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中航總設計師透露 將研發新一款隱身戰機[組圖]
送交者: qqwertie66 2013年05月24日14:25:34 於 [軍事天地] 發送悄悄話

中國國家總理李克強近日訪問巴基斯坦時,受到巴方高規格禮遇,其中巴空軍六架“梟龍”(巴方稱JF-17“雷電”)全程護航李克強專機令人印象深刻。“梟龍”作為一款性價比高的中巴聯合研製的戰機,深受巴方空軍青睞,據報道,巴基斯坦空軍將於近期成立第三個“梟龍”中隊。不過,值得關注的是,23日“梟龍”戰機總設計師楊偉接受媒體強調,“梟龍”戰機未來改進升級計劃將包括雙座版梟龍以及隱身版梟龍。

23日,“梟龍”戰機總設計師楊偉在接受中國官媒環球網採訪時表示,巴基斯坦空軍“梟龍”戰機為李克強專機護航,這是對戰機研發團隊的激勵。在談及“梟龍”戰機的未來改進升級計劃時,楊偉提到,“梟龍”戰機將不斷發展、不斷裝備和不斷改進,並且後續改進將側重信息感知能力、體系融合和武器裝備方面。

巴基斯坦空軍6架“梟龍”戰機為中國國家總理李克強專機護航

楊總師還透露,“梟龍”有開發雙座版的計劃,也有系列化發展的計劃,同時還強調“梟龍”未來可能還會採用一些低成本的隱形措施。他還表示,“梟龍”戰機新一代發動機正在研製過程中,並取得一些成績。

儘管中國目前有計劃推出隱身版“梟龍”,但據知情者透露,隱身版“梟龍”的首飛將會被大大推遲。“梟龍”作為低端出口型戰機,和重點型號在重要性上無法相比,中國航空工業611所勢必要集中所內技術骨幹忙於殲-20、空天飛機等項目,“梟龍”隱身版只能抽調部分人員來做,而且不可能作為技術突破的重點,只會利用殲-20項目的成熟技術進行移植,所以其進度必然排在殲-20項目之後。

改進型的隱身版“梟龍”

殲-20戰鬥機在2011年1月11日剛剛完成首飛,從這個時間點推算,其製造完成是在2010年10月以後,中間隔2-3個月的地面檢查。機體加工裝配時間在5個月左右,那麼殲-20開始製造應該在2010年上半年。飛機從設計圖紙到生產出成品,首先要完成外形和結構設計,然後是分系統和零部件研製、工藝和工裝設計,這期間任何一個部件無法按計劃完成都會導致全機需要重新協調,過去需要5、6年的時間,現在最快也得3、4年,所以推斷殲-20完成外形設計大約是在2006至2007年中,比首飛早3-4年。

殲-20項目競標是在2006年完成的,611所方案中標並發展成現在的殲-20飛機,結合外形設計時間點來看,競標時兩款飛機的氣動方案已經基本完成。四代機外形是隱身與氣動協調的結果,所以當時外形隱身設計肯定也已經完成,建立起可用的電磁計算能力,並有着成熟的氣動隱身協調能力,這正是隱身飛機外形設計的基礎。

傳隱身版“梟龍”戰機

據此判斷,611所負責氣動設計和隱身設計的處室最晚於2007年年中完成殲-20飛機設計的主要工作,並具備了完整的隱身飛機外形設計經驗,建立起一支新老結合的設計隊伍。在殲-20項目完成之後,這些研究室的主要精力就可以轉移到其他項目上,比如說空天飛行器、無人機等等。“梟龍”作為611的出口項目,本來就是一群年輕人為主研發的,這也讓他們能夠提前積累工程經驗。

在2007年殲-20項目之後,氣動和隱身研究室以年輕人為主成立“梟龍”改進項目團隊,有殲-20的成功經驗可以應用,用時近2年完成外形設計。“梟龍”隱身改進型號並非全新產品,內部結構可以在原有基礎上進行改進,工作量比全新設計的殲-20小很多。

“梟龍”改成隱身戰鬥機,武器必然要內置,但是內置彈倉對飛機結構重量和機身橫截面積要求很高,對“梟龍”這種輕型飛機來說難以承受,611所究竟怎麼選擇還未可知,傳出消息的人稱,是內置2枚中距彈。

隱身版“梟龍”戰機

“梟龍”飛機是兩側進氣的中單翼飛機,在不對整機結構進行根本改變的前提下,內置彈艙只能布置在進氣道後方的機翼根部下方。目前最大的障礙是起落架,“梟龍”向前收起的主起落架就布置在機翼根部,占據了彈艙的位置,兩者不可能並存,所以隱身版“梟龍”的主起落架肯定要修改。一個辦法就是將其從向前收起改為向外側收起,同時主起落架安裝點向內側移動以保持主起落架長度不變,類似F-22的起落架結構。這種結構會影響機翼內側重型掛架的載荷長度,所以較少使用,但是隱身機對外掛載荷考慮較少,所以用了也無妨。另一個辦法是將主起落架整個向機翼外側移動,空出彈艙的位置,然後保持向前收起不變,類似F-35的結構。這種辦法對機翼外掛載荷影響較小,但是因為主起落架安裝點靠外,對機翼承重結構要求較高。“梟龍”是輕型戰鬥機主起落架向外側收起的話會導致主起落架間距太小,影響降落穩定性,所以採用外移起落架的方案可能性較大。

“梟龍”是中單翼飛機,這使它在機翼下缺乏足夠的空間來布置彈艙,假設主起落架輪胎直徑0.7米,那麼機翼到機腹的高度也就這麼大。要在內部彈艙掛載空空導彈,除了要考慮導彈自身的翼展以外,還要留出彈射機構的空間,最小也不能低於0.6米,所以“梟龍”的空間十分緊張。修改為上單翼雖然可以解決空間不足的問題,但是這會導致對整機結構的大幅度修改,代價有些大。

假設“梟龍”飛機使用的空空導彈翼展為0.45米,那麼在旋轉45度安裝在掛架之後,其所需要的最小寬度約為0.36米,加上兩側留出的空間,彈艙寬度不能低於0.4米;如果再橫向布置一枚格鬥彈,則彈艙口蓋最大寬度不能低於0.7米。“梟龍”飛機進氣道比機身寬約0.6米,如果削弱機身“蜂腰”,可以布置下0.4-0.7米的內部彈艙,但會導致飛機最大橫截面積增大,最高速度下降。

隱身版“梟龍”

“梟龍”肯定會學習、移植殲-20在隱身設計上的經驗,所以其氣動外形必然與殲-20相似又保留“梟龍”戰機原有的結構特點,如殲-20的倒梯形進氣道截面改成更類似F-22的六邊形截面。這時如果彈艙寬度0.4米,那麼向外30度傾斜的機身下側面與機翼的交匯線只需要超出彈艙口蓋寬度約0.4米,整個進氣道寬度增加約0.8米,飛機最大橫截面積增加約0.84平米;如果彈艙寬度0.7米,那麼進氣道寬度增加約1.1米,橫截面積增加1.26平米。

從降低超音速阻力,提高飛機空戰機動性能的角度,“梟龍”的機內彈艙只攜帶2枚中距空空導彈較好,這對飛機進氣道改動較小,容易實現。但是,卻存在一個嚴重的邏輯問題。

採用較小的內部彈倉,只裝載2枚中距空空導彈,這是為了減小增加的結構重量和橫截面積,控制飛機機動性能下降幅度,以利於飛機近距離格鬥空戰。但是內彈倉無法攜帶格鬥彈,這會使飛機的近距離格鬥能力下降幾個數量級,除非對方完全沒有發現“梟龍”來襲,否則在格鬥空戰中根本不具備與敵機對抗的能力。也就是說,提高飛機機動性的選擇反而會降低飛機格鬥空戰能力。

中國內地網絡上流傳的隱身版“梟龍”戰機

如果“梟龍”飛機內彈倉只攜帶近距離格鬥空空導彈,那麼彈倉體積會大大縮小,重量和迎風面積都容易控制,對飛機性能影響不大。但是,中距空空導彈外掛會使原本只有0.1平米以下的飛機RCS急劇增加到0.5以上,甚至超過1平米,這會徹底破壞飛機隱身設計的努力,因此是絕不可取的。繭包設計是一個可能的解決方案,但是單獨的繭包在重量和體積上都比內彈倉更重,氣動阻力也趕得上副油箱;進入格鬥空戰前仍舊需要拋棄,長期使用費用是很高昂的。

因此,“梟龍”飛機最可能的選擇還是採用2中2近的內彈倉設計,即使付出重量和阻力上的代價也在所不惜。從“梟龍”飛機來看,最合適的方案就是將機翼由中單翼改為上單翼,採用類似殲-20的氣動外形設計,在機身兩側設置彈倉,將中距彈和格鬥彈垂直布置,格鬥彈安裝在艙門導軌上,打開艙門後不阻礙中距彈發射,同時也就不需要專門的探出式掛架。不過艙門需要加強結構,不然格鬥彈發射時高達5-8噸的後座力會摧毀艙門;如果難以解決,也可以將格鬥彈改為中距彈似的發射後點火,這會增大發射近距。

“梟龍”現在空重約為6.2噸,內油1.8噸,採用一台RD-33發動機,加力推力8.3噸,空戰推重比約為1.14。隱身版“梟龍”需要增加內部彈倉、塗抹隱身塗料並改進電子設備,估計其空重會增加到大約7.4噸,內油1.8-2噸,採用RD-33發動機時的空戰推重比下降到0.96,有大幅度下降。不過中國正在研製中的中型高推比發動機可以在大約5年後裝備“梟龍”,最大推力增加到9.5噸,空戰推重比能達到1.1。如果該發動機重量比RD-33更輕,那麼飛機空重還會降低,空戰推重比更高。

如果隱身版“梟龍”的RCS能夠控制在0.1平米以下,那麼可以將對方機載雷達的發現距離從三代機典型的150公里減小到65公里,鎖定距離從100公里減小到44公里,並在電子干擾條件下實際達到40公里和20公里的水平。這一等級的RCS控制已經足以滲透現有防空體系,對空戰產生決定性的影響,打破地區空中力量平衡,成為弱國對抗強敵的有力武器。

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