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殲10的長篇論斷 ZT
送交者: 一條大河 2004年01月17日17:29:19 於 [軍事天地] 發送悄悄話

殲-10的誕生
10號工程於1984年立項,最初的設計目標是生產一種能夠在國土防空作戰中能夠戰勝蘇聯第三、四代戰鬥機、並具有攔截蘇聯典型戰鬥轟炸機和轟炸機的能力的防禦型戰鬥機。為了達到這樣的設計目標,10號機必須同時兼備高空高速飛行性能和中低空纏鬥性能,同時要擁有完善的電子設備和空戰武器。殲-10的設計和生產任務分別交給了611所和132廠,即成都飛機研究所和成都飛機製造廠,總設計師為宋文驄。
為了加快研製進度,於1988年10月確定了以“雄獅”為藍本的主體設計方案。據說成飛在1990年完成了金屬樣機的製造,1992年首架原型機進行了試飛。由於時隔甚久,筆者無法找到更多的相關資料,也無法證實這種說法,僅能就右圖所反映的信息做出一些分析。這張圖是李鵬同志聽取航空工業部部長林宗棠匯報的照片,圖中的兩個模型,靠前的是殲-8Ⅱ的01號機,李鵬同志正在仔細端詳的正是殲-10的模型。仔細觀察可以發現,圖中殲-10進氣道的橫截面是類似於F-16的半橢圓形,帶有可調式進氣錐。垂尾較小,幾乎就是Lavi的翻版,後機身的設計也與現在的殲-10有所不同。可見,最初的殲-10照搬了一些“雄獅”的設計,採用可調式進氣錐的目的是提高它的超音速飛行性能。早期殲-10的防禦性戰機的本質在這個模型上得到了充分體現。
進入九十年代以後,世界局勢發生了重大變化,一直對中國虎視眈眈的蘇聯霎時分崩離析,中國得以從來自北方的巨大的軍事威脅中解脫了出來,而海峽對岸的台獨勢力開始上竄下跳起來,南海島嶼爭端、釣魚島問題也日漸尖銳,這些都對中國的空中力量提出了新的挑戰。另外現代作戰飛機的一些新的特性在80年代以後的一些局部戰爭,尤其是海灣戰爭中得到了充分的體現,精確的空中打擊取得了空前的效果,超視距空戰開始取代近距格鬥,成為空戰的主要樣式。隱形化、智能化、多功能化……世界各國對戰鬥機提出了更高的要求……對殲-10進行必要的修改勢在必行。
對殲-10的修改主要包括:增加航程和載彈量,強化空戰能力,使其具備多樣化的作戰功能,並增加了隱形性能方面的要求。
改進後的殲-10的首架原型機在1996年完成,但是直到六架原型機全部組裝完畢後,才於1998年3月21日首飛。首飛持續了21分鐘,官方報道殲-10在首飛中就應用了靜不穩定技術,這顯然是首飛前充分準備的結果。除了詳盡的地面測試外,許多關鍵設備和技術都在其他輔助飛機上進行了驗證,尤其是四餘度電傳*縱系統,據說是在K-8IFSAT203(多軸變穩機)上進行了驗證試飛,極大地降低了原型機試飛的風險(幾乎所有採用電傳*縱系統的戰鬥機在試飛中都發生了嚴重的事故),這種做法也為其他國家所普遍採用。
殲-10原型機首飛後,就轉入了試飛、設計定型的階段。一般認為有1~2架原型機在試飛中墜毀。到目前為止,我所接觸到的六架原型機的照片只有01、03和06號機。從各方面情況來看,由許多照片系內部拍攝,究竟是官方故意公開,還是有人利用內部關係拍攝到的,目前還不得而知,可能兩者兼而有之吧。
這樣的情況也證實了殲-10在兩地進行試飛的說法。個人認為,01、03和06號機在成飛廠內進行試飛,因為成飛廠內進出的人員比較複雜,想拍到照片相對比較容易一些。而且照片中殲-10的停機坪比較空曠,周圍還有廠房或是專用機庫,這似乎不符合試飛院的情形。
至於試飛科目的分工,可能是01號機初步繪製飛行包線、測試飛機結構、基礎設備的可靠性,然後進行靜力破壞試驗;02號機進一步擴展飛行包線、全面測試殲-10的飛行性能,而後作為測試平台,主要進行氣動布局改進或發動機測試;03號機也就是出鏡率最高的那一架主要進行數據鏈、座艙顯示系統等電子設備的測試;神秘的04號機據傳式雙座型,已經交付海航進行航母模擬起降試驗了(可信度最低,原型機中可能根本就沒有雙座型機);05、06號機則負責火控系統與各種武器的綜合測試。以上為網上傳聞,可信度難以保證。
總的來說,殲-10的試飛過程還是比較順利的,與此同時,由於軍方希望殲-10能儘快加入現役,成飛在殲-10還未最終定型,但可靠性和安全性已經得到充分驗證的時候就開始了小批量的試生產。去年末,平可夫曾撰文指出,殲-10的10架先導型號已經交付南京軍區空軍某部使用。(當時網上也流傳過一張蘇-27與殲-10部署於統一機場的照片,後來證實這張照片是假的)儘管平克夫言之鑿鑿,但口說無憑,我們至今無法找到能夠證明這條信息的證據。此外,平可夫還曾撰寫過《中國殲-10A秘密發展成功》一文,披露了雙發隱形戰鬥機殲-10A的情況,本人對此也不敢苟同,國產第四代重型殲擊機的預研工作已經開展了很久,且不論它是沈飛的殲-13還是成飛的殲-12,無論如何也輪不到殲-10的雙發改型啊!蘇-27的國產化和改進工作正在進行之中,改進後的殲-11具備了三代半戰鬥機的性能特點,從性能和時間上都能夠很好地銜接上第四代戰鬥機,試問還為何要匆匆忙忙地在殲-10的基礎上研製下一代戰鬥機?即使是為了滿足艦載機的需要,那也應該是採用兩台中等推力的發動機更為合適。我認為,這很可能是官方借平可夫之口,為本來就迷霧重重的下一代戰鬥機研製情況再披上一層面紗,殲-10A本身並不存在。
網上也有文章稱:所謂的殲十雙髮型就是殲-10C,傳說它採用兩台中等推力的發動機(自行研製,推重比大於9,二元推力矢量噴管)和V型垂尾,研製目的是為第四代中型戰鬥機進行技術驗證以及應付可能出現的中四研製受挫、無法按期服役的情況。這樣的說法道還有一定的合理性。
今年初,網上開始傳出只塗有黃色防鏽漆的殲-10的新圖,從時間上判斷,應該是殲十的第一批生產型正在進行廠內試飛時拍攝的,海外媒體報道,殲-10的生產型在2002年6月28日進行了首飛,待通過全面測試後再正式塗裝,並交付部隊。仔細對照可以發現,原型機於生產型之間還是有一些細微差距的,比如垂尾的面積和外形都有了一定的改變,蜂腰部似乎有所加粗,可能是為了增加機內載油量而採取的措施。由於殲-10還沒有最終定型,這種邊試飛、邊修改、邊生產的情況還會繼續下去。殲-10雙座型的發圖工作也於去年下半年與FC-1並行展開,相信在今年的晚些時候,大家就可以一睹其雄姿了。
前段時間,一些淺灰色低可視迷彩塗裝的殲-10出現在網絡上,時隔不久又有人轉載了2003年4月1日的《中國航空報》關於殲-10東線開飛的消息。我未能看到《中國航空報》上的原文,而且文章的指向性又十分之強,與官方的一貫風格大相徑庭。但是由於文章與圖片的出現配合得幾乎天衣無縫,估計確有此事。從圖中殲-10的機號判讀,這次殲-10裝備部隊是帶有試驗性質的,供試訓部隊編寫飛行大綱、培訓飛行教員使用。另外,據《國際航空》2002年12月號報道,殲-10的模擬器已經研製成功,這將為殲-10儘快形成戰鬥力提供強有力的保證。
同時,新技術、新裝備的研製工作也捷報頻傳,比如611所成功掌握目前只在F-35上採用的無附面進氣道技術、606所成功掌握推力矢量技術、西光集團開始研製類似F-35上所採用的先進頭盔顯示器等等,這些技術都可以用來改進殲-10,可以預見,在今後的十幾或者幾十年裡,殲-10將成長為保衛祖國領空的雄鷹!
To be continued…

殲-10全剖析

氣動布局
鴨式布局簡言之就是用主翼前方的鴨翼代替了主翼後方的水平尾翼,這樣做避免了正常布局的飛機在大迎角飛行時,水平尾翼舵面效率明顯下降的情況的出現。近距耦合就是指鴨翼與主翼距離較小的鴨式布局,這種布局可以利用鴨翼前緣產生的脫體渦在主翼上翼面形成的有利干擾,產生渦升力,從而提高飛機的飛行性能,特別是大迎角飛行時的機動性能。同時,鴨式布局的飛機一般都採用大後掠角的三角翼,以減小超音速飛行時的阻力。由於這種布局兼顧了機動性能和超音速飛行性能,他廣為新一代戰鬥機所採用,尤其是歐洲戰鬥機。如前文所述,殲-10採用這種氣動布局既受到了雄獅的影響,也有自身對鴨式布局的青睞和不懈研究有關,這從另一個方面也證明了鴨式布局的先進性。而且,殲-10採用鴨式布局也標誌着機國產戰鬥機徹底跳出了強調高空高速性能的有尾三角翼時代。
此外,殲-10還運用了在國產戰鬥機中首次實際運用的機腹進氣方式,這種進氣方式在F-16身上取得了極大的成功,可以滿足飛機在大迎角飛行、高速轉彎等極端狀態上的進氣要求。這樣一來,殲-10的氣動布局就具備了第三代和三代半戰機的典型特性,這樣的氣動布局使得殲-10的飛行性能可以媲美任何一種第三代戰鬥機。

局部設計
一、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。這顯然是為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的設計也並非像台灣某些人吹的那樣“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這種正常式布局飛機而言,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距耦合鴨式布局飛機而言,大迎角時鴨翼的配平負擔已經相當大,再來這麼一個上仰力矩,無疑又挑上了一副重擔。在推力矢量控制(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,採用近距耦合鴨式布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1.44驗證機前機身設計類似Lavi,但已經預定採用推力矢量技術(TVC),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。個人認為,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,這種設計比套用F-16的設計更適合其自身的特點。
二、進氣道
殲-10採用了矩形的進氣道,與F-16和Lavi的橢圓型進氣道完全不同。可見這是中國在吸收Lavi的技術的基礎上,結合自身設計要求自主創造的成果。同時也考慮到了發動機空氣流量增大需要增大進氣量的要求。殲-10的進氣口的上唇口有明顯的向前延伸,形成了一塊面積較大的延伸板。這塊延伸板不僅起到了隔離附面層的作用,而且彌補了圓形前機身整流壓縮效率不高的缺點。這種設計在EF-2000上同樣可見,但是這樣的設計付出的是重量的代價。
為了獲得優良的超音速飛行性能,殲-10估計採用了可調式進氣道。考慮到隱形方面的要求,殲-10應該也運用了S形進氣道。
三、座艙罩
殲-10是國產戰鬥機中的第一種採用整體式前風擋的戰鬥機。對於座艙罩的外形,台灣有人指出,殲-10座艙罩頂部的曲線接近於直線,“接近直線的設計會讓飛行員坐得更矮一點,如同蘇聯MiG-29戰機一樣,由於飛行員坐得太矮,所以西方飛行員試飛後的評價是雖然有氣泡狀的形狀,但飛行員真正的視角範圍仍然遠不如預期中那麼好。”同時他也指出:“這並不是說MiG-29的設計師或殲十的設計者頭腦有問題,故意讓飛行員坐那麼矮,而是外凸的座艙罩對於氣動力學或是結構力學都有不利的影響。外凸的曲線會讓座艙罩更深入機身上方的流場,對於機身後段產生不小的影響。座艙罩越外凸也意味着它將承受更大的空氣壓力。”
順便提一下殲-10的彈射座椅,網上流傳過兩張利用機頭模型在滑軌上進行彈射試驗的圖片,圖片顯示,其中一種是採用拋蓋式彈射,另一種則是採用了先進的座椅穿蓋彈射技術,應該就是殲-10上採用的彈射座椅。從2002年珠海航展上江漢航空救生裝備工業公司的宣傳資料看,目前該公司產品中具備穿蓋彈射功能的有TY-5系列、TY-6C和TY-7A。其中TY-7A是為K-8教練機開發的輕型彈射救生系統,不可能裝備殲-10,而據江漢公司人士稱:TY-6可以算得上是第三代彈射救生系統,TY-5則是目前我國自行研製的最先進的第三代產品。由此看來,殲-10上的彈射座椅極有可能就是TY-5家族中的一員(FC-1使用的是TY-5B)。根據介紹,這種彈射座椅的最大彈射速度可以達到1200千米/小時,性能僅次於俄羅斯的K-36系列,與美、英同類產品平起平坐。
四、鴨翼
由照片可見,殲-10的鴨翼採用的是切尖三角翼。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。為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。
另外,與“陣風”和JAS39類似,殲-10的鴨翼後緣止於接近主翼前緣的位置,同為鴨式布局的“颱風”和“雄獅”則分別走了兩個極端,一個將鴨翼和主翼的距離拉得很開,另一個的鴨翼和主翼卻有很大一塊重疊面積。決定兩者之間的合理位置既要考慮配平方面的要求,又要權衡鴨翼在大迎角飛行對主翼的有利干擾,以及鴨翼所產生的增升效果的輕重(在鴨式布局中,增強一方就意味着削弱另一方),最終的拍板定案往往需要無數的理論計算和試驗調試,所以我們這些業餘人士也沒有能力對它些設計細節說三道四。
五、機翼
殲-10的主翼是具有較大後掠角的小展弦比三角翼。這種機翼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。較大的機翼面積也使飛機獲得了較小的翼載,從而提高了飛機的機動性能;另一方面為安裝更大的機翼油箱提供了方便。缺點是誘導阻力較大、升力線斜率低。通過與鴨式布局和大推力發動機的配合,這些固有的缺點在殲-10身上得到了很大的改善。
機翼內側前緣為固定前緣,外側前緣裝有機動襟翼,機翼後緣裝有升降副翼,從中間分為左右兩塊。在網上出現殲-10的照片以前就有傳言說殲-10將採用類似殲-7的雙三角翼,直到殲-10的照片公之於眾時,仍有許多人抱着這種觀點不放,也有台灣朋友認為這是在蘇式戰鬥機上常見的犬齒設計。實際上,兩種看法都不對,那是殲-10在飛行時放下的前緣機動襟翼給人帶來的視覺偏差。
六、垂直尾翼
作為鴨式布局戰鬥機的特徵,巨大的垂直尾翼也出現在了殲-10的身上。殲-10的垂直尾翼又高又大,高是為了保證在大迎角飛行時,垂直尾翼仍能保持對方向的控制能力;大是為了保證飛機在超音速飛行是的方向穩定性,不僅如此,殲-10在飛機尾部還安裝了兩塊大面積腹鰭,顯然設計師在方向穩定性方面留有了充分的餘地。
垂尾的根部有一個筆狀的容器,減速傘就安裝在其中,傘具由長期研製生產減速傘、降落傘、炸彈傘的宏偉機械廠負責研製,是類似蘇-27的十字形結構。在此上方,則是常見的方向舵。
七、起落架
殲-10運用了目前飛機普遍採用的前三點式起落架,前起落架為雙輪,在進氣道下方,向後收起。這樣做的好處是:萬一起落架破損,異物不易被發動機吸入。一般腹部進氣的戰鬥機都採用這樣的起落架布置方式,但是這樣也使起落架所能承受的強度降低,這可能也是所有艦載機都採用兩側或肋下進氣方式的原因吧!
主起落架為單輪,收起方向向前,但收起的方式比較複雜。由於後起落架的放置位置在機身中部,利用了進氣道的內部空間,起落架張開時向外呈一定角度,因此收起起動作既要向前,還要向內。這使得起落架的動作裝置相對複雜,但節約了翼下寶貴的空間,這種設計使殲-10具備了增加更多翼下掛架的潛力。
八、減速板
殲-10共有四塊減速板。位於機身後部,機翼根部上下各兩塊。上面的兩塊分居垂尾根部下方的兩側機身,外形為矩形。下面的兩塊處在緊靠機翼的機身兩側,近似正方形,面積較上方的兩塊略大。

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