进入中国空军服役的苏-27SK建立了新的体系


新体系下歼-10和歼-11的功能和性能之变

苏-27是前苏联研制的兼顾防空和制空要求的全功能战斗机,虽然说苏-27缺乏有效的对地攻击能力,但在对空作战性能上却达到了当时第三代战斗机的较先进标准,尤其是大航程和高载荷提供的持续作战能力,使中国航空兵部队得到了可与F-15正面抗衡的先进作战装备。苏-27SK的引进和随后开始的国产化工作进度非常快,到上世纪末中国空军已经装备了过百架苏-27SK/UBK,本世纪初期国产歼-11和引进的苏-30MKK又开始大批量服役,据国外资料统计中国的苏-27/30和歼-11装备规模已超过300架,已经超越俄罗斯成为继美国后的世界第二大重型战斗机机队。

苏-27SK引进生产后获得了歼-11的国产编号,按照目前国内新机发展的消息估计,歼-11很可能已经有了类似苏-27和F-15的系列化发展趋势。歼-11无论是采用多用途还是采用一机多型的发展方式,都会在中国航空兵未来的航空装备体系中产生新的波澜,尤其是歼-11采用国内较先进的航电武器替代苏-27SK过时系统后,歼-10相对苏-27SK的优势在歼-11大规模投产装备后很快会削弱。“太行”发动机的成功使歼-11的自行生产和改进刚刚拉开序幕,考虑到满足航空兵攻势防御需要和替换到寿旧苏-27SK/UBK的生产规模,歼-11系列发展型到2020年的装备规模可能有450~500架,在航空兵战术飞机装备构成的比例可能达到35~40%,甚至在中国国民经济发展速度提高的前提下还有更大幅度提高。歼-11的大规模生产和装备改变了歼-10原本的装备环境,在歼-11已经形成规模后歼-10必须要有所调整,尤其是在中国航空兵装备体系中的位置必须进行新的确定。

空军演变中的歼10发展前景

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俄罗斯在苏-27S基础上发展了一系列的改进型

歼-10在设计时的性能要求采取的是类似“幻影”2000的标准,这样的技术要求需要用必要的成本投入换取性能的全面,15吨级起飞重量也相当于“幻影”2000C和F-16C的标准,但苏-27SK的引进和国产化却打乱了十号工程开始时的设想。歼-10最初规划中的核心装备地位已经被苏-27系列所取代,苏-30MKK的装备又在多用途战斗机装备上建立了基础,到歼-10服役时重型战斗机的装备条件已经形成了很大的规模,原本作为主力战斗机开发歼-10现在被用来替代歼-7。歼-10全空域作战性能相对苏-27SK/歼-11并没有什么突出之处,航程和作战载荷相比歼-11也存在比较大的差距,虽然在近距离格斗和机载设备性能上比早期苏-27SK有所优势,但正如同样机动性优良的F-16难以动摇F-15主力地位一样,歼-10在中国战斗机装备体系中很难动摇苏-27SK/歼-11目前的地位,随着中国航空兵攻势防御作战思想体系下的远程打击力量的发展,歼-10在航程和载荷上存在的不足的影响还会进一步加剧。歼-10设计时因为没有其他选择而赋予了高空高速防空作战能力,这样的设计特点虽然提供了歼-10远比F-16全面的对空能力,但高昂的成本和复杂的结构仍然影响到了歼-10的成本效率,尤其是为提高性能而采用的引进材料和成品的成本压力更大,这些问题的影响使歼-10的成本问题在歼-11装备后变的更加敏感。

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生产厂里规模巨大的歼-11飞机队列


歼-10的变化趋势和歼-11的体系适应范围

歼-10在中国空军装备体系中的功能与歼-11有很多重叠的部分,这些重叠虽然为歼-10提供了比较好的使用弹性,但由此产生的成本也使歼-10的价格并没有拉开和歼-11的距离,高成本的问题导致歼-10在装备和改进发展上处于两难的境地。歼-10虽然具备很好的空战能力和必要的多用途作战性能,但在作战性能上与歼-11竞争必然面对航程和载荷的问题,以歼-10现有的基础条件想弥补这方面的差距非常困难,大幅度改进所增加的成本又会降低单发机在成本上的优点。歼-10执行对地攻击任务则需要面对歼轰-7A的压力。歼轰-7A战斗轰炸机虽然不具备歼-10那样优异的空战能力,但更宽余的外挂条件和完善火控系统的优势是难以漠视的,即使是苏-30MKK在和歼轰-7A对比上也可以找到薄弱之处。歼-10想要在战术攻击功能上挑战歼轰-7A地位同样困难,更大的问题是歼轰-7A体积虽大但成本却并不很高,歼-10相比歼-11的成本优势在面对歼轰-7A时将被大幅度削弱。

歼-10如果被确定为取代歼-7则现有其成本高的问题影响很大。用歼-10大规模替代歼-7所需要的投入对空军装备是个压力,想要在现有资源下提高歼-10装备规模就必须有效降低成本。歼-10要通过技术改进弥补航程和载荷不足的效费比不高,改进幅度过大又会对成本造成不必要的压力。歼-10可以选择的方式是尽可能用国产成品和材料替代进口,这样就可以通过维护保障的统一化降低使用成本,但在不影响性能的同时可用于降低成本的空间不大。歼-10需要通过强化多用途和中、低空空战性能来突出飞机的重点,通过全面国产化和提高飞机效费比(相对成本)的方式,按照具备较强多用途能力的中型战斗机标准与歼-11进行组合,有可能依靠低成本(相比歼-11)的优势取代歼-7系列和早期歼-8的装备空间,成本控制有效则还可以填补部分强-5退役留出的战术打击空缺。

歼-10的基础设计很难达到类似F-16C那样的多用途能力,对结构进行大幅度改进在成本控制上也比较困难,如果不能找到恰当的机会进行大幅度结构和气动改进,则歼-10已经很难再次突破目前的基本构型的范围。歼-10现在可以执行的很多任务已经不是当初无可替代的局面,因此想要维持较好的发展趋势和装备规模,歼-10就必须在与同时期的歼轰-7A、歼-11的对比中体现出优势,通过突出有特点的性能优势在新体系中争取到必要的发展空间。中国空军和海军航空兵新一代战斗机数量应该不会超过1500架,战斗机的型号更新主力将由歼-11、歼轰-7和歼-10共同组成,每个机型在这个装备范围内都有替代旧机型的固定目标。这几个型号中谁的装备规模更可观不仅取决于成本和性能,更重要的是哪种飞机能够更为满足航空兵作战体系的需求。先进战斗机成本低的吸引力只有在满足需要的时候才有价值,在有用、适用的前提下成本优势才可以发挥出作用,否则将很容易出现当初F-20在面对F-16时的尴尬境遇。成本是歼-10在空军现有装备体系中增加装备比例的关键因素,当性能上的唯一性已经被歼-11和歼轰-7A打破之后,对基本设计要求进行适当的取舍和平衡则是改善成本条件的关键,如何选择性能重点和怎样贴合航空兵装备体系的实际需要,是对歼-10设计单位技术能力和对用户需求把握准确度的考验。


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