走出传说:解放军最新型歼-10 战斗机

转载自:空军世界

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绘图:Topgunchen

系统预测

  最初我国获得的“狮”数字式四余度飞行控制软件,只是整个软件的其中一部分。加上设计要求一直在改动,成飞为此在软件设计方面付出了巨大的努力。我国对数字线传飞行控制的研究有一定的基础,包括歼-6 的变稳机、歼-8IIACT 等,都是线传控制的重要试飞机种。611 所仅用了 3 年时间就摸透了以色列的线传技术,研制成功了使用 ADA 写成了数字式四余度线传飞行控制系统软件,为外界所称道。即便是俄罗斯人的相应系统,在同一时期也还只是在研究之中。

我国近年来在航空电子设备上的进步有目共睹

  数字线传系统加上合理的气动设计,歼-10 机动性相当可观。不妨从一些公开文章研究一下。在关于“新型歼击机机载分子筛制氧氧气系统及其配套抗荷装备抗荷性能的研究”一文中,提到“分别以机载分子筛制氧器和备用氧为氧源进行抗荷系统物理性能试验,并有 10 名受试者参加,包括抗荷代偿两用裤配抗荷调压器、抗荷正压呼吸、抗荷系统装备的抗荷性能试验”。关键的话是“抗 6.5G 持续 30 秒试验,抗 9G 持续 10 秒试验”。该系统的抗荷代偿两用裤配抗荷调压器、抗荷正压呼吸、抗荷系统装备的抗荷性能分别为 2.08G、1.92G、3.92G。六名进行抗 6.5G/10 秒试验的受试者和 3 名进行抗 9G/10 秒试验的受试者均顺利通过。结论是系统满足了新歼击机的机动性要求。呵呵,从抗过载能力上看可与 F-16 相比。

  在雷达方面,预计将采用国产脉冲多普勒雷达,远期将采用国产相控阵雷达。按一般的推测,歼-10 的脉冲多普勒雷达搜索距离差不多在 100 至 130 千米之间,攻击距离在 80 到 90 千米左右,应能同时对付两个目标。由于雷达也是我国军工的弱项,为歼-10 研制火控雷达也很艰难,国内只有南京第 14 电子研究所能担当此重任。没有好的雷达,歼-10 本身性能再好,也只会象以往几个型号的作战飞机那样,无法攻击低空目标,缺乏多用途能力。据称,歼-10 是我国第一种配套雷达早于飞机本身研制成功的战斗机。而该雷达与美国 F-16 采用的 APG-66/68 两种雷达,有着密切的关系。此外歼-7、歼-8等 国产歼击机已经开始装备自行设计的导弹告警装置和电子战设备,而歼-10 也明显加装了这些设备,机身上多处有相关的天线罩和光电设备整流罩。而相应的雷达天线罩技术,也需要专门的研究制造,否则无法发挥雷达的应有性能。1987 年雷达罩开始由南京玻璃纤维研究设计院负责研究,最终采用玻璃纤维仿形织物织成,并成功应用于 TS 导弹等国防军工重要配套部件。

歼-10 的雷达罩直径远比 F-16 大,可容纳更大直径的雷达天线

  在电子设备水平问题上,从飞机座舱显示器和仪表就能看出一些门道。根据公开展览的 FC-1 模型上的座舱设备,可以想到歼-10 的电子设备起点很高。估计歼-10 会采用三具彩色下显,加一具平视显示器的座舱布局。其中两具下显显示飞航和武器状态,一具较大的下视显示器用于输出脉冲多普勒雷达传回的数字地图,以及切换平显的显示图像。在研制初期,曾研究过进口外国平显软件的可能,后来成飞自行开发了相关软件,解决了平显问题。

歼-10 座舱仪表布局设想图

  按国际上战斗机座舱上通常布局推测,歼-10 的操纵必定是中央操纵杆加油门杆方式。此外座舱中不可少的设备还包括:备份用的机电式仪表和其他各种设备控制按钮等。目前基本可以确信,歼-10 的液晶显示器采用苏州长风厂的产品。该产品系长风厂与美国厂商合作的产品,性能与美军现有液晶显示器相同。液晶显示器相当昂贵,价格以十万人民币做单位。

  由于歼-10 是国内研究的战斗机中电子系统最多、功能最复杂的型号,其电磁兼容情况也是非常值得考究的问题。目前,歼-10 已通过了成飞下属西南电磁兼容监督检测中心的各项试验,电磁兼容性不成问题。该中心具有美国进口的全套电磁干扰自动数据采集系统和全套电磁敏感性自动测试系统。

  发动机一直是中国航空工业的软肋,同样也困扰着歼-10。在与西方交恶前,据说我国获得了美国第三代战斗机的涡扇发动机核心机,以此开始了国产涡扇-10 发动机的研制工作。但由于根基太差,该涡扇和涡扇-6、涡扇-9 的研制一样,过程极为曲折艰难,基本无法满足战斗机研制进度的要求。于是 90 年代起相关部门开始转向俄罗斯寻求帮助。1998 年 3 月某西方驻京武官透露,第一架装配俄制 AL-31FN 涡扇发动机的歼-10 已经完成了组装并刚刚首航成功。但可以肯定,歼-10 最终将采用专门为其改进的涡扇-10A 涡扇发动机,性能与 F-100、F-110 等美国三代战斗机的发动机相近。涡扇-10 是我国第一台按照 GJB241-87 规范研制的推比 8 一级、大推力、双转子、混合排气、加力式涡扇发动机,作为歼-10、歼-11 系列飞机的动力装置,该机遵循核心机派生的策略进行系列化发展,将成为我国未来二十年航空动力的主要型号。

AL-31FN 涡扇发动机模型,这是带矢量推力的版本

  1987 年沈阳航空发动机设计研究所在引进 CFM56 核心机的基础上,以 F-110 发动机为仿照对象,采用半研半仿的技术途径研制。进入九十年代,随九〇六工程的实施引进了俄制 АЛ-31Ф 系列发动机,研制单位又借鉴了相关型号的设计技术。1989 年涡扇 10 验证机上台架试车,1997 年进入 PFRT 阶段, 2002 年 6 月 6 日装 J-11WS 首飞,2003 年底进入定型试飞阶段。由于涡扇-10 系列研制进度严重滞后,因此必需引进 AL-31 系列应急。为此俄罗斯 AL-31 的设计局专门演化了 AL-31FN 型,机匣外观改变以适应歼-10 现有设计。该发动机推力 122.5 千牛,长度 5 米,直径 1.18 米,进气口直径 0.91 米,耗油率 0.699kg/DaNh,重 1,759 千克,这些数据与 Al-31 有一定差别。此外俄方还在 2002 年航展上演示了用于 AL-31FN 的矢量喷口改进型号。

  正如之前所说,歼-10 要用不同的发动机,就必定要改变机体设计,后机身外形也改得颇为怪异。这种中途改变,必然要付出性能上的代价,其严重程度则难以估量。机身内部结构也必然要发生变化,难免有“削足适履”的难处。可以确定的是歼-10 的发动机推重比应达到 8.5 左右,整机推重比明显超过 1。这里要强调一点的是,歼-10 在制造出第一架原型机后很长的时间里,都面临着只有洋人发动机可用的尴尬局面。截至 2004 年 1 月,莫斯科 Salyut 公司已经完成了为期两年的向中国出口 AL-31FN 发动机的合同,共提供了 54 台 AL-31FN。原计划 2002 年国产涡扇将顺利定型,但一直到 2004 年,国产涡扇发动机方才传来捷报,歼-10 终于有望获得一颗“国产心”。

AL-31FN 尾喷管

  2005 年,涡扇-10A 发动机通过初始寿命试车考核,标志着该发动机顺利完成设计定型的全部考核试验。这型发动机研制历时 18 年,凝结着两代航空人的心血。2005 年 5 月 11 日设计定型持久试车在六〇六所试车台正式启动,经过 85 天的试车考核、完成规定的长试科目,9 月 27 日涡扇 10 设计定型持久试车顺利通过航定办评审,全部定型考核项目计划于 2005 年完成。特别是中国一航成立后,该重点型号发动机被列入重点工程,各参研单位激情进取,受挫不馁,超常拼搏,突破重重难关,终于实现了我国航空发动机研制能力质的突破。我国航空发动机制造技术继“昆仑”、“秦岭”发动机之后又迈上一个新的台阶。该发动机为解决风扇喘振裕度问题,先后论证、设计了 8 种风扇方案,经过多次试验才确定了目前使用的方案。该发动机已研制了 15 年,共试制了 24 台发动机,平均每年也不到 2 台。该发动机的涡轮叶片的加工周期是 12~15 个月,而俄罗斯类似叶片的加工周期仅为 4~6 个月;该发动机 1 级风扇叶片(带凸肩大叶片)的加工周期是 10~12 个月,而英国 RR 公司类似叶片的加工周期为 6~8 个月。

据传安装涡扇-10 发动机的歼-10,尾喷管外形更接近 F100 系列

  2006 年 2 月,在一航集团发动机事业部的工作会议上,涡扇-10 项目终于对外正式宣布研制成功,按有关技术要求完成了全部地面考核试验和空中试飞任务,实现了设计定型。涡扇-10 定名为“太行”。总设计师为一航动力所的张恩和。

歼-10 后机身过于冗长,可能源于 AL-31FN 尺寸过长

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