殲-8Ⅱ已經成為中國軍壇上一個長盛不衰的話題。風雲在《航空史研究》和《戰場》上發表的殲-8Ⅱ系列文章也將其里里外外分析了個淋漓盡致。這裡筆者就不再作蛇足之舉,只說說殲-8系列,這種中國航空史上地位非常特殊的戰機。(文中所言,系筆者根據公開資料得出的個人看法,可能有不實之處,尚乞見諒!)
◆“血統”問題
殲-8的氣動布局和米高揚的試驗機E-152A“海豹鰭”非常相似。於是西方某些想象力豐富的“觀察家”就認為,殲-8必然在E-152A基礎上研製的。時至今日,一個英文網站的資料仍然聲稱,中國在五十年代末得到了E-152A的有限資料,並進一步發展出殲-8。開玩笑?五十年代末老毛子連米格-21都不讓我們知道(許可生產協議是在一九六一年簽訂的),上哪兒找這“海豹鰭”去?而且從設計細節看,二者也有很大差別——殲-8進氣調節採用激波錐無級調節形式,E-152A則是激波錐固定、通過進氣唇口前後移動來進行調節。閒話少說,筆者所了解的中方資料無一指出殲-8和E-152A有任何聯繫。如有同好有證據支持相反觀點,請即指正。
◆殲-8簡史
一九五八年至一九六一年,我國自行研製高性能殲擊機(即東風-107和東風-113)的嘗試失敗,讓熱情高漲得幾乎盲目的中國航空工業界冷靜了下來。分析表明,東風系列研製失敗並非偶然,而是我們自己的基礎沒打牢(準確地說應該是“一窮二白”):一是尚未建立專業配套的科研設計機構和科研試驗條件;二是設計隊伍本身缺乏足夠的經驗和必要的設計儲備。
因此,在五十年代後期建設跨、超音速風洞和飛行研究所的基礎上,一九六一年又組建了航空研究院,陸續建立了一批專業設計研究所,專門進行飛機、發動機、儀表、電器、附件、武器的設計研究;還建立了一批科學研究所,從事空氣動力、結構強度、救生、光學機械、自動控制等方面的應用研究。另一方面,努力提高設計隊伍的技術素質,其重點就是組織對米格-21的“技術摸透”工作:首先是根據仿製需要,摸清主要的生產技術問題,包括技術關鍵和材料;其次是給合仿製,通過必要的試驗研究,摸透其設計思想、設計方法和技術特點。不僅做到“知其然”,而且要“知其所以然”。
在此基礎上,中國航空工業界再次準備試製高空高速殲擊機。一九六四年五月,航空研究院提出要在米格-21基礎上研製性能更好的殲擊機。同年十月,開始進行方案論證。當時明確提出殲-8的作戰對象就是美國空軍的B-58超音速轟炸機和F-105戰鬥轟炸機。601所拿出了兩種方案,一種是新研製的單發鴨式戰鬥機(後來發展成我們現在熟知的殲-9),另一種是將米格-21放大的雙發改型。從穩妥可靠的原則出發,會議決定採用第二種方案。一九六五年五月十七日,羅瑞卿總長批准新殲的戰技指標和研製任務,並正式命名為殲-8。
殲-8飛機的研製方案突出高空、高速、增大航程、提高爬升率、加強火力等性能。針對殲-7飛機的缺點,逐項加以改進,各項性能指標均有提高:(一)最大速度為馬赫數2.2;(二)最大升限20000米以上;(三)最大爬升率每秒200米;(四)基本航程1500公里,最大航程2000公里;(五)規定了在高度為19000米空中的作戰時間;(六)安裝改進設計的航炮和空空導彈;(七)安裝搜索距離較大的雷達。殲-8飛機採取機頭進氣,大後掠角、小展弦比、薄三角翼、下平尾、雙腹鰭的空氣動力布局形式。選用兩台渦噴-7甲發動機,飛機的推重比為0.89,優於 殲-7飛機。
一九六五年九月,殲-8設計工作全面展開。同年十二月,殲-8木質樣機通過審查。次年底,發出全套飛機圖紙,一九六七年初,發出相應的生產文件,工廠亦立即開始試製。一九六八年七月,首批兩架殲-8總裝完畢。一九六九年七月五日,殲-8由尹玉煥駕駛首飛成功。
此後由於文革干擾及試飛經驗不足,殲-8研製進度緩慢。兩架原型機共計試飛663小時1025架次,完成全部試飛科目,耗時十年!一九七九年十二月三十一日,殲-8設計定型。次年小批量投產,裝備空軍十一航校試用。
需要指出的是,由於雷達問題,這時定型的殲-8仍未具備一九六五年時設想的全天候作戰能力,實際上是一種晝間截擊機,也稱殲-8白天型。所以才有了後來的殲-8全天候型(殲-8Ⅰ/殲-8A),主要改進是:安裝火控雷達等十一項電子設備;艙蓋、座椅、氧氣系統和組合儀表重新設計;武器系統改裝23-Ⅲ型雙管航炮、四枚霹靂-2乙導彈,四組火箭。沈飛共製造了三架殲-8Ⅰ原型機。其中一號機在首飛前起火燒毀。由於當時僅生產了一架原型機,導致試飛進度大大拖延。直到一九八一年四月二十四日,才由趕製出來的二號機完成首次試飛。一九八五年七月,殲-8Ⅰ設計定型。
一九八七年,殲-8和殲-8Ⅰ全部停產,共計生產不到200架。
◆設計思想
六十年代,空軍對殲擊機的看法是:對其作戰使用性能不能要求過高,但在某些單項性能上要壓倒對手。這當然不符合現代追求戰機綜合作戰能力的觀點,但以我們當年的技術水平和國土防空作戰的迫切要求來看,空軍的要求是切合實際的。
在這樣一個時代背景下誕生的殲-8,必然會打上深深的時代烙印——它已經註定要成為一種高空高速截擊機,以美國高速轟炸機和戰鬥轟炸機為主要作戰對象。當然,打美國高速轟炸機是考慮到和美國爆發大規模戰爭的情況,在實戰中殲-8真正要對付的還是戰鬥轟炸機和高空無人偵察機。
從設計指標來看,在某種程度上,殲-8其實是殲-7的改進型,而非換代機型,並且改進的幅度也不是太大。這說明,殲-8論證的時候我們的航空界已經能夠頭腦冷靜地進行分析,腳踏實地地提出性能指標,而不再盲目地“趕英超美”。但是,從另一個方面看,殲-8的設計指標針對性非常強,完全遵循了空軍“在某些單項性能上要壓倒對手”的要求--特別是實用升限,設計指標20000米以上,實際達到20500米,即使在那個強調“高空高速”的時代這個指標也是相當突出的,目標直指高空飛機。空軍在防空作戰中因為升限不夠吃了不少虧,這次是鐵了心要把對方壓下來——“火蜂”最大使用高度18300米,B-58實用升限19248米,都遜於殲-8。
由於性能並不突出,殲-8研製的進度就非常關鍵。方案論證時一條重要原則就是快速、穩妥,避免重蹈東風系列的覆轍。當時七機部部長錢學森就說:你們要控制殲-8飛機所採用的新技術,新技術不能上得太多,要控制30%以下;否則,風險太大,周期長,成功概率低;先把飛機搞出來,然後再逐步提高。
據此,我們不難總結出殲-8的設計思想:研製進度快,難度不高,性能優於殲-7(但不要求階段性的提高),重視高空作戰能力,能滿足近期內國土防空作戰的需要。
◆氣動布局選擇
很多人都置疑為何當年論證時放棄了性能更出色的單發方案而選擇了雙發方案。其實只要看看後來研製的殲-12以及同期的殲-6改型,不難發現答案。
殲-6Ⅰ怎麼來的?拆掉兩門航炮,以及不必要的着陸燈和部分設備,換了渦噴-6甲,加大了機翼和襟翼面積,實用升限提高了500米,這就是我們的殲-6“高空型”。要輕型戰鬥機?好,去掉一台渦噴-6,機身縮小,成了殲-12。誠然,殲-12研製過程中我們也搞出了蜂窩夾層壁板、整體式風擋,但所有這些也只是在引進的技術基礎上的“小修小補”而已。說這些,沒有任何對當年的航空工作者不尊敬的意思,只是想說明,在當年這種技術水平上,我們很難進行實質性的改進和研製新一代飛機。因此,選擇雙發方案,照搬米格-21氣動布局,放大機身以便安裝另一台渦噴-7甲也就不足為奇了。
說到底,原因就一個——中國當時航空工業基礎薄弱,幾乎沒有任何技術儲備。要想滿足殲-8的設計思想,雙發方案是唯一的選擇。
事後來看,即使是難度較小的雙發方案,我們也用了整整二十年時間(殲-8Ⅰ才算真正達到當年的設計要求)!如果是單發方案,我們要用多少年?單發方案所採用的鴨式布局、八噸級渦扇我們沒有任何技術儲備。甚至到了搞殲-10的時候,我們對鴨式布局仍不甚了了。渦扇就更不用提。至今還沒有一台正式定型的。就連仿製的“斯貝”也出問題,導致一架殲轟-7原型機失事,兩名試飛員犧牲。現在還不得不重新向英國訂購這種老掉牙的渦扇發動機。
◆設計特點
對於截擊機而言,主要的要求就是:速度快,爬升性能好,火控系統優良,而對機動性沒有過多要求。其中前兩項和飛機的氣動設計有關。
對於模仿米格-21氣動布局的殲-8而言,要保證高速性能,首先要解決的就是飛機在高速度時的方向穩定性問題。因為米格-21正是由於大速度下方向穩定性不足而造成其最大馬赫數限制在M2.05(若單純以R-11F-300渦噴發動機的推力而言,完全可以令米格-21達到更高的速度)。
為此,在殲-8副總設計師顧誦芬主持下,專門測定了殲-7大馬赫數時的方向安定性及飛行品質,為殲-8設計提供了借鑑和依據;六〇一所、瀋陽飛機廠、氣動力研究試驗部門的技術人員與北京航空學院教授陸士嘉、徐華舫等組成的攻關小組,做了大量風洞試驗與研究分析,確定了殲-8垂尾和腹鰭的設計方案——我們今天看到的殲-8大面積單垂尾加雙腹鰭的設計正是由此而來。
方向穩定性有了保證,另一個問題就是減小超音速阻力。為此,殲-8採用了大長細比機身加小展弦比三角翼、機頭進氣設計:殲-8全機長達21.59米,正是出於減阻的目的。機翼雖然是參考了米格-21的設計,基本結構沒變,但展弦比進一步減小,後掠角有所加大,有利於高速飛行。機頭進氣沿襲自米格-21,進氣阻力最小,但進氣道長,氣流能量損失大一些。當然,以現代觀點來看,這種進氣形式限制了雷達天線口徑,不利於提高雷達探測能力。不過,到殲-8停產為止,也沒能裝上現代化的大型雷達,機頭進氣的這一缺點反而不那麼明顯了。
至於爬升性能,主要和發動機推力、飛機阻力有關。殲-8裝備的渦噴-7甲發動機,採用了空心氣冷葉片技術,提高了渦輪前溫度,增大了發動機推力。根據公開的爬升率數據估算的殲-8零升阻力系數只有0.012,甚至比米格-21還小。這說明前述減阻設計是成功的。
通過以上淺析,我們已經可以看到當代“有人駕駛火箭”(某些網友語)的輪廓了。也許殲-8的外形不討人喜歡,但不可否認的是,這枚“火箭”確確實實以最小的代價達到了預定的性能指標,在六十年代戰機當中也算是不錯的。特別是相對F-105,殲-8在速度、爬升能力、升限等單項性能方面確實具有優勢(滿足空軍“在某些單項性能上要壓倒對手”的要求),殲-8綜合作戰能力雖然遠遜於F-105,但攔截它是不成問題的。
當然,殲-8的性能之所以能在米格-21基礎上有較大幅度的提高,除了我們力所能及的改進之外,一個重要的原因就是電子設備少。一架長達21米的“大”型機,空重卻只有9820千克。對比同時代同尺寸的戰機(如蘇-15),差距明顯——結構重量差不多,必要的特設不能少,那少的就是電子設備了。這樣勢必造成綜合作戰能力(包括全天候攔截能力)下降。不過,以當時中國的電子工業而言,也實在無力為殲-8配備什麼先進的電子設備。
所以,相對同時代戰機,氣動性能突出,綜合作戰能力差,成為殲-8的一個鮮明特點。
◆煮酒論英雄
西方一般都認為殲-8是一種失敗的戰機,我同意。殲-8從定型那天起就已經過時,難以滿足空軍的作戰需要。就這點來說,殲-8的的確確是失敗了。
但中國有句古話:“不以成敗論英雄。”拋開一切主觀因素再來看殲-8,是個什麼樣子呢?
對照殲-8的設計要求和性能數據,我們會發現,除了雷達一項以外,其它要求全部達標。至少,作為一種晝間截擊機,殲-8完全合格。從技術水平上看,對殲-8的要求也沒有象東風系列那樣脫離實際,超出我國航空工業當時的能力範圍。
那麼,殲-8究竟敗在哪裡?
初看起來,應該是敗在時間上。如果沒有文革,如果沒有六九年試飛前的爭論,如果能夠提前五年定型……,一九七四年,第二代戰鬥機仍然是各國空軍主力,高空、高速突防仍然是戰略轟炸機的主要突防方式。殲-8如果在此時投產,雖然有點搭“末班車”的味道,但它的高空高速截擊能力畢竟還有發揮的空間,還不算過時。
再仔細一想,真正的原因還是在那些非硬件因素上,在我們的思維、體制和經驗上。文革就不說了……
六九年試飛之前的長期爭論,就是由於制度問題造成的。當時還沒有總師負責制,結果大家在彈射救生、平尾效率等二十三個問題上長期爭執,殲-8遲遲不能試飛。如果不是空軍副司令曹里懷拍板,殲-8試飛不知道要等到什麼時候?
沒有研製現代戰機的經驗也是造成殲-8難產的主要原因之一。沒有模擬試驗條件,又只有兩架原型機,結果嚴重影響試飛進度。研製殲-8Ⅰ的時候還不吸取教訓,一開始又是只造一架原型機,結果一號機燒毀後,就無機可用,大家一起等二號機。如果說殲-8試飛時間長達十年有文革的影響的話,那麼殲-8Ⅰ的試飛就沒有客觀原因可以推脫了——總共耗時四年,我們認為速度算比較快的。但看看最近的JSF試飛,兩個型號四架原型機六種型別,試飛時間不到一年。兩廂對比,足以看出我們在經驗上的巨大差距。
如果說,殲-8讓我們的航空工業有所收穫的話,那麼真正的收穫應該是在這些非硬件因素上,而不是進行了多少項改進,獲得了幾項國家金獎。
只是,筆者不免為殲-8感嘆:中國第一種自行研製的高空高速截擊機,耗時二十年達到預定目標,而最後一個預定對手F-105卻在一年前退役——若殲-8有靈,此刻會不會有種“拔劍四顧心茫然”的感覺?
惜哉,殲-8!