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作为四代机的探索者,歼-10B处于什么水平?

环球资讯+  · 公众号  · 军事  · 2016-12-17 07:50

正文

前不久举行的珠海航展中,除了备受瞩目的歼-20外,进行静态展示的歼-10B可谓炙手可热的明星展品。作为中国空军第一种三代半战机,歼-10B的意义已无需多言。此次静态展示,使广大军事爱好者获得了近距离观察其细节的良机。那么,歼-10B的研制定位和技术水平到底如何?我们不妨看看本文作者——一位资深军事爱好者的认知与分析。

“一举多得”的项目

从1998年歼-10首飞到2011年歼-20首飞,中国航空工业用了13年时间实现了从三代机到四代机的跨越。从全球范围来看,这一时间是比较短的。之所以出现这一情况,主要是由于中国航空工业水平在航空大国中长期处于相对落后状态,以致中国在美、苏(俄)三代机服役后才开始研制国产三代机,并直到20年后才在使用俄罗斯发动机的情况下完成国产三代机的入役。此后,随着中国经济的腾飞与航空工业积累的全面迸发,中国航空技术水平大幅跃升。因此,中国在追赶美、俄四代机技术时,不免给人一种“一日千里”的感觉。


如上文所述,由于服役时间较晚,歼-10的性能在服役时已算不上特别先进,因此,从长远看,对歼-10战机进行改进无疑是相当必要的。就当时的情况而言,可行的技术路线有两条——研制全新的第四代战机和基于第三代战机研制“三代半”战机。对中国空军而言,充足的技术力量和资金使“双路并进”成为最合理的选择。从目前公开的学术论文及相关消息看,歼-10B和歼-20的研制工作,在歼-10战机服役前后就已开展,且在相当一段时间内属于并行研制的项目。

鉴于歼-10B和歼-20都是由成都飞机设计研究所(下文简称成飞)在同一时间段内研制的,这两款战机在技术上必然存在一些渊源。其中,作为三代半战机研制的歼-10B启动时间较早,技术难度较低,进展也相对更快。在歼-20原型机试飞之前,歼-10B作为一个相对可靠的项目,很可能会提前测试一些与歼-20有关的技术甚至设备。从这个角度看,歼-10B可以说是一个“一举多得”的项目。成飞一方面借助当时已经成熟的技术和材料,有限提升了歼-10的飞行性能,并全面改进了其航电设备,从而打造出一款符合三代半技术标准的现代化战机。同时,通过歼-10B测试了一些四代机所需的设备和技术,为正在研制的歼-20提供了一个“准测试平台”及产品参照。


根据网络上流传出的图片判断,2008年12月,歼-10B战机进行了首飞,随后多架原型机相继投入试飞。作为歼-20试飞前中国空军第一个也是最后一个三代半战机项目,歼-10B的定位,决定了该机最大的价值并非作为一款过渡战机填补歼-10和歼-20之间的空白,而是作为歼-20战机成型前相关电子设备和空气动力技术的重要验证平台,为歼-20最终问世铺路架桥。

“脱胎换骨”的改进

相比歼-10,歼-10B的改进主要集中于电子设备,这也是各国改进三代半战机时的常见做法。综合来自网络及外媒的消息看,该机换装了新型无源相控阵雷达,这是当时国内第一款供战斗机使用的机载相控阵雷达。为了容纳这部雷达,歼-10B机头取消了尖锐的空速管,并对外形进行了重新设计,以容纳全新的相控阵雷达天线,从机头灰色雷达罩的外形看,雷达天线阵面略微向上倾斜,以增强战机正面的隐身性,天线孔径也因此有所增加。在飞行员座舱前方,歼-10B战机增设了红外搜索跟踪系统,为战机提供了额外的探测手段。同时,歼-10B大幅更新了机载电子战系统。在该机的前三架原型机上,曾在机翼中段增加了一组类似武器挂架的电子战吊舱,这一电子战吊舱系统后来被移到机身内部,并在垂尾顶端加装了新的设备天线。可以说,歼-10B战机上的一系列电子设备,基本代表了2008年前后中国航空电子工业所能批量生产的电子系统的最高水平。


不过,歼-10B战机的升级改进并不止电子设备一项,毕竟现代战机设计可谓牵一发而动全身,无源相控阵雷达和更先进电子设备的使用,不仅增加了全机设备重量,也让战机的用电负荷进一步增加。特别是考虑到歼-10A在中国空军中一贯以动力充沛、飞行灵活、机动性好著称,歼-10B自然也要在机载设备重量增加的情况下继续努力保持这一优势,这一切都对战机的动力提出了更高要求。因此,在改进过程中,使用推力更大、性能更好的发动机就成为必然。根据相关消息推测,歼-10B使用的很可能是AL-31FN-M1型发动机(又称42批次AL-31FN发动机),该型发动机是俄罗斯“礼炮”发动机生产联合体应中国需要而开发的AL-31FN发动机改进型号,其采用了KND-924-4型四级风扇,风扇直径增至924毫米,并使用了更新的材料设计,使得发动机在首翻寿命增至1000小时、总寿命2000小时的情况下,推力从12500千克提升到13500千克。同时,AL-31FN-M1型发动机还使用了全权数字发动机控制(FADEC)系统,进一步提升了发动机的性能,并可以更方便地与飞控系统兼容。推力的增加使歼-10B战机的飞行性能非但没有下降,反而得以进一步提升。这一改进,也使得歼-10B成为我国空军第一款使用FADEC系统的量产战斗机,并为下一代战机、本国同类发动机系统和航电设计提供了参考。

在原型机试飞阶段,曾经有一架机号为1035的歼-10B原型机换,装了国产涡扇-10A发动机进行试飞,表明该机也曾测试过使用国产动力,不过,由于种种原因,最后还是选择了俄制动力系统。

在动力系统升级的同时,歼-10B战机也对气动布局进行了一定调整。最显著的变化,就是该机的机腹进气道由歼-10A的可调式矩形进气道,改为近年来兴起的无附面层隔道超声速进气道(DSI)。这一“时髦”的设计,一度让不少人颇为兴奋,也感慨歼-10进气道上的六根“小柱子”终于功成身退。当然,这种设计自然不是为了好看,而是通过在进气道口处设置一个“鼓包”作为压缩面,增大压力分布,以便将附面层空气“推离”进气道,从而达到取消传统进气道上附面层隔离板、放气系统、旁通系统,进而减轻结构重量的目的。同时,DSI进气道还可提供气流预压缩,从而提高进气道高速状态下的效率,减小阻力并降低飞机雷达反射截面积。


歼-10B的DSI进气道改进,可谓中国航空工业跟踪国外最先进航空技术的一个典范。2001年,歼-10B的设计方注意到了美国正在试飞的X-35(即F-35)战机使用的DSI进气道,便展开相关研究,并在2006年首先运用于专供出口的FC-1“枭龙”战斗机04号原形机上,进而将这一改进应用于后续生产型上,使其成为全世界第一种应用DSI进气道的现役战斗机。歼-10B则紧随其后,成为中国空军自用型号中第一种应用这类进气道的战机。

与此同时,歼-10B也对其他一些地方进行了改进,比如修改了腹鳍的形状,提高大迎角状态下战机的稳定性;在鸭翼前方设置遮挡机构,以减少鸭翼动作过程中的雷达反射,减小战机的正面雷达反射截面等。


在机载武器上,歼-10B也进行了全面升级,其中最值得关注的就是增加了PL-10近距空空导弹的使用能力。与中国空军此前的主力近距离空空导弹PL-8相比,PL-10在重量上比PL-8略轻,却具备更远的射程、更高的机动性、更大的离轴发射能力和更先进的红外导引头,使得歼-10B的空战效能得到大幅提升。同时,根据本届珠海航展中展出的歼-10B战机外挂武器来看,该机同样具备很强的对地攻击能力,可以使用包括空舰/空地导弹、反辐射导弹、精确制导炸弹、撒布器等一系列对地打击武器,以及瞄准吊舱、自卫干扰吊舱等机载设备,具备很强的任务扩展能力和任务弹性。

“承前启后”的定位

歼-10B作为国内自用战斗机中第一款同时应用相控阵雷达技术、FADE发动机、DSI进气道、PL-10近距空空导弹等一系列设备和武器的战机,该机对中国空军作战能力的提升是显而易见的。

而作为歼-20首飞前国内唯一的三代半战斗机研制项目,以及与歼-20同属一个设计单位的渊源,使歼-10B在技术上成为一款“准”验证机,其采用的许多技术和产品,包括PL-10空空导弹、DSI进气道等也都应用到歼-20上,可以说起到承前启后的作用。在歼-20早期试飞不久,已经定型的歼-10B战机也开始投入批量生产。

正所谓“成也萧何,败也萧何”,歼-10B由于应用了许多计划为歼-20“探路”的产品和技术,因而在技术上获得了提升,但是中国航空工业的发展速度却远远超出了人们的想象。在歼-10B研制和试飞的早期阶段,国内刚刚完成了大批量平板缝隙天线多普勒雷达的量产与交付,对相控阵雷达的研究并不深厚,对高性能相控阵雷达,尤其是机载有源相控阵雷达技术的掌握还不甚成熟,特别是T/R模块的产量、合格率和性能都不能完全令人满意,导致有源相控阵雷达造价昂贵,综合考虑造价、性能、耗电等因素后,只能为歼-10B选择无源相控阵雷达。

近年来,随着中国航空电子工业的飞速发展,有源相控阵雷达的生产和制造已不再是难题。歼-20使用的有源相控阵雷达技术水平,不仅追上了美国F-22的AN/APG-77,甚至达到了AN/APG-81的水平。T/R单元性能的提升和成本的降低,也使有源相控阵雷达原理几乎在一夜间就扩散到了所有类型的雷达上,反倒是无源相控阵雷达被视作“过渡”产品。相关信息表明,当歼-20使用的有源相控阵雷达技术状态稳定后,很快通过减少T/R单元数量,实现了机载有源相控阵雷达的小型化、轻量化(本届航展上展出的KLJ-7A机载有源相控阵雷达,就是这种技术积累和轻量化后的一款优秀产品)。因此,从网络上流传出的相关图片看,几乎在歼-10B刚开始量产时,使用机载有源相控阵雷达的歼-10C战机就已开始试飞了。由于歼-10C除雷达和部分电子设备外,基本与歼-10B相同,因此其试飞进度很快,迅速完成了定型。


事实上,歼-10B/C的关系,就好像是中国海军的052C/D系列导弹驱逐舰一样。前者作为探索全新技术的“先行者”诞生,费尽周折得到完善,这时,在前者技术积累的基础上再次技术跃进的新型号横空出世,全方位压倒了老型号。当然,这对单一一款装备可能是不利的,但对军队整体装备技术水平的提升,却起到极大的推动作用。

对中国空军而言,当歼-20战机作为下一代主力核心战机呼之欲出时,中国三代半战机的研制装备计划也在全面推进中,包括歼-16、歼-11D、歼-10C等一系列三代半战机即将定型或已开始投产。相比之下,生产年代较早、数量有限的歼-10B,虽然不大可能在未来的中国空中力量中扮演关键角色,但其作为中国第一款三代半战机的重要价值,却足以在中国航空发展史上留下重要的一笔。

本文摘自《世界军事》12月 刊 编辑:张淋清