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FC-1“枭龙”超音速战斗机

http://china.toocle.com 2009年09月16日19:15 生意社 点此复制全文转载!
生意社2009年09月16日讯
FC-1“枭龙”超音速战斗机
FC-1“枭龙”超音速战斗机FC-1“枭龙”超音速战斗机
  FC-1是中国和巴基斯坦合作研制的新一代轻型战斗机,将替代巴基斯坦现役的歼-6、歼-7、米格-21、F-5、“幻影”-Ⅲ/Ⅴ等系列飞机。飞机的设计指导思想是研制适应2000年以后作战环境要求的全天候、多用途轻型战斗机,它能够在白天和夜间执行空-空、空-地双重任务,具有发射中程导弹,超视距攻击和精确对地攻击能力,作战半径要求高,同时又要保证飞机较低的价格和较高的可靠性和维护性。超-7/FC-1于1994年开始设计,现在已经研制出原型机。
  FC-1为单座、单发、两侧肋下进气的常规布局,并采用全翼展前缘机动襟翼和大机身边条。机体布局兼顾了新一代战斗机隐身特性的要求。飞机气动布局先进,因此具有较高的机动性和大迎角性能。FC-1的飞控系统采用机械液压式并配以简单的自动驾驶仪,既可实现良好的操纵性,还能大大降低飞机成本和飞行员的工作负担。此外,座舱采用整体圆弧风挡和水泡型座舱盖,采用穿盖弹射救生系统,飞行员有较好的视野和可靠的应急救生保障。
  FC-1的动力装置为先进的涡轮风扇发动机,具有性能可靠、耗油率低、维护简便等特点。发动机最大推力为49.4千牛,加力推力为81.3千牛。
  FC-1装有先进的航电系统。航电系统的基本结构由1553B数据总线综合,主要设备有任务计算机、脉冲多普勒雷达、惯性导航加全球定位系统、外挂管理系统、敌我识别器、雷达告警接收机、箔条/曳光弹投放器和数据传输单元等。座舱设备主要为平显、多功能显示器和双手不离杆操纵系统。飞机在对空任务中具有格斗、超视距攻击能力;在对地攻击中具有常规攻击、精确攻击的能力,并能进行精确导航和目标识别。此外,飞机可加装前视红外器、激光照射吊舱和夜视镜。
  FC-1具有外挂量大,外挂种类多的特点。飞机有7个挂点,最大外挂量为3800千克,外挂种类包括近距空空导弹、中距空空导弹、常规、精确制导、反跑道弹和各种吊舱。
  与第二代战斗机相比,FC-1突出中低空机动格斗士能力,性能有了很大的提高,与第三代飞机接近。以歼-7M为例,除最大马赫数、实用升限外,FC-1的其他性能都明显高于歼七M飞机,特别是在作战半径、机动性、外挂能力和雷达探测距离等方面有了质的飞跃,能同时兼顾巴基斯坦空军和中国空军的共同需求以及国际市场的需要。
  80年代中期,巴基斯坦空军为选择90年代战斗机,提出在歼-7M型飞机的基础上与成都飞机公司共同研制新飞机,巴方定名为“佩刀II”方案,中国方面则名称定为歼-7CP。从当时公开的图片看,基本上是在原歼-7飞机的基础上进行局部改进,采取了与歼-8II相同的两侧进气道、翼根前缘增加了前缘襟翼,改动机准备换装外,其余均同F-7,由于该方案基本是在歼-7M基础上的局部改进,国外媒体又称之为“超7”。方案提出后,美国与英国的航空发动机厂均参加了竞争。
  1987年初,美国普拉特。惠特尼公司的国际项目主任斯蒂芬。哈金斯率团到北京参加座谈会,提出了三个方案供中巴选择:
  1、更换PW-1120发动机。该发动机加力推力9387kg,最大推力量6122kg,推重比7.3,单价200万美元。由于该发动机的空气流量为81kg/秒,与歼-7进气流量不匹配,总压恢复系数只能到0.8-0.85,损失太大,飞机需改为两侧进气,此时的总压恢复系数Qjq=0.95。Y这样进气道、中后机身都要作较大的改动。由于燃油系统要作相应改变,头部需增加135kg的配重,这在经济上很不合算,但作战半径可以提高。
  2、换装F404发动机。该发动机加力推力7711kg,最大推力4790kg,推重比7.86,单价180万美元。该发动机进气流量为68kg/秒,与歼-7的进气道比较匹配,进气道可不作改动。除此外,与更换PW-1120发动机基本相同,飞机中、后机身需做较大改动,费用较高。
  3、换装PW-1216发动机。该发动机加力推力7425kg,最大推力5400kg,推重比6.6,单价130万美元。PW-1216发动机是在PW-1212基础上研制的双轴加力式涡喷发动机。PW-1212是1962年研制的A-4攻击机的非加力发动机J-52的改进型。普。惠公司为参加“佩刀II”的竞争,提出在PW-1212发动机的基础上配用中国的WP-7BM或WP-13发动机的加力筒体及相应的系统,构成PW1216,以满足巴空军的需求。
  该发动机总寿命可达8000小时,采用该发动机飞机的进气道与机身无需作任何改动。普惠公司认为该发动机具有很强的竞争能力。普惠公司除参加座谈会外,还讨论了与中国联合生产以及与成飞公司协调了PW1216发动机装在歼-7PC上的技术方案。
  同年4月底,英国罗伊斯-罗尔斯公司驻京办也向中航技和中国军方介绍了RB199-127/128型发动机。该发动机加力推力7430kg,最大推力4123kg,发动机推重比7.6。是当时一种比较先进的三轴式军用加力式涡扇发动机,带有全权数字式燃油控制系统和反推力装置(系用于“狂风”式战斗机)。
  5月中旬,罗-罗公司专门派出专家组与成飞公司研讨、协调RB199-127/128发动机装歼-7CP的技术方案。
  平心而论,英国的RB199-127/128发动机(装备狂风式战斗机)与美国的PW-1120发动机(配备以色列“狮”式飞机)、F-404发动机(装备美国F-18及F-5G飞机)均是当时比较先进的涡扇发动机,推重比均在7.3以上,当时中国尚无法生产;而PW-1216发动机则是一种采用60年代技术的涡喷发动机,虽经多方改进,但总体性能仍差于上述三种发动机,同时中国已具备研制生产该级别发动机的能力,当时中国正在研制的WP-14发动机的性能就略优于PW-1216。美方虽然提出三种方案,但从普惠公司极力推荐PW-1216的情况来看,美方真实的意图并不打算将更先进的发动机售给中国,只是出于与英方竟争的需要。
  在发动机厂商激烈竞争的同时,美国格鲁门公司在1988年争取到与中国公司进行研制“佩刀II”(歼-7CP)的机会。
  由于成飞公司提出的方案基本上是歼-7M的局部改进,飞机的气动布局未作大的改变,因而其机动性仍无法与巴空军的主要作战对象-----印空军的米格-29相匹敌。为改变这一状况,美国格鲁门公司提出带边条翼的40度后掠机翼的改进方案,并改装F-16类型的双腹鳍。“佩刀II”(歼-7CP)的两侧进气道小迎角下进气性能尚可,但大迎角性能不好。后在格鲁门公司专家协助下,将进气口向内倾斜10度,大迎角性能遂得到大幅改善,后格鲁门公司退出“超-7”计划后,该机仍保留了向内倾斜的进气口,加上前机身的修形,成了所谓的“肋部进气道”。
  双方合作开始不久,就赶上了89年「六四事件」,以后美国对中国实施军事制裁,格鲁门公司只好退出合作计划。“佩刀II”(歼-7CP)战机计划受到严重挫折。美国政府的制裁行为,不仅使格鲁门公司及许多美国公司失去了重大的商业机会,同时也为俄罗斯飞机公司重新进入中国市场提供了机遇,从这个角度讲米高扬设计局应当感谢美国政府,当然这是后话。
  90年,中国成都飞机公司宣布,尽管美国公司退出歼-7CP计划,但该公司将继续发展歼-7CP计划,巴基斯坦政府也表示要继续实施这一计划,为此提供部份研制经费并秘密提供一架F-16A战斗机做样机。歼-7CP的计划进入中巴两国独立发展阶段。
  1990年,发生东欧事变,紧随其后的是苏联的解体,俄罗斯经济的严重衰退,前苏联庞大的国防工业体系为求生存,开始争相向外推销高精军工技术。以研制米格飞机著称的俄罗斯米高扬飞机设计局,在向中国推销米格-29战机失败后,即主动提出合作开发供中国空军使用的多功能战机方案。方案的内容是:由该局向中国提供米格-29和米格-31战机的部分最新科技,包括米格-31战斗机的相位阵雷达,以及米格-29战机改良后的涡扇喷气发动机。经过不懈的努力,米高扬设计局成功入伙“超-7”计划,使“超-7”研发计划变成为由中国成都飞机公司为主,俄罗斯米高扬设计局和巴基斯坦参与研制的三家合作项目,飞机的名字也改成FC-1。
  米高扬设计局的这一行动,不仅使其在与苏霍伊设计局向中国竞争推售战斗机的失败中把板回一分;而且借这种合作,密切了与中国飞机制造公司的关系,为今后长远进入中国战斗机市场打下了基础。今天我们在沈飞与成飞的激烈竞争中,不难看到米高扬设计局与苏霍伊设计局的影子。但至今为止,米高扬设计局在争取中国军方与网友支持方面似乎不如苏霍伊设计局成功。
  米高扬设计局的加入,也解决了长期困扰成飞公司的飞机气动布局和发动机方面的难题加速了飞机的研制。   从今天公开的图片和数据来看,新的FC-1飞机不仅有着与F-16A极为相似的气动布局,也有米格-29的最新技术,这种融中、俄、美三家技术为一体的产品,应当具有相当高的费效比。
  从气动外型看:
  两个进气口向内侧隐蔽,机翼和尾翼设计与美国的F-16战机极为相似,采用宽边条,并向后延伸形成后边条兼作尾撑;带前后缘襟翼的40度后掠梯形翼,平尾、垂尾完全更改,都经过切尖修形;机翼前缘的延伸板也被加大。这种外型设计,很明显既为提高飞机的中低空缠斗性能,又为减少机身的雷达波反射面积,达到部分的隐形功能。前起、主起的结构形式也全部改变。
  一方面,其肋部进气道大迎角进气性能良好,为FC-1大迎角飞行提供了保证;另一方面,FC-1的宽边条在大迎角下可以拉出极强的涡流,大幅改善机翼大迎角性能,而其后边条/尾撑在大迎角下可能如米格-29一样,有一个强烈的低头作用,从而提供良好的大迎角下的恢复能力。
  这种全新的气动外型与原型机歼-7M相比有比较大的改变,而与美国的F-16A极为相似,表明该机有比较好的升力系数cy)。 
  从上述情况来看该机的作战推重比低于F-16A,除非决定该机的最大升力系数的气动外型优于F-16A,而使该机的最大升力系数(cy)大于F-16A,否则该机的稳定盘旋性能将劣于F-16A。
  我们知道,决定飞机水平盘旋性能的主要条件是飞机推重比、由气动外型决定的飞机阻力系数、升力系数。当FC-1的作战推重比小于F-16A时,如果希望FC-1在盘旋性方面能压倒F-16A,就只能寄希望于FC-1的气动外型方面。FC-1的气动外型虽然相当优越,但与F-16A并无太大差别,无法据此大概判定其优劣,只能通过风动试验或公司公布有关cy的资料,这在目前显然是不可能。
  造成这一问题的主要原因是FC-1的机体结构重量过重,净重竟达到6800kg(歼-7II仅5145kg),F-16为6607kg,但后者的发动机加力推力为11340kg,比FC-1大30%,而飞机净重却轻3%。从外型尺寸来看,F-16A略大于FC-1,FC-1明显大于歼-78M,但FC-1的结构重却是最大,表明该机的制造主要是采用传统材料和技术,另一方面,该相对于歼-7M而言,大量配备机载电子设备,也是增加结构重量的一个原因。
  总体上说该机的综合作战能力应当比歼-7M有较大的提高,但要想全面超过F-16A,还需在减轻飞机结构重量和提升发动机推力两方面做出努力。
文章关键词:军事 空军
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