结局与开端:“枭龙”战机与中国军用航空(图)

“枭龙”战机

2003年8月底,由中国成都飞机公司与巴基斯坦联合研制的FC-1/超7战斗机首飞蓝天,这个里程碑式的时刻标志着历时十余载的超7战斗机计划终于进行到了一个全新的阶段。对巴基斯坦空军来说,他们拥有一种具备现代空战能力的战斗机的梦想终于将要实现;而对中国航空工业而言,超7飞机代表了一种创新的思路、一种与以往不同的模式,它意味着发展了30余年的歼7飞机在技术上走到了终点;同时,面对广阔的国际化市场超7飞机也为中国的轻型战斗机揭示了一个新的开端。

从“佩刀II”到FC-1

超7飞机的历史要追溯到上个世纪的80年代,当时西方各国的战斗机正处于更新换代的阶段。第三代战斗机与第二代战斗机相比,在技术上有了本质的进步。随着发动机、电子、空气动力学等技术的发展,战斗机不但能飞的很快,而且为此而付出的机动代价减小。灵活机动的战斗机配以功能强大的雷达火控系统,使其空战效能大大高于第二代战斗机,同时这些飞机成为一个优秀的攻击平台,使得它们在空战之外能够较好的完成对地攻击任务。80年代发生的几次空战证明了这种技术飞跃的效果,技术不但决定了战斗的结果,甚至改变了战斗的规则。

而中国此时还是以过时的歼6为主,配合以少量歼7、歼8飞机,形成了规模庞大,但实际作战能力低下的一支防御性空中力量,面对来自北方苏联的强大压力,这些飞机显然难以担当重任。时至今日,可能很多人会迷惑于此:为何整个漫长的80年代中国空军在装备上几乎停步不前?为何当初一些进展似乎顺利的项目,例如涡扇-6发动机、歼9战斗机等纷纷下马?技术或许是一个原因,经济发展的需要或许也是一个原因,但这些原因都无法取代国家安全的重要性,而80年代的练兵热潮也确实说明军队现代化并非仅仅是一句空话。

或许我们能从当时的时代背景出发做出一些推论。80年代中国与西方拥有一个共同的潜在威胁:苏联,作为一股强大的牵制力量,中国理所当然的成为西方国家的盟友。这种松散的盟友关系和谨慎的信任态度事实上确实给中国军队带来了一些好处,例如小羚羊直升机、海豚直升机、“和平典范”计划等。今天西方习惯于把这段时期称之为中国与西方的蜜月期,我们现在无从得知在这短暂的蜜月中中国到底都得到了、或者想要得到些什么,总之当“雷鸟”在长城上空翱翔的时候,西方甚至在猜测是否中国将选择F-16作为主力战斗机。

巴基斯坦空军是中国战机的使用“大户”

超7飞机就诞生在这种背景下。长期以来,由于共同的战略需求巴基斯坦与中国走得很近,中国的歼6、歼7战斗机也成为了巴基斯坦空军的重要组成部分。80年代中后期,面对印度空军装备的新型米格、幻影,巴基斯坦的歼6、歼7和幻影III等战斗机已经无法有效保证空中优势。在这种情况下,巴基斯坦一方面从美国引进F-16A/B Block15战斗机,另一方面则寻求从中国获得一种具备现代化作战能力的新型战斗机,作为F-16战斗机补充的同时也能培养巴基斯坦自己的航空工业。在同中国初步接触后,两国共同决定在成熟的歼7M战斗机的基础上开发一种新型的轻型战斗机,这就是超7的雏形,巴基斯坦将其命名为“佩刀II”,中国则称之为歼7CP。

“佩刀II”与歼7飞机相比相差不大,从当时公开的模型看,其主要改进为由机头进气改为两侧进气、加装前缘襟翼。可见新飞机的作战思想是加强电子设备和雷达以具备超视距作战的潜力、改善飞机的飞行性能以适应中低空格斗。

从一开始,“佩刀II”计划就决定采用国际合作的模式。当时中国无论在电子设备、发动机或者是气动设计上都远远落后于国际先进水平,采取国际合作的方式不但能够缩短研制周期,而且能使中巴两国的航空工业均从中获益,最重要的是:当时可以与西方合作。

首先进行竞争的是发动机。1987年初,普惠公司来到中国并推荐了他们的PW1120涡扇发动机、F404涡扇发动机和PW1212/1216涡喷发动机,其中PW1120为以色列正在研制的“狮”式战斗机所选用(同时也用于“鬼怪”战斗机的改进);F404则用于著名的F/A-18战斗机;PW1212为A-4攻击机所用的J52涡喷发动机的改进型, 1216型为在1212型的基础上安装涡喷13型发动机的加力燃烧室及配套设备的改进型发动机,加力推力为7425kg。几乎与此同时,英国罗.罗公司也向中国推荐了其RB199-127/128型涡扇发动机,该发动机加力推力达到7430kg、推重比为7.6,带有全权数字式燃油控制系统和反推力装置,用于“狂风”系列战斗机。同中国同期生产的航空发动机相比,这些发动机无论从性能上还是可靠性上都遥遥领先,而且通过一些改动都可以安装到“佩刀II”战斗机上,如果一切顺利的话,发动机将不会成为飞机研制的阻力(中国战斗机的研制瓶颈往往就在发动机上,比如歼9、歼13和后来的新型歼击机,航空发动机的研发制造能力基本说明了一个国家航空工业的实力)。

“LAVI”战机安装了美国PW1120发动机

同发动机的情况有些不同,在飞机的外形设计上“佩刀II”经历了一个相对复杂的过程。最早的设计在整体气动上并没有什么明显改变,依然沿用了米格-21的57度三角翼正常布局,因此也延续了米格-21飞机的缺点:亚跨音速性能不佳、起降性能差,相对于巴基斯坦空军面对的对手而言,这种性能是无法满足使用需要的。1988年,正在同中国就“和平典范”计划(升级改进55架歼8II战斗机)合作的美国格鲁曼公司加入了“佩刀II”计划,针对该飞机的性能要求,他们提出将机翼修改为类似于F-16战斗机的42度前缘后掠梯形机翼加边条的形式,同时平尾形状也相应有所改变。经过此番改动后,原来的两侧进气已经无法在较大的迎角下满足发动机进气需求,因此格鲁曼公司将进气口下移并内倾10度,成为类似于“阵风”战斗机的“肋部进气”方案,这样在边条和机身的共同作用下,即使是在大迎角的时候也能保证发动机正常工作。至此,“佩刀II”飞机的总体气动布局基本敲定,这个基本方案一直延续至今,只有少许的改变。

89年后风云突变,盟友成了仇敌,仇敌却刀兵入库不再怒目相向。美国公司的退出导致超7计划一度陷于停顿,没有了发动机几乎什么都无法展开。1990年中国宣布将继续超7计划,但是如何继续?当时并没有答案。此时的巴基斯坦由于美国制裁甚至无法得到已经付了钱的F-16战斗机,因此也只能选择将“佩刀II”进行下去。

90年代俄罗斯米格公司在失去了中国空军这块大烧饼后积极提出参与超7战斗机计划,在米格的协助下,超7飞机的相关工作得以顺利进行,此时该项目的对外名称正式改为FC-1计划。此时的超7飞机已经远远脱离了最初的歼7改型思路,随着形势的变化和技术的发展,当初的轻型廉价制空战斗机已经变成了多用途轻型战斗机。这里需要指出的一点是:并非中国此时无力独自完成超7飞机的研制工作,但是在当时的成飞公司,其最重要的项目并非超7,而是中国自己的新一代战斗机。面对这种在技术层次和战略意义上远高于超7的新型战斗机,成飞自然而然的将主要精力放在它的身上。此外,超7飞机仅仅是一个外贸项目,其进度不光取决于技术力量,还取决于巴基斯坦方面的资金到位情况和客户需求,中国军方和成飞不会为这个项目投入多少资金。就现在已知的一些情况看,作为成飞集团旗下的主要技术科研机构611研究所在整个90年代并没有将主力投放在超7飞机上,直到2000年FC-1飞机宣布技术冻结,从官方媒体上透露出来的信息仍然说明611所始终在集中全力完成新歼的研制工作,即使是现在大体情况也是如此。

因此,在米格公司加入后,超7计划已经不存在什么技术上的难关。美国公司退出后,发动机的挑选余地已经很小(其实退出的不光是美国,西方国家都不会再提供军用发动机给中国了),中国自己没有合适的发动机,因此唯一适用的选择就是俄罗斯的RD-93涡扇发动机了。有了米格的协助,安装这种发动机并不是什么困难的事情。此外就是航电、雷达等设备的选择。从歼7P等战机开始巴基斯坦便习惯于选用西方的设备以保证性能,由于最终客户是巴基斯坦,国外公司也乐于提供相关的电子设备。雷达火控系统的竞争者曾包括法国萨基姆公司和汤姆森公司、英国的瓦可基公司。雷达的竞争型号包括意大利的FIAR雷达和瓦可基公司的雷达,前者由法国萨基姆公司负责。最终,巴基斯坦选择了意大利的FIAR Grifo S-7机载雷达。至此,超7/FC-1战斗机计划在技术上基本尘埃落定,剩下来的就是按部就班的造出原型机、试飞、定型、交付使用。

超7的技术分析

作为一种21世纪出现的战斗机,超7飞机究竟有何技术特色呢?它是否能够像它的前辈歼7飞机那样在世界战斗机市场上争得一席之地呢?让我们从技术的角度来仔细观察一下这架飞机。

超7飞机的技术数据:

全机长 : 14.5米

全机高 : 5.1米

翼展(不带翼尖弹) : 8.5米

机翼面积 : 24.4平方米

机翼前缘后掠角: 42度

重量数据:

正常起飞重量 : 9100千克

最大起飞重量 : 12700千克

基本飞行性能(设计值):

最大飞行速度 : M1.6

实用升限 : 17000米

最大转场航程 : 3000 KM

留空时间 : 3.5小时

起飞滑跑距离 : 500米

着陆滑跑距离 : 700米

1. 机动性能

气动设计基本决定了一架飞机的机动性特点。前面已经说过,与歼7飞机不同,超7飞机将主要着重突出亚跨音速的机动性,这就要求这架飞机应该具备大推重比、小翼载荷和适合于亚音速盘旋的机翼。从飞机的外形上我们可以看出,超7飞机的总体布局与F-16战斗机类似,采用了展弦比为3左右的中等后掠角梯形机翼,并且配合以边条和机动襟翼。这种机翼的特点是升力线斜率高、诱导阻力小,因此大迎角性能较好,盘旋时能量损失较少,明显优于歼7飞机的三角翼。此外,内倾进气口两肋进气道和边条翼、机翼前缘机动进翼都是经过考验的成熟技术,有助于提高大迎角性能和盘旋性能。从气动总体设计上看,超7飞机在技术上并未做很多冒险,基本上就是以够用为标准,用成熟技术来获得较为实用的性能。

超7飞机与F-16的大小、布局都很类似

RD-93发动机的推力较大(加力推力81.4千牛),从超7飞机的结构重量及正常起飞重量看空战推重比将接近1,而估计超7飞机的空战翼载荷将是330-350千克/米?左右。从这两个数字看,其翼载荷与F-16A、F-15A等典型第三代战斗机比较接近,而推重比略有差距。这意味着超7至少在理论上将具备同大多数三代机类似的机动性,从其气动布局特点看,其性能将更加接近于F-16飞机。不过推重比不足将导致超7飞机在长时间机动作战中的能量补充不如一些典型三代机。

当然战斗机的飞行性能不光取决于机体设计,其操纵系统也相当重要。或许是出于成本的考虑,超7飞机仅采用了纵向三余度电传系统。纵向电传的好处是飞机自动驾驶可靠性高,且不会出现某些飞机跨音速时出现的反操纵现象,另外在空战中飞机的俯仰、机头指向敏捷性均会较为出色,不足之处则在于滚转等横侧机动时更加依靠飞行员的经验。不过超7飞机比较小巧,运动惯性相对F-15、SU-27等大型战斗机要小得多,因此操纵性问题不会很大,采用电传的目的或许主要是为了改善操纵品质,减轻飞行员的驾驶压力。从超7飞机机翼、起落架的位置看,并没有像F-16那样采用放宽静安定度的设计,这多少也降低了电传的难度,当然这也在某种程度上限制了超7的机动性。

米格-21家族战斗机在空战中有一个常被敌人利用的弱点:座舱设计。其狭窄的座舱视野经常导致敌机利用其大面积的观察盲区接近或者逃逸。超7飞机针对此缺点作了不少改进,首先是风挡改为单块整体式,其次是略微增高座舱,使飞行员的头部位置更高观察范围更广,加上机翼形状的改变,超7飞机视野将比歼7系列大不少。不过从照片上来看,由于沿用了歼7系列的背鳍设计,因此后方视野依然不是很好,比起F-15、F-16等机种仍然有不小的差距,这在格斗中将会体现的比较明显。除去这一个小小的遗憾,超7飞机采用了流行的双杆操纵系统(HOTAS),其好处在于充分利用飞行员的两只手,极大的提高了人机功效,对提高飞行员的抗荷能力也有好处。

综合来看,超7飞机作为一个飞行平台,其飞行性能将明显好于歼7等第二代战斗机,与第三代战斗机相差不大。超7飞机的主要活动区域将是在8000米高度以内、1M速度以下,与F-16战斗机的主要作战区域非常接近。如果配备了较出色的导航、地形跟踪系统,则该飞机将具备较出色的低空飞行性能,这也有利于其完成空战、对地攻击的双重任务。

2. 航电、武器

实事求是的说,超7飞机与歼7家族实在是没有什么共同之处了,这在航电系统上有较为明显的表现。从一开始超7飞机便是一个商品化的设计,而美国公司的加入又带来了一些新的设计思想,因此超7飞机在航电方面显示出了较为明显的西方血统:模块化设计、1553B总线、与西方武器通用的外挂管理、雷达火控系统等。

前苏联的战斗机在航电设计上存在很多弊病,主要原因在于苏联的大规模集成电路技术远远落后于西方。于是前苏联的设计师们就用强大的整合能力将很多落后的元器件组成一套满足作战需求的电子设备系统,虽然这能够解决一时之需,但是从使用上看也存在着维护、升级方面的困难——从某种角度讲中国的战斗机也存在这种问题。

“和平典范”计划中被改装的歼8II战斗机

其实中国倒是一直很向往西方战斗机的自动化座舱,从公开展示的歼7MG、歼8IIM等战斗机及一些日常报道来看,中国确实是在向西方标准靠拢。中国最早获得的西方航电观念或许来自80年代的“和平典范”计划,格鲁曼公司对歼8II战斗机改进的核心就在于引进了1553B数据总线。几乎与此同时,成飞开始了第三代战斗机的研制工作,从现在披露的一些情况看,其火控、航电的设计基本遵循西方标准。大量的投入必定获得了丰富的经验积累,因此当90年代超7飞机全面展开时,航电系统的设计必定轻车熟路。从现在已经公开的一些情况看,超7飞机采用1553B数据总线、中国的传感器、电子对抗系统、座舱设备和意大利的雷达等。在这里我们仅就与作战相关最大的雷达展开讨论。

意大利FIAR Grifo S-7机载雷达是一种较小型的多功能脉冲多普勒(PD)雷达,拥有上视、下视和地图测绘能力,能够较好的支持各种空空、空地武器,平均无故障时间为200小时左右。现在关于这种雷达的详细资料还无法获得,我们可选取与其类似的Grifo-F/M雷达来做一个大体的认识。

GRIFO-F/M雷达性能:

工作频段(GHz) 9.0-9.5

脉冲重频类型 高、中、低

上视距离(KM) 62

(5平米目标)

下视距离(KM) 35

(同上)

跟踪目标数 10

攻击目标数 1

扫描角度

方位(度) ± 45

俯仰(度) ± 45

天线口径(mm) 560 ? 380

平均功率(W) 200

电能消耗(Kv·A) 2.05

体积(m3) 0.064

质量(KG) 87

可靠性(小时) 200

从以上数据可以看出,该雷达性能基本与F-16装备的早期APG-68雷达类似,能满足一般的空空/空地作战使用,但与一些大型战斗机的差距较大。不过,笔者一直认为巴基斯坦选用这种雷达有一些与武器匹配的问题,这个问题我们在后面的机载武器部分再探讨。总的来说,超7飞机配合该雷达将具备较出色的中、近程空战能力;若配合以低空导航、光电照射吊舱,将拥有较强的全天候对地攻击能力。

超7飞机的武器选择较为多样化,除去基本武器23mm机炮外,应当可以携带挂载能力以内的北约标准航空炸弹、空空导弹和中国的航空武器。从巴基斯坦的使用传统看,美国的“响尾蛇”系列空空导弹(类似中国霹雳5、霹雳9)是必然的选择,除此之外,法国的“魔术”II(类似中国霹雳7)可能也是近距导弹的选择之一。根据频频露面的超7飞机实体模型所展示的信息,中国的SD-10主动雷达制导中距弹可能会优先出售给巴基斯坦,如果此举属实,那么巴基斯坦可谓捡到了意外之财。SD-10导弹本身现在依然是情况不明,仅从外观推测应该是一种类似于P-77、AIM-120的中距弹,简单测算后可推断这种导弹的尺寸接近P-77,应该拥有与AIM-120相似的性能。巴基斯坦空军向来缺乏超视距空战能力,因此在与印度的米格-29、米格-25、SU-30、幻影2000等飞机对抗中必定处于被动,若装备主动中距弹的超7飞机服役,则巴基斯坦将一举拥有与印度同等的超视距攻击能力。但是问题虽之而来:如果SD-10是中国独立开发出来的武器,那么必然存在相关技术保密的问题,这样一来,导弹与意大利雷达的信号传输就可能根本无法进行,中国不可能向意大利提供自己的技术机密,而意大利也未必肯向中国提供相应的支持。同样的问题可能还会出现在其他的武器上,例如制导炸弹和空地导弹。

超7飞机的武器系统非常完备

虽然巴基斯坦似乎没有提出具体的多用途任务需求,不过作为一种21世纪出现的战斗机,具备通用的武器管理能力和相应的多用途能力是理所当然的需要,而伊拉克战争也充分说明了近距离支援飞机的重要性。除去一些西方的标准常规弹药,FC-1飞机能够选择的就只有中国的空地武器了。虽然现在中国似乎还没有可以实际投入市场的空地武器,但从历届航展来看,推出这样的武器也不是很遥远的事情,例如类似于“小牛”的通用空地导弹、激光/电视制导炸弹等。不过这些武器可能会碰上和SD-10导弹同样的问题,就是和雷达、火控的匹配问题。因此笔者不禁猜测:或许一段时间后FC-1/超7飞机根本就不会装备国外雷达,取而代之的可能就是中国货。随着歼10飞机、歼8改进型和歼11飞机的进展,国产雷达的进展必然迅速(其实从武器本身的发展也可以推测中国雷达的进展),因此完成一台超7飞机需求的小型多功能雷达不是什么难事,真能如此还可让中国的雷达厂商多赚一笔。

综合评价

至此,我们基本能够对超7/FC-1战斗机作一个基本的评价。超7飞机是一架具备第三代喷气战斗机技术特点的多用途战斗机,它在市场上的最大优势将是较高的性价比。诚然,超7飞机与市场上的热门货F-16相比还有较大的性能差距,但是对于大多数中小国家来说,其简单的作战需求有必要让他们花那么多钱来购买全能的F-16么?花一半的钱,获得能够完成F-16大多数任务的超7战斗机,何乐而不为?

超7、米格究竟谁能执牛耳?

可以预测,超7飞机的市场还将是中国传统的亚非拉老朋友们,不过无论是谁都必须承认这将是中国第一种有实力与西方在市场上竞争的战斗机。这是中国第一种采取开放式模块化设计、按照市场需求设计的战斗机,它不代表中国最先进的航空科技,但却代表了中国航空将以市场化的方式走向世界,对于中国航空工业的良性可持续发展而言,这一点显得难能可贵。

对于中国空军而言,超7飞机将使他们获得一个选择的机会。攻防兼顾的作战思想需要更多的攻击机,超7无疑是现在最为现实的一种选择(从技术上看超7将比高教9、歼7MF更适合作为多用途战斗机,唯一在技术上能够与之竞争的就是L-15高级教练机,但这种飞机还处于模型阶段),如果将设备完全国产化并成功的降低价格,那么未来中国空军批量采购超7也是不无可能。

对巴基斯坦空军而言,超7/FC-1飞机将使他们在作战能力上提高一个档次,在技术上前进一代,在不久的将来甚至可能取代F-16战斗机的主力地位成为巴基斯坦空军的中坚力量(除非以后中国将更先进的飞机出售给他们)。装备了先进的中距导弹的FC-1战斗机将成为印度大多数战斗机挥不去的阴影,虽然从飞机的角度看FC-1并不比印度的米格-29、SU-30、幻影2000等飞机出色,但是中国提供的完整的、平台与武器完美结合而成的战斗机系统和后勤保障能力意味着FC-1在作战中将成为一种高效的武器。它将适合于执行各种空中任务,强大的任务弹性意味着巴基斯坦空军无需拥有繁杂的机种以满足不同的作战需求,从而花更少的军费来获得更高的作战效率。

超7飞机意味着歼7时代的终结,也意味着市场化的中国轻型战斗机有了一个全新的开端。让我们用2003年8月25日下午网络上传闻超7首飞成功后欢呼雀跃的巴基斯坦论坛上的一个网友的发言来结尾:让那些不肯交付F-16战斗机的人们看看,最终是中国给了我们需要的飞机,它很棒,比F-16还好,中国和巴基斯坦的友谊万岁!(作者:楚歌)

千龙新闻网   2003年09月16日


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