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主题:【整理】《玄天九变》介绍俄罗斯向中国出口苏-27的历史 -- 俺老孫

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家园 玄天九变 前传之长空飞狐五 解读猛龙续之续

解读猛龙(第三部)下

歼-10以今天的标准来看,是典型的轻型战斗机了,这类战斗机一般最多携带4枚中距导弹加上两枚红外近距导弹,参与较远距离的作战时往往只能携带2枚中距弹2枚近距弹。从这个角度考虑,过于远程的雷达和复杂的射控技术同时安装在这种机体上并不划算,同时也会极大地增加飞机的造价和复杂程度。有一张在地面展示武力的照片非常有趣,歼-10战斗机挂载了6枚3种不同型号的导弹。最外侧的是较为常见的PL-8型导弹,其原形是以色列的怪蛇-3型导弹。紧挨着PL-8导弹的是一枚中距空空导弹,弹头部有不长的外露导线通道,中部弹翼仔细观察后可以看出是可动的,外形和美国的麻雀导弹一样,判断这是很少在中国的飞机上看到的PL-11导弹,它是在意大利阿斯派德的基础上发展的,而意大利则是从美国的麻雀AIM-7E-2发展而来。中国早期展示过歼-8II型战斗机曾经携带过这种导弹,和阿斯派德的原形麻雀导弹的广泛应用不同,在中国即便是执行截击任务的歼-8II型飞机都是携带4枚PL-8型导弹,并不携带这一型导弹,和美国的EP-3冲突的歼-8II飞机就是这种构型,这种飞机是当时中国国内唯一可以携带和使用该型导弹的作战平台。

一般的国际观察家都认为中国放弃了这一型号的导弹,这种半主动导引的导弹低空能力差,作战样式呆板。简氏推测可能是这一型导弹发展过程不顺利,中国意图克服导弹的固有缺陷,而花费了很长的时间进行研制,以至于投入使用的时间过晚,而更先进的导弹随后就达到可用状态,作为过渡期可能有生产和组装过一些,数量应该不多。在歼-10的机身上再次看到,这说明歼-10的雷达和火控是具有发射这类半主动雷达导引的空空导弹的,从另一个侧面说明歼-10的雷达比外界预期的会复杂很多。最内侧的导弹没有完全展示出外形,但弹头处没有导线肋条,中部弹翼固定,这应该是外界猜测较多的PL-12型先进中距空空导弹,它的外销型号SD-10的照片显示它采用了流行的尾舵控制,独特的带前掠的切尖三角弹翼是最佳的辨认标志。从照片上看,PL-12导弹的弹翼翼展比PL-11小不少,大致相当于AIM-120A的尺度。采用主动雷达导引头,结合惯性和指令中继修正的能力,与AIM-120,R-77的电子结构差不多。值得注意的是,这种导弹的弹体直径和麻雀系列导弹的尺度一样,大约200mm,中国并没有打算采用国际流行的减小弹体直径的减阻方式,但换而言之,这种导弹拥有更大更重的火箭发动机,较大的战斗部,说明中国对导弹的设计目的对美国和俄罗斯拥有的大量的大型轰炸机和大型作战飞机作过相当多的考虑,更大的直径可以容纳直径较大的导引头天线,美国的AIM-120弹径178mm,使用直径114mm的平板天线,而中国在96年珠海航展展示的主动雷达导引头的天线直径达到140-150mm,可以预期中国的制导头拥有更大一点的作用距离。据航展上称,该型导引头的有效作用距离在25-30km左右,比美国AIM-120上的导引头作用距离略远。

在FC-1的销售宣传中,PL-12的出口型SD-10宣称最大有70-80km的射程,这样看来,这一型号的导弹具有AIM-120中期改进批次的性能。大的体积必然意味着较大的重量,这种导弹一定不会比麻雀系列导弹轻,估计重量在220到250Kg之间。这比AIM-120和R-77都重,会在一定程度上影响载机的导弹携带数量和携带导弹时的机动能力。下表我们将歼-10可能使用的导弹列出,PL-8部分数据引用怪蛇-3,而PL-11的数据引用阿斯派德,PL-12的数据则根据简氏早期的评论。

Pl-5c Pl-8 Pl-9d Aim-9L R73

长度mm 2900 3000 2900 2870 2900

直径mm 127 160 157 127 170

翼展mm 650 560 800 630 510

射程km 0.5-14 0.5-15 0.5-15 0.5-18.5 0.3-22

作战高度m 20-18000 50-20000 20-21000 50-18000 20-20000

导引头 制冷多元锑化铟3-5微米波段 制冷双色1-3/3-5微米波段 多元制冷锑化铟3-5微米波段 制冷锑化铟3-5微米波段

制冷多元锑化铟3-5微米波段

重量kg 84.5 120 115 87 110

最大速度mh 3.2 3.5 3.5 3 3.5

最大过载g 40 56 50 35 45

离轴角度 25-40 32 38-45 28-30 45

Pl-11 Pl-12 Aim-120 R77

长度mm 3700 3840 3650 3600

直径mm 203 203 178 180

翼展mm 1024 674 627(450) 350/700

重量kg 220 180? 152 175

导引方式 半主动/被动雷达 主动/被动雷达+指令修正惯性 主动/被动雷达+指令修正惯性 主动/被动雷达+指令修正惯性

作用距离 单脉冲时61km,半主动时48km 25-30km 15-20km 15-20

速度mh 4.5 4.5 4 4

高度m 0-21000 0-25000 0-20000 0-20000

射程km 50 80 80(100) 100(70)

战斗部 破片式30kg 破片式25kg 破片式22.7kg 破片式30kg

目标过载 6-8g 8-15g 8-12g 6-12g

导弹最大过载 35g 38g 50g(40) 40g

发动机总冲 131.4kn 130kn(估计) 104kn 115kn

歼-10目前没有挂装对地武器的飞行照片,仅有的一张珍贵的地面展示照片已经分析出大量的信息,我们试图继续挖掘出更多的有价值的情报,这张照片上显示的飞机携带的地面武器很少,4枚500kg级的500-4型低阻航空炸弹,2具7联90mm航空火箭弹发射巢,如果按照这个挂装方案,加上机腹的副油箱和两枚用于自卫的红外近程空空导弹,飞机上被占据了9个挂点。这至少说明歼-10的外挂点不会少于9个,这个构型显然是用于近距支援的挂装。照片没有显示有什么精确制导武器,挂装的重量大约在3.5吨左右,根据前面推算的机内燃油的特点,这个构型可以提供飞机远达700km以上的支援能力,或者在距机场不超过400km的前线外40分钟以上的留空等待呼唤的能力,这是中国空军从未能获得的空中机动能力,这比幻影2000和F-16提供的近距支援的能力还要强。相信中国空军一直不打算发展强5型攻击机的后继型号,跟歼-10的这一强力表现有很大的关系。不过也是从这张照片可以看出,中国空军尚未完成战术思想的转变,还没有从防御空军转化为进攻性的打击空军,精确攻击能力较差、手段单一,这表现在缺乏具有多种攻击方式的精确制导武器。

96年中国的珠海航展上曾经展示了有激光制导炸弹的存在,而编号为607的雷华电子集团也有精确攻击用的吊舱展示,歼-10这张照片显示的是很少被暴露的侧面,有一个不引人注目的地方,进气道下方,起落架舱的侧面,几乎就在前翼的正下方,有一个小小的挂架,如果不仔细看,也许会忽略掉这个小挂架,这个挂架的另一侧,是歼-10的机炮舱,这显示这个挂点至少能承受250kg左右的载荷,以美国F-16常用的挂装方式,这个位置一般是挂在LARTIRN攻击吊舱的。中国607所1998年初研制的国产“蓝天”导航攻击吊舱,该吊舱概念类似于美LANTIRN吊舱,连名字都有些相似。和美国产品不同之处是带有一个小型对地探测雷达,“蓝天”吊舱主要目的是提供中国空军在夜间及恶劣气象下的精确对地攻击能力。“蓝天”是国防科工委“八五”重点课题,能为飞机提供爬升/俯冲指令,控制飞机超低空飞行,实现地形跟随的功能,完成全天候超低空突防。具体设备包括由地形跟踪雷达(TFR)、宽视角前视红外(FLIR)、控制电脑(NPCC)、环境控制装置(ECU)、电源(NPPW)五部份。地形追沿飞行间隙高度60至400米,飞行速度500至900千米/时,过载限制+12g至-1g,低空飞行时间50分钟,雷达探测距离15千米,红外探测距离10千米,维修间隔70小时。吊舱的体积0.295立方米、重200千克。早期的这个产品没有武器控制和制导的能力,和照片上的武器相搭配应证,这个挂架是提供给这种名为蓝天的吊舱的。

最近的一次中国的珠海航展,电子吊舱的种类被大大地丰富了,改进的吊舱不仅能够提供地形跟踪的能力,还集成了合成孔径雷达,可以在恶劣气候下获得精确的地面成像,前视红外装置更换为中国二代通用热成像仪,是采用16元扫描型斯普林特碲镉汞探测元的高清晰度红外热成像仪,光学孔径中设计合成了激光测距和激光照射的功能。预计这种吊舱要进入到中国空军,还需要相当长的一段时间,不仅仅是接收和适应设备,更重要的是需要花费很大精力去对部队的结构和战术思想进行革命性转化,年轻的中国空军任重而道远。另外中国的613研究所很早就提供了一种轻型的前视红外攻击吊舱,名字叫做蓝光,没有607的蓝天那么复杂,但有8-12微米的前视红外成像仪,电视,激光测距和激光照射等功能,主要提供给轻型攻击机使用。歼-10应该也可以在同样的位置挂载这个吊舱,用来使用激光制导炸弹或者激光制导导弹,C701系列发展的电视制导导弹也可用通过这个吊舱控制和使用。

对于现代的新型战斗机而言先进的座舱布局和电子设备是必不可少的,特别是机动灵活的飞机必须使用高性能的电传系统。歼-10的气动布局天生就是静不安定的,必须在电传操纵系统上有所突破才能让飞机飞起来,电传操纵系统的好坏,直接关系着歼-10的气动布局发挥的效能,如果这一系统不过关,即便有再先进的气动布局,飞机依然不会是一架好飞机。对于中国来说,以前从未有研究过三轴静不安定的飞机,在80年代,他们通过改进一架歼教-6(米格-19)教练机,初步探索了飞机的变稳定性的问题,当时还没有采用真正意义上电传操纵系统,而是采用控制增稳的方式,飞机的稳定性由调整油箱和配重的重心来完成,只能在很小的幅度内放宽纵向静安定度,这架飞机被命名为BW-1,即变稳一号的意思。

随后沈阳飞机研究所在80年代末利用一套设备改进了一架歼-8IIACT飞机,和去年在珠海展示的不同,这一架ACT飞机也采用了配重和油箱调整,也只具有有限的纵向静安定度调整的能力,在有限的飞行架次以后坠毁。直到90年代中,才再次完成了一架新ACT飞机的改进,这一次采用了在飞机主翼前增加一对面积很小的可全动的鸭式小翼,用于调整气动布局的中心,达到变稳的目的,同时可以有限度的探索三翼面构型对飞机的性能影响。外界曾经一度认为这架飞机是某一种歼-8改型飞机的样机,但那对前翼面积太小,还不足以对飞机的性能产生太大的影响,这一架飞机依然装配的是早期的模拟式电传系统,仍然只有纵向放宽静安定度。从珠海航展上播放的飞行录像来看,这架飞机是很成功的,它的飞行能力得到了很大的扩展。而歼-10计划和这些验证系统完全不同,它是三轴都静不安定的飞机,必须使用全权限四余度电传操纵系统。并且,这种系统不能上天进行试飞,必须在地面就具有很高的可靠性和对电传控制律有相当的把握才行。这套系统一直制约着歼-10飞机的发展,甚至飞机的总装完成很长时间内飞机都不能进行飞行试验,必须等待电传系统的完成。

国外先进战斗机都曾经为了电传系统的控制律在研制过程多次坠毁,而脆弱的中国上层的神经也许会为了一次坠毁而再度让飞机计划流产,大量引进的苏-27飞机将完全占据中国的天空。为此,成都飞机设计所采用了一种与众不同的开发方式,他们制造了一个不会飞的3轴自由铁鸟分析台,将风洞资料和各种设想中的气动干扰和误差叠加在这个地面实验台上,飞机的操纵控制律经过了超乎寻常严酷的检验,这个系统花费了十年时间,一直到1996年才获得成功,而早已装配完成的01号飞机还是采用了3通道数字一通道模拟的保险的系统完成的首飞。据中国航空的官方宣传,歼-10的电传系统是一套全数字式四余度全权限电传操纵系统,利用先进的VXI总线,每一个通道都可以完成信号的自检安全,这种电传系统非常先进,它只需要三个余度通道就可以保证飞机的安全操作,相当于较老式的数字4余度电传系统,瑞典的JAS-39就采用的这种三余度的电传系统,这一个系统的成功,标志着中国在先进气动布局转化为战斗机的最主要的障碍不复存在了。负责研制这一系统的年轻的工程师被评选为中国的十大杰出青年,五一劳动奖章获得者,而后成为成都飞机研究所的所长

歼-10战斗机凭借这一先进的操作系统,可以发挥出异常优异的飞行性能,由于歼-10的气动布局是在无尾三角翼的基础上发展起来的,利用这种系统,可以采用国际上在90年代发展的综合气动控制技术。它可以利用飞机的每一个操纵面进行气动最优化操作,飞机的舵面不再负责单一的功能,而是相互配合的完成每一个动作。这个技术可以极大的扩展飞机的控制效率和反应速度,能够深入利用和拓展飞机的最大升力系数,仅仅凭借这一点的进步,就可以将歼-10战斗机和以往的三代机区分开来,使他不仅仅成为时间划代的三代半战斗机,技术上也具有了三代半的特征。其实这一点我们从飞机携带副油箱的照片就可以分辨一二,这种起飞重量对于歼-10应该属于重载起飞了,但是飞机只将前缘襟翼放下,后缘襟翼和副翼仅下偏了很小的角度,对比起飞重量相似也采用边弯机翼技术的F-16战斗机可以看到襟翼下偏的角度大得多,而这个时候的鸭翼的角度比较大,利用鸭翼较大的迎角带来的强力涡流,机翼可以获得很大的增升效果,并不需要采用增加阻力较大的大下偏角襟翼副翼的操作。我们相信,歼-10的操纵系统,一定已经利用了前翼的最佳操纵率,并利用综合配平技术给飞机留下很大的升力余度,这能够充分发挥鸭式布局阻力小的特点。中国国内的人坚信歼-10可以做一定程度上的不开加力超音速巡航,从AL-31F的发动机推力和涵道比来说似乎可能性不大,那么鸭式布局真有那么神奇么?这只有等遥远的将来中国正式透露飞机的性能参数才能有定论。

歼-10有一套先进而复杂的综合式航电系统,利用两条双余度的1553B总线,采用国际流行的分布嵌入式计算,开放式集中的总线网络结构,系统水平完全可以比美俄罗斯现在最先进的系统。一台宽视角的平显,据称瞬时视场不小于28度,可显示导航、雷达、红外搜索/跟踪系统和机载光电吊舱的信息。3台6×5英寸的下视彩多功能色液晶显示器,具有高背光防眩的能力,也具有夜光操作的性能,支持飞行员戴夜视镜操作,显示器的亮度、对比度有智能化自动控制,也可以手动调节和设置。每一个下视显示器都由周围的按钮控制,每一个按钮都可以被重定义,飞行员可以选择自己喜欢的控制方式设置飞机的操作。正常情况下,左边的显示器将显示武器的作战状态和数据,中间的显示雷达数据,右边的显示战术信息,可以相互间自由切换和备份,都能叠加视频信号,比如前视红外系统的图像等。仪表台还是保留了极少量的几个电子化仪表,这可能是因为考虑到飞机的性能和操作环境的变化太大,接收的飞行员不能很快适应并掌握这一系统,有几个飞行员常用的仪表保留,即可以保证飞机的显示安全余度,也可以减小飞机的接收难度。苏-27刚刚装备部队的时候也曾经出现过飞行员不能适应甚至抵制新的飞控系统的事件,看起来中国似乎想极力避免。中国和当时的苏联不同,中国还有一个有力的武器,那就是当初为电传操纵系统研制而创造的铁鸟台,成都飞机研究所在这一系统的基础上很快就推出了歼-10战斗机的数字式全仿真模拟训练台,可以最大程度上方便部队以最经济安全的模式培养飞行员,也可以在减小飞行员的实际飞行小时数时保持飞行员的训练。

歼-10的研发单位提供给最新的轻型出口战斗机FC-1的航电系统被认为是歼-10的一面镜子,因为FC-1的功能和性能要求远低于歼-10,研究单位势必从成熟的系统中演化出一套经过简化的系统出来。FC-1也采用一平三下的座舱布局,同样采用了被中国人自己称为第三代水平的综合航电系统。FC-1的结构基本上和上面的相似,它安装了一套先进的GPS/INS导航系统,轻型的固态环形激光陀螺惯性导航系统,能够为飞机的其他系统提供高精度的飞机矢量数据,雷达的计算机如果在软件支持的情况下,可以利用这个信号作较为粗略的合成孔径计算。GPS则是目前最流行的导航系统,它具有价格低廉,远程性能好的特点,可以很容易和电子地图搭配,甚至可以很轻松的使用流行的商用电子地图。中国国内的环境可能不允许依靠美国的GPS,他们自己的北斗导航卫星还不清楚能不能提供给这类平台使用,传统的无线电导航设备应该依然保留,塔康等导航设备可以为GPS和INS的备份。从歼7M开始,中国的歼击机都采用了数字式的大气数据计算机,尤其是这一类采用电传操纵系统的飞机,高精度分布式大气数据计算机应该毫不例外的装备。歼-10的机背和进气道下方有两个刀片形的天线,这是数据链的特征,它应该是配属的新一代的战术通讯/数字传输链的天线,工作在V/UHF波段,具有远程工作能力,应该也毫不例外的采用全数字跳频/跳扩频抗干扰能力。结合中国大力发展的战术战场联合信息系统,这将极大的提高飞机的战术信息水平,在有预警信息的支援下,战斗机可以发挥出倍增的战斗力,这一点早在70,80年代就被实战所证明。中国采用到这个系统,已经算发展较慢的了。

综合航电对外挂和武器管理系统的要求颇高,这一系统使用POWER PC芯片的高速计算机,通过1553B总线与飞机的其他航电系统相连接,每一个挂点都可以接受符合MIL-STD-1760标准的武器,这意味着可以挂载使用西方的武器,据说设计上也考虑了兼容俄罗斯的武器挂载,但没有照片和证据表明歼-10战斗机可以挂载俄罗斯的导弹。通过武器管理系统,火控系统可以随时了解飞机携带和使用武器的状况,各挂架武器的准备和反馈状况等等,对武器的灵活挂装有很大的好处。以前的苏联式的设计系统里,每一个挂架使用的武器有严格的限制,没有统一的标准,这导致火控系统的复杂和混乱,往往一架飞机必须使用专门为其设计的导弹和武器,而且必须挂装在指定挂架上,这不利于现代多用途战斗机的发展趋势,让飞机的作战样式和能力显得呆板,不易发挥出飞机和武器的真正效率。统一的灵活的武器挂装和管理系统,正是一架先进的多用途飞机的必然保证。

ESM/ECM电子对抗系统的情况最不明朗,RWR电子告警机是其中一个部分。中国现在的雷达告警接收机性能和西方水平接近,水平不明。在古老的米格-21飞机上搭配的就可以侦测多个通道的雷达信号,具有存储100个型号的比对库。新的电子告警装置是飞机最要紧的电子设备之一,预计会拥有全波段全波形多通道处理能力,并且可以利用INS系统的高精度信号,利用相参技术获得信号源相对精确的位置,能够根据数据库信息比对大致判断出信号源的类别甚至型号,从而获得威胁级别的鉴定,这一系统有变相雷达的功能,是战斗机电子设备发展的重点优先设备之一,中国长期缺乏良好的机头雷达的时候,对这一系统的发展花费过极大的精力,应该有很好的效果。

导弹逼近告警(MAW)系统也是一个重点,歼-10的机身上有很多可疑的光学窗口,这些窗口怀疑是应用了分布式多波段全向导弹接近告警系统,飞机机头的白色椭圆形的突起,其他位置因为照片有限或者曝光差异不易分辨。如果采用了这个系统,歼-10就具有红外/紫外波段的高精度的导弹发射逼近告警设备,它能够从光学波段看到导弹的发射,能够极其精确地对导弹定位,便于使用定向电子干扰和定向能光学对抗,还可以非常精确有效的控制CFD(箔条/红外干扰弹投放装置)投放干扰弹,合适的时机投放诱饵是自卫电子干扰系统中最有效也是最关键的,还可以及时地控制红外干扰机和电子自卫干扰机的开启。同样的系统目前只有法国的阵风和欧洲的台风(除德国版)有装备,歼-10的传感器窗口数目少于阵风,从安装位置看也应该是覆盖了机身的360度空域,如果这个猜测成真,那么歼-10的先进性真的不容小视,如果能将这种监视360度空间的能力应用在近距空战上,使用先进的具有越肩能力的导弹,加上飞机的机动性,近距空战中将会使敌方飞行员的噩梦。难怪有专家在担心一旦中国放开出口歼-10战斗机的管制,会大量抢走俄罗斯的客户,我们没有与之相竞争的轻型战斗机。

从照片、中国的公开网络和专业期刊上获得的资料大致上完成了上面的评估,这种战斗机的服役不可避免地会增强中国空军的战斗力。不过一款先进的战斗机的价格是相当昂贵的,中国的军费数额并不大,空军的采购主要注意力还是放在更先进的大型的苏霍伊飞机上,他们意图为苏-27更换为歼-10研发的一系列先进的电子设备,毕竟大型平台的作战能力还是强于轻型平台。歼-10的采购并不如同对其性能估计那么乐观,到底这种战斗机中国打算采购多少数量呢?曾经到过中国的米高扬的工程师估计歼-10的飞机每架的总造价将会在2500万美金左右,这个价格比米高扬制造一架米格-29更昂贵,相当于3-4架同一个公司制造的经过现代化改进的歼-7E(更换了双三角翼的米格-21)。

从歼-10飞机所提供的作战半径所覆盖的空域,以及在战区上留空的时间、出动率,以及飞机的使用寿命,一架歼-10能提供5-10架歼-7型飞机相等的作战能力。用于取代中国老旧的歼-6机群时,一架歼-10可以以1:10到1:15的比例进行换装,而替换米格-21/歼-7时,歼-10可以以1:5到1:7的比例换装,而老式的歼-8也可以以1:4到1:5的比例换装。这样的置换比会大大缩小中国空军的规模,节约大量人力和地面设施的开销,但需要修建更加集中和现代化的大型空军基地来保证这些先进的飞机的使用和维护。从综合实力上看,这样的换装并不会带来实力上的削弱,因为中国空军早期装备歼-6(米格-19),歼-7(米格-21)的策略和苏联时代相同,总有一架飞机是另一架的备份,至少有1/3的飞机是备份飞机。尽管有数量庞大的歼-6战斗机,高峰时达到3000架,目前尚余不少于1000架,置换这些飞机,歼-10只需要不到70架飞机就能达到同样的效果,而700架左右的歼-7(米格-21)完全替换也只需要300架左右就够了。还有数百架的歼-8,替换他们的可能不会是歼-10,而是苏-27的中国生产型号歼-11。

从这样看来,歼-10的生产数量大约只需要400架左右就足够了,中国90年代订购的AL-31FN发动机数量是50-55台,2003年就完全交付完毕,土星声称还可以继续从2004直到2009将持续交付250台该型发动机。这个信息推测,中国目前至少已经生产了数量不少于40架的歼-10战斗机,而除去试验用的,至少有30架以上可以交付空军使用。而土星5年交付250台发动机,则可以表明歼-10飞机将以每年40-48架飞机的生产速度交付使用。这个速度也符合成都飞机公司的真实制造能力。歼-10战斗机估计去年就在中国空军实现了战斗力,而真正形成有效的战斗力和威慑,大概要到2006年,飞机总数超过150架以后,在中国最为关心的台湾海峡的空域,歼-10将占据绝对优势。歼-10战斗机的生产可能会持续到2015到2020年,届时会有更新一代的战斗机取代它的地位。

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