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中国新锐战机歼-10最新情报
近十几年来,中国人民解放军空军的现代化进程和装备采购计划,一直采取了和美国空军一样的传统做法,即走“高低”搭配的路子。中国空军的前线战斗机和战斗轰炸机部队陆续装备了先进的苏―27(单座)和苏―30(双座),这两种机型使用的都是俄罗斯“土星”公司生产的推力为12.5吨的AL―31F型发动机。不久之后,中国空军的现代化战机行列将再添新兵:成都飞机工业集团公司生产的歼―10。这款据称绰号为“前卫”的单发动机新机型比上述苏霍伊战机的尺寸要小,但采用的是相同的发动机。 

  美国空军当前装备的重型战斗机是双发动机的F-15C(单座空优型战斗机)和F-15E(双座战斗轰炸机),二者使用普惠公司生产的推力为13.2吨的F100型发动机。而轻型战斗机则为单发动机的F-16,使用的发动机则有F100和通用公司的F110。采用同样“高低”搭配战机结构的还有俄罗斯空军,但是中国空军却是在除了美国空军以外,惟一能够负担采购新型“高低”战机的军队。 

  项目发展历史 

  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811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。 

  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“幼狮”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/“幼狮”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“幼狮”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“幼狮”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“幼狮”,以充分利用其推力为12.5吨的发动机。“幼狮”采用的发动机是推力为9.4吨的普惠1120型发动机。除了以色列的“贡献”,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。 

  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。 

  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50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、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-10B)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。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。 

  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-10C),。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。 

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,中国没有将歼-10推向国际市场的明显迹象,该机也没有在国际航展上露过面。 

  总体布局 

  歼-10沿袭了“幼狮”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。 

  在对“幼狮”战斗机的近耦合鸭式布局进行改进之后,歼-10放弃了“幼狮”的水平尾翼,而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%)。但同时,歼-10保留了“幼狮”(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“幼狮”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“幼狮”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“幼狮”的另外一处重大不同在于进气道。“幼狮”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2.2马赫,大于“幼狮”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。 

  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。 

  推进系统 

  至少歼-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。 

  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勿须担心发动机停车。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,虽然目前尚不具备空中受油能力,但据悉中国已有开发歼-10空中受油能力的远期计划。 

  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。 

  座舱和航电设备 

  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采用一种多模“边扫描边跟踪”雷达。为获得订单,以色列埃尔塔公司推出了其EL/M-2035型雷达,而俄罗斯公司则为中国空军提供了一系列选择,其中包括他们正在使用的部分雷达(如同相加速器公司的“珍珠”,这种雷达是装备歼-8ⅡC的甲虫-M型雷达的改进型)。中国国产JL-10A型雷达也是一种选择,但目前不知道它的研制进度是否能跟上歼-10的服役时间。由于歼-10的生产已陆续展开,因此它的雷达应当已经选择完毕,但目前仍没有与雷达具体型号相关的报道。 

  中国的歼-11(苏-27和苏-30)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。 

  技术和作战考虑 

  当获得有关歼-10的首批情报时,虽然西方国家知道它先进的气动布局和技术直接来自以色列“幼狮”战斗机,但还是认为它是一种轻型战斗机。实际上直到最近,大部分西方媒体在提供歼-10的评估数据时仍是基于“幼狮”战斗机的重量、尺寸和技术性能。 

  但在获得了准确的数据后,显露在人们面前的却是另外一番景象。歼-10实际上是一种中型战斗机,在作战性能上类似于F-16C Block 50和幻影2000-5,或者更准确点说,就像单发的欧洲战斗机或“阵风”。因此,说歼-10与最新的F-16型号具有相当的作战能力一点也不为过,只是它的机身更大,并有更好的发展前景。歼-10最初的设计选择中,与当前西方战斗机设计思路不谋而合的地方得到了加强,特别是采用可调节式进气道。 

  歼-10与其他亚洲国家的国产战斗机一样,当前最现实的问题是其航电设备和制导武器的发展进程和可靠性。另外一个需要关注的是数字线传飞控系统,它不仅存在着可靠性问题,而且在与满载现代航电系统的战斗机结合以后,它是否能够全面发挥潜能也将令人拭目以待。 

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这得死多少牛啊
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不要紧,牛被吹上天以后,最后还是会掉下来的。。。



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試析新殲――(指殲10)
作者:方方

筆者注:首先聲明,以下分析中所出現的資料除2001.1.18在參考消息中出現的外,其餘全部是根據網上筆者認爲可信的照片以及其他第三代戰機資料估算出來的,系筆者一家之言,無密可泄。) 經過漫長的等待,衆多同好翹首期待的殲-10終於掀開了它神秘的面紗——雖然還是“猶抱琵琶半遮面”,由《參考消息》轉載香港《東方日報》的文字,但畢竟算是承認了殲-10的存在。 下面,筆者根據公開的資料和網上照片,嘗試分析一下這種神秘的戰機,水平有限,謬誤之處還請各位高手多多指正。 1.定位 其實對殲-10這種第三代戰鬥機而言,所謂的定位無非是“制空戰鬥機”和“戰鬥轟炸機”之分。 在當年F-15A的研製過程中就發現,由於這兩種類型對飛機結構、氣動設計的要求頗多相同之處,從氣動外形上已經難分彼此,可供區別的就是電子設備、挂載武器和重量。 在早期第三代戰鬥機中,有些型號由於電子設備性能限制,不具備完善的對地攻擊能力,只能挂載無制導武器執行簡單對地攻擊任務,一般都不將其列入“戰鬥轟炸機”行列,例如蘇-27B。但隨著航空電子科技的發展,飛機作爲一個作戰平臺的趨勢日益明顯,通過換裝先進的電子設備和挂載精確制導武器,使一架飛機同時具備良好的對空/對地攻擊能力已經不是難事。因此對於第三代後期戰鬥機而言,“制空戰鬥機”和“戰鬥轟炸機”的分野已經日漸模糊。 所幸還有重量資料可供參考——一架戰機如果要強化對地攻擊能力,增大載彈量是必要的措施之一,爲此必然帶來結構重量、最大起飛重量增大的特徵——例如雙重任務戰鬥機F-15E的結構重量就由F-15C的12973千克增大到14515千克,最大起飛重量更由30845千克增大到36741千克——這是由早期設計階段就決定了的,也可以籍此推測這種戰機最初的設計用途。 殲-10的電子設備目前尚無公開資料,只有最大起飛重量資料:19277千克。這是一個很有意思的資料。不妨比較一下第三代單發戰機,“近距格鬥型”F-16A最大起飛重量爲16045千克,多用途的F-16C爲19187千克,幻影2000爲17000千克,強調對地攻擊的LAVI爲18370千克。一種機長只有14.57米的單發戰機,達到19噸級的最大起飛重量,說明了什麽?制空作戰模式不需要這麽大的起飛重量。可能的解釋就是增大載彈量,強化對地攻擊能力。如果再聯繫中國空軍的戰略方針由“防空型”向“攻防兼備型”轉變,作爲今後20年內的主力戰機,不具備良好的對地攻擊能力是說不過去的。 因此,筆者認爲,即使目前由於電子設備和精確對地攻擊武器方面的差距,使得殲-10可能尚不具備完善的對地攻擊能力,但由其設計目的來看,應該將殲-10定位爲“戰鬥轟炸機”。 2.尺寸和重量估算 目前公開的相關資料只有: 機長:14.57米 翼展:8.78米 最大起飛重量:19277千克 根據網上照片,結合以上資料估算,其他尺寸資料爲: 機高:約6米 機翼面積:約38平方米 垂尾面積:約8平方米 合理性驗證: 根據測算的機翼根弦長與翼展資料求得前緣後掠角約53度;機翼展弦比爲2.03(參考展弦比:幻影2000爲2.03,EF2000爲2.205,陣風爲2.58,LAVI爲2.53——注:由於來源不同,此處資料可能有出入);垂尾面積與機翼面積的比值爲0.21(該比值正常範圍在0.20~0.25之間)。據此認爲估算資料在合理範圍內。 重量資料估算: 這裏需要用到兩個參數,即有效載重比值和無外挂載油係數。公式是: 有效載重比值=(最大起飛重量-使用空重)/最大起飛重量 無外挂載油係數=機內載油量 / (機內載油量+使用空重) 第三代戰鬥機的有效載重比值分佈在0.5~0.6之間,平均值爲0.556;無外挂載油係數分佈在0.25~0.3之間,平均值爲0.283。筆者認爲,以中國航空技術的現狀和殲-10的設計目的而言,取平均值是合理的,不作修正,據此估算出其他重量資料爲: 使用空重:8560千克 機內載油量:3380千克 正常起飛重量:約12500千克 空戰重量:約11150千克 合理性驗證: 正常起飛翼載約329千克/平方米,推重比約1.01;空戰翼載約293千克/平方米,推重比約1.13;動力系統係數(=(發動機重+60%機內油重)/(起飛重量-40%機內油重))約0.325,第三代戰鬥機相應係數分佈在0.30~0.37之間。據此認爲估算資料在合理範圍內。 3.設計特點 1)總體佈局 殲―10開始研製的時候正是以邊條翼正常式佈局爲典型特徵的第三代戰鬥機風行世界的時候,而以近耦鴨式佈局爲特徵的三代半戰鬥機才剛剛開始興起。殲-10可以說恰好趕上了這個潮流。但爲何殲-10棄邊條翼正常式佈局不用,而採用近耦鴨式佈局呢? 近耦鴨式佈局的主要優點是:能與機翼産生有利干擾,推遲機翼氣流分離,大幅度提高大迎角升力,減小大迎角阻力;通過採用主動控制技術(ACT),可以減小鴨翼載荷,對減小配平阻力和提高配平升力有利;對重心安排有利;配合大後掠三角翼,縱向面積分布較好,機身後部外形光滑流線,超音速阻力小;更容易實現直接力控制,對提高對空/對地作戰效能有利;低空操縱性較好,鴨翼位置靠近飛行員,有利於陣風抑制系統的應用。 但其缺點也是明顯的:鴨翼在大迎角/鴨翼大偏度時有失速問題,一般採用大後掠小展弦比設計以緩和這一問題,但也造成鴨翼升力係數降低;起降及大過載機動時受鴨翼配平能力限制,不能使用機翼後緣襟翼或只能採用很小的偏度——鴨翼採用大後掠小展弦比設計更加劇了這一問題,如果採用加大鴨翼面積的方法,又會加強鴨翼對機翼的下洗,導致機翼升力損失,只能採用靜不穩定設計緩和這一矛盾;採用ACT和亞音速靜不穩定設計時,由於存在大迎角低頭操縱力矩的要求和鴨翼載荷過大帶來的配平阻力增大和最大配平升力降低的問題,和正常式佈局相比,鴨式飛機往往不能採用太大的靜不穩定度,從而影響其優勢的發揮;橫向操縱效率不高;同時鴨翼偏轉時形成銳角反射面,增大RCS,不利於飛機隱身。 相比之下,邊條翼正常式佈局由於在大迎角下邊條翼對機翼的有利干擾更大,因而在大迎角升力特性方面具有更大的優勢;加上正常式佈局配平能力強,可以採用更大的靜不穩定度,機翼也可以全放襟翼增升。因此,如果要強調大迎角機動性(不是目前流行的過失速機動,開始研製殲-10的時候還沒這概念呢),邊條翼正常式佈局是更好的選擇。 換句話說,殲-10除了強調大迎角機動性外(近耦鴨式佈局無可否認同樣具有良好的大迎角飛行品質),還要兼顧其他方面——是什麽呢?回顧近耦鴨式佈局的優點,有這麽幾個字眼很引人注目:“對重心安排有利”,“超音速阻力小”,“低空操縱性較好”,“有利於陣風抑制系統的應用”。衆所周知飛機重心位置對飛機性能、飛行品質等具有舉足輕重的影響,設計時不僅要考慮飛機淨形構型的重心,還要考慮外挂武器(特別是大型空地武器)後的重心移動。不能說“對重心安排有利”就是強調對地攻擊,但確實有利於提高對地攻擊能力。而“低空操縱性較好”、“有利於陣風抑制系統的應用”的優點則顯而易見是有利於低空突防的。至於“超音速阻力小”,意味著什麽呢?第三代戰鬥機強調的是高亞音速機動性,對超音速性能則受限於發動機和當時航空技術水平而難以兼顧;低空高速突防時由於外挂武器,也難以實現超音速。只有在高速截擊作戰模式下,這個優點才能得到發揮。一句話,殲-10採用近耦鴨式佈局,是綜合考慮了格鬥、截擊、對地攻擊等多種作戰模式的結果,也就是說,它從一開始就是作爲多用途戰鬥機設計的。 2)局部特點 對於看慣了歐美風格戰機的發燒友來說,殲-10的氣動外形實在有些怪異。那麽,這樣設計的由來是什麽?目的何在? a.前機身 從多幅照片判斷,殲-10的前機身截面應該是普通的圓形(這點歪歪個人不敢苟同)。這顯然是爲了配合雷達罩的截面。 就前機身對氣流進行整流壓縮的效果看,這種設計確實不如F-16那種近似橫橢圓截面的前機身。但F-16的設計也並非象某些人吹的那樣“達到最佳化,讓後人難以更動”——這種截面的前機身在大迎角時會提供一個上仰力矩,對F-16這種正常式佈局飛機而言,由於平尾離重心較遠,配平能力較強,問題還不大;但對於靜不穩定的近耦鴨式佈局飛機而言,大迎角時鴨翼的配平負擔已經相當大,再來這麽一個上仰力矩,無疑是百上加斤。在推力向量控制(TVC)技術出現以前,解決方法無非是加大鴨翼面積、使用升降副翼,但都會付出升力性能損失的代價。 所以,採用近耦鴨式佈局腹部進氣的戰機中,只有LAVI沿用F-16的前機身設計,但其鴨翼面積相當大,可以預料其對機翼的下洗也將加大,造成機翼升力損失。米格I.44驗證機前機身設計類似LAVI,但已經預定採用TVC技術,可以大大減小鴨翼的配平負擔。而EF2000則和殲-10一樣採用了圓形截面前機身。 筆者認爲,殲-10採用圓形截面前機身設計,可能是受雷達罩加工能力的限制,但在TVC技術引進之前,這種設計比F-16的設計更適合其自身的特點。 b.進氣道 從照片上看,殲-10採用矩形進氣道,但進氣口上唇口明顯向前延伸,這和F-16、LAVI的進氣口不同,倒是和EF2000的進氣口有幾分相象。這塊延伸板並不是僅僅起附面層隔離作用,由於殲-10採用圓形截面的前機身設計,難以利用前機身對氣流進行整流壓縮,這塊前伸的固定斜板就是起這個作用的。EF2000的也是同樣道理。當然,這種設計無疑要付出重量代價。 在國內公開報道殲-10之前,筆者一直認爲殲-10採用了水平調節斜板的可調進氣道,以配合AL-31發動機,保證良好的超音速攔截性能。但目前公開的資料卻指出殲-10的最大M數只有M2.0,不免讓人疑竇叢生。以AL-31的推力,配合可調進氣道,一架設計良好的超音速戰鬥機絕對不會只能飛到M2.0。那麽,究竟原因何在? 筆者推測,可能的原因如下: a)最理想的情況,飛機超音速性能良好,即使採用固定進氣道也可以達到設計指標,因此放棄M2.0以上的飛行能力,取消調節斜板及相應機構,既可以減輕重量,又可以提高可靠性,何樂而不爲?類似的例子不是沒有。當年F-15研製過程中就發現,由於發動機推力大,即使不採用前緣機動襟翼也可以達到甚至設計指標,因此最後取消了原來設計的前緣襟翼,只採用了簡單的前緣固定扭轉設計。 b)最壞的情況,飛機超音速阻力過大,可調進氣道配合AL-31發動機也無法克服。但這種情況可能性不大,因爲如果出現這種問題,在原型機階段就必須解決。但照片上的殲-10已經是作戰塗裝,說明至少已經小批量投産、裝備部隊試用了,在這個階段不應該出現這種問題。 c)方向穩定性限制。本來鴨式佈局飛機的方向穩定性就有先天性的缺陷。殲-10那個非常醒目的大型單垂尾,以及其非常靠後的位置,似乎透露了設計人員對其方向穩定性的擔心。可能在M2.0以上時,殲-10方向穩定性不足,而如果再增大垂尾面積來提高方向穩定性,其本身造成的機身彈性形變又抵消了增大的方向穩定性,因此限制了殲-10的最大M數只能達到M2.0,而這與飛機阻力和發動機推力無關。這一點和米格-21的情況類似。筆者認爲,這種情況可能性最大。 d)最無聊的情況,那資料根本就是假的,只是用來掩人耳目。 c.鴨翼 由照片可見,殲-10的鴨翼採用的是簡單的大後掠梯形翼。這種機翼升力特性較差,必然會增大鴨翼配平阻力;但另一方面,這種大後掠機翼的失速性能較好,失速迎角較大。爲了保證飛機的大迎角控制能力,選擇這種機翼也在情理之中。不過,前些年傳說的鴨翼後緣襟翼並未在實機上出現——在鴨翼後緣加裝襟翼,確實可以大大提高鴨翼的配平升力,不過,也因此要付出重量增加、結構複雜的代價。迄今爲止,戰鬥機當中也只有“雷”採用了這種設計。 相比之下,EF-2000的鴨翼前緣後掠角要小一些。筆者以爲,這並不意味著它有更好的大迎角控制手段,而很可能是一種不得已的選擇——EF-2000機翼太大,位置靠後,升力中心也靠後,帶來的低頭力矩不小,常見的大後掠鴨翼難以配平,不得不選擇升力特性較好而失速性能稍差的中等後掠鴨翼,同時位置也前移到座艙前下方,先解決了配平問題再說,至於因此造成的鴨翼干擾效果、大迎角控制能力下降,那也是無可奈何的事了。即便如此,EF-2000起飛時仍然要靠升降副翼上偏來輔助配平。就這點來說,筆者認爲,EF-2000設計並不見得比殲-10高明。 d.機翼 殲-10的機翼採用小展弦比切尖三角翼。估算前緣後掠角約53度,後緣略前掠。估算展弦比2.03,和幻影2000相當,在所有現役、即將投産的戰機中是最低的。 小展弦比機翼的缺點是顯而易見的:誘導阻力大(特別是在亞音速區更明顯),升力線斜率低(對亞/跨音速區影響較大),不利於巡航、大迎角持續機動和起降。但同時這種機翼也具有零升阻力係數小,失速特性好,從亞音速到超音速時焦點移動量小的優點。因此其超音速加速性、配平阻力均較小,大迎角升力特性好,陣風抑制能力強(因爲升力係數低的緣故),而固有缺點由於採用鴨式佈局和大推力發動機而得到相當程度的改善。 從機翼平面形狀來看,前緣大後掠、後緣前掠設計正是造成殲-10展弦比小的原因。筆者認爲,這是由於:殲-10翼身融合程度較大,雖然降低了翼身干擾阻力,但也造成機翼根部的絕對厚度相當大,若不減小其相對厚度,必然造成超音速阻力大增。爲此必須加大機翼根部弦長,以獲得較低的相對厚度,改善超音速性能。 總的來看,這種機翼最有利於超音速和低空飛行。殲-10採用如此之小的展弦比,說明超音速截擊能力和對地攻擊能力在其性能指標中佔有相當重要的地位。 殲-10的機翼還有一個很奇怪的特點,就是內翼段具有明顯的下反角,而外翼段下反角大約爲0,給人一個感覺就是二戰前後曾經流行的“倒海鷗”機翼又復活了。這當然不是當年的“倒海鷗”機翼,但這樣設計目的何在呢? 筆者猜測,這種設計可能是一個不得已的選擇。鴨翼和機翼之間的垂直距離必須在一定範圍內,其有利干擾效果最好。從殲-10鴨翼上反、內翼段下反來看,可能就是要獲得最有利的干擾效果,其最佳的垂直距離可能就是鴨翼到外翼段的垂直距離。但留意一下就會發現,外翼段已經接近機身腹部,如果將其直接向內延伸構成完整機翼的話,其翼梁恰好佔據主起落架的收藏空間。爲了避開主起落架,只能將內翼段向上延伸,於是成了現在這種“倒海鷗”形。 再仔細一點,如果考慮到機翼翼梁貫穿機身,進氣道必然從其上方經過,再爲前起落架艙留出空間,不難從照片上勾勒出“S”形進氣道的大致外形。這也就是當初傳說的殲-10採用“S”型進氣道的由來,但由此可見,這種設計主要是出於機身內部佈置的需要,而非主要出於隱身要求。 e.垂尾 和常見的單發鴨式佈局戰鬥機一樣,殲-10也採用了大面積單垂尾。只是,這垂尾的面積實在有點大,並且位置也相當靠後,和前些時候出現的L-15完全是兩種不同的風格。單垂尾在大迎角時容易被機身氣流遮蔽而失效,適當前移可以使部分垂尾伸出遮蔽氣流之外,維持一定的控制能力。殲-10的這種設計,顯然是爲了保證方向穩定性而在一定程度上犧牲了大迎角控制能力。 衆所周知,雙垂尾可以提供更好的方向穩定性、更好的大迎角控制能力以及更小的RCS值(如果採用外傾設計的話)。這裏就有一個問題,殲-10爲何不採用雙垂尾設計?這並不是一句“別人也是單垂尾設計”就可以解釋的,更不是象某人說的那樣只是“爲了降低成本”。 筆者認爲,這主要是由於鴨翼渦流的作用造成的。如果鴨翼渦流正面衝擊垂尾前緣,可能對垂尾和控制造成不良影響——F/A-18正是由於邊條渦衝擊垂尾,造成垂尾抖振和前緣裂紋。因此垂尾的安裝位置應該避免鴨翼渦流的正面衝擊。 對鴨式雙垂尾飛機而言,鴨翼和垂尾的相對位置無非兩種:垂尾處於鴨翼翼根內側,垂尾出於鴨翼翼尖外側。而雙垂尾必須有一定的間距才能發揮良好的作用,換句話說,安裝雙垂尾需要一定空間。蘇-33/35/37/47/54均採用第一種方式,那是因爲它們的鴨翼都安裝在邊條上,提供了足夠的間距。至於第二種方式,目前只見於驗證機,即米格I.44和HIMAT高機動性驗證機。其中米格I.44的垂尾安裝在很寬的後機身邊條/尾撐上,並有一定外傾角度。即便如此,也未能完全置於鴨翼翼尖之外。筆者以爲,這可能是一種不得已的折中——如果再將垂尾外移,就要加寬後邊條,這樣後邊條産生的低頭力矩就大了,超音速飛行時將大大加重鴨翼的配平負擔。要避免這一點,就只能以從機翼中段延伸出來的獨立尾撐來支撐垂尾,但這樣卻又增加了結構重量和阻力。事實上,HIMAT正是採用後一種安裝方法。 殲-10的鴨翼安裝在機身上,沒有足夠的間距,無法以第一種方式安裝雙垂尾。若要採用第二種方式,那就只能象HIMAT那樣採用獨立雙尾撐結構,但爲此付出的重量等方面的代價恐怕是這種輕型戰機難以承受的。因此,殲-10選用單垂尾設計也是可以理解的。 此外,還需要說明一點的是,單垂尾飛機同樣也可以進行大迎角可控機動。雅克-130就是單垂尾飛機,但在大迎角試飛中曾經達到42度迎角。雖然筆者目前還搞不清楚其內在原因,但這件事本身已經證明了,如果設計得當,單垂尾飛機的大迎角飛行能力並不亞於雙垂尾飛機。 f.起落架 殲-10採用前三點式起落架。根據照片估算,主輪直徑約660mm,前輪直徑約350mm。對比殲-7的機輪尺寸:主輪直徑600mm,前輪直徑500mm,筆者判斷殲-10的前起採用了雙輪結構。同時由這個對比也可以看出,我們的航空輪胎材料和工藝都有了很大進步,使得和殲-7差不多大小的機輪承載能力達到19噸級,相當於殲-7最大起飛重量的2倍多!由此也可以判斷殲-10採用的是高壓輪胎,並不適合在前線野戰機場起降。再進一步推測,殲-10一開始就是作爲一種遠航程戰鬥機設計的,沒有準備配置在條件較差的一線機場。 從外觀上看,殲-10的起落架結構和國外現役艦載飛機相比,仍顯得比較單薄。特別是它採用腹部進氣,前起不能直接連接到機身承力構件上,可以承受的過載有限——這也是“陣風”放棄腹部進氣而改用肋部進氣的原因之一。傳說中的艦載型是否存在不得而知,但就照片上見到的殲-10而言,肯定是不能上艦的。如果要以此爲原型發展艦載型,至少起落架系統要經過相當大的改進才行——特別是前起。 g.發動機 外界報道殲-10採用AL-31發動機,這應該是毫無疑問的了。但問題是,是否同時應用了TVC技術?從照片上看,由於尾撐和垂尾根部的減速傘艙的阻擋,即使加裝向量噴管,其可偏轉的角度也很小。再者,TVC發動機不是裝上去就完了,向量噴管的偏轉必須要和電傳操縱系統整合,這個工作量並不小,並且風險較大。當初美、蘇開發TVC技術時,都是利用雙發戰鬥機進行驗證的。中國即使目前沒有適合的雙發飛機,至少也應該在空中試車台(這個我們是有的)上進行試驗。但到目前爲止,國外也沒有此類報道。當然,直接上機試飛不是不可能,但風險太大,也沒有必要。因此,筆者認爲目前殲-10已經開始應用TVC技術的說法可信度不高。 4.整體評估 殲-10研製始於80年代。當時中蘇交惡,自然談不上引進蘇-27的問題。而殲-8II明顯是一種帶有應急性質的過渡戰鬥機。因此,作爲一段時間內唯一的主力戰鬥機研製的殲-10,一開始就已經注定了它“多用途戰鬥機”的命運。“一支獨秀”的結果是它必須擔負包括制空、攔截、對地攻擊在內的多種作戰任務。 爲了滿足多種任務要求,殲-10選用了高、低速性能俱佳的近耦鴨式佈局。它通過選取較大的機翼面積和大推力渦扇發動機獲得了較低的翼載和較高的推重比,結合近耦鴨式佈局,取得了良好的機動性。同時在設計中盡可能地兼顧了高速和低空飛行的性能要求,包括採用可調進氣道,選用小展弦比機翼等,也爲此付出了不小的代價。但這是不可避免的。多用途戰鬥機必然是多種要求的折中,面面俱到也即面面不到。殲-10可能在任何一個方面都不是最優秀的,但其綜合作戰能力卻已經有了階段性的進步。 就常規機動性而言,根據估算的資料,殲-10空戰推重比略遜於F-16A(後者約1.15),優於F-16C,翼載則小於F-16任何型號。由於F-16採用固定進氣道,高空高速性能無法和殲-10匹敵,只有在中低空亞音速區雙方互有長短:由於殲-10誘導阻力大,推重比略小,估計其中加速性、爬升能力以及穩定盤旋能力可能略遜於F-16A,但必定優於F-16C,而暫態盤旋能力則優於F-16任何型號。 至於時下流行的“過失速機動”,殲-10研製之時還沒有這個概念,並不能要求太多。但筆者以爲,只要能夠在大迎角/超大迎角時保證飛機三軸的穩定性,就有了進行過失速機動的基礎。有些飛機不能進行過失速機動並不是由於控制面失效,而是由於某個軸的穩定性喪失,進入發散運動狀態(例如尾旋),造成飛機失控。不過,這就不是照片上所能看出來的了。只能希望殲-10能夠具有這個基礎。 最後的問題是隱身。鴨翼的存在確實會增大飛機的RCS,這也是當初ATF論證階段放棄鴨式方案的原因之一。不過,殲-10本來就是瞄準第三代戰鬥機的水平研製的,而且以我們當年的技術水平要滿足隱身要求,可能也是有心無力。儘管對於21世紀初的戰鬥機而言缺乏隱身能力確實是一個難以掩飾的缺點,但也是無奈之事,只能寄希望於隱身塗料,能達到歐洲三代半戰鬥機的隱身水平也就差不多了。 不管怎樣,殲-10畢竟是在80年代末90年代初的技術水平上研製的,如果能夠達到三代半水平,筆者認爲就已經值得我們的業內人士驕傲了。至於指望它超過F-22,那就未免有些脫離實際了,還是把這個重擔交給傳說中的殲-12吧。


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总是人生,总是旅程总是行色匆匆。
如果年华,只随春风一阵。我多么不甘。
于是我提起笔......

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没有隐身性能的飞机就很难想象在今天对除第三世界以外的国家进行攻击作战
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