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歼10战斗机可以说是近十年来流传在广大军事爱好者中的“不灭传说”,剧情一直引人入胜。爱好者们不但猜测其特点、性能,甚至还画出了大量的想像图,或者PS图(PS指Photoshop改造),乃至近年大量出现、并为军迷热情追逐的“真品”偷拍图。至2005年,歼10已经半公开化,大幅清晰照片出现在各个军事网站。2007年初,该机正式对外公布,引发了中文媒体乃至国外主流媒体的追踪报道浪潮。目前歼10已经进入批量生产阶段,并已开始批量装备部队。

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解放军最新型歼10战斗机
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歼10,按西方划分战斗机的方法,属于典型的第三代战斗机歼-10将是我国第一种自行设计的、装备部队使用的第三代战斗机,第一种自行设计的、真正兼有空优/对地双重作战能力的作战飞机。遗憾的是,自1984年歼-10正式启动,18年后该机才正式服役,全面形成战斗力还需要一段时间。

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研制背景

空军世界 :: 走出传说:解放军 歼-10 猛龙 战斗机首先我们必须提到的是中国在70年代末至今研制先进歼击机的一些失败例子。在歼-7歼-8两个系列陆续开始研制装备时,空军自知这些国产版米格-21或改型不足以满足20世纪末的国防要求,因此力图发展一种能与世界先进水平看齐的先进战斗机。

外界普遍认为歼-9是中国航空工业界为这一目标发起的第一次尝试。从近期关于歼-9的文章来看,其具有三角翼加鸭翼、大三角翼等多个设计方案,从设计思想上来说是接近世界第三代战斗机的水平的。该型号由国内601所研制,后转由611所负责,大致上与瑞典J-37“雷”有些类似。但是该型号的指标设置得过高,脱离国内科研生产实力的实际水平。特别是配套的扇-6发动机经过20多年的艰难曲折的研制道路,花费了1亿多元的研制费。虽然已于1982年通过地面台架24小时的飞行前合格试验,终因研制周期拖得太长,技术性能指标显得落后,飞机型号下马失去使用对象,而形成“停止投资,总结经验”的历史结局。究其主要原因却是错综复杂,各方面的看法,众说纷坛。

歼-9失败最主要的原因,是多个关键系统研制进程的严重滞后。由于60年代初,发动机行业中没有认真做好技术基础建设,缺少技术储备,在“左”的思潮影响下,急于自行研制象涡扇-6那样“继承技术太少,创新技术太多,性能指标较先进”的大推力加力式涡扇发动机,冒的风险很大,这是难以研制成功的主要原因之一,教训至为深刻。606所在1987午开过涡扇6的技术总结会议,总结了不少经验教训。可惜的是在未重视预先研究上吃了大亏这条教训,并末被人们广泛记取。80年代初的型号研制中,不重视预先研究的阴影,依然伴随着研制工作出现。最终,歼-9很快于80年代胎死腹中。一些双发重型战斗机方案也因类似原因夭折。但该项目的许多成果,后来被引入到了歼-10项目之中,起到了相当大的作用。

70年代起苏联的威胁越来越大,加上改革开发使得我国国力增强,使我国自身具有了研制新歼击机的动机、底气和能力。这时西方出于抗衡苏联的需要,给予中国大量技术援助,其中以色列将自己胎死腹中的LAVI“狮”式战斗机的设计资料提供给我国。在之前对新型歼击机的研制工作基础上,辅以外国技术的帮助,成都飞机制造公司挑起重担,发起了对第三代战斗机的冲击——研制歼-10。

网友绘制的歼-10想像图

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据传当时对新歼击机的研制,上级提出了三个事关全局的大目标:“研制一架满足战技要求的飞机;造就一支高素质、高技术、跨世纪的航空科技队伍;建立一个具有研制先进歼击机能力的航空科研基地”。这三个目标如能实现,不仅能为部队提供第一种国产三代战斗机,且能够建立起具有持续发展能力的中国歼击机科研生产力量。歼-10或多或少的瞄准了当时最成功的第三代战斗机之一 —— F-16的设计。当时我国尚无法解决数字线传三轴静不安定控制、翼身融合、大推力涡扇发动机这些三代战斗机的主要技术特征,几乎不可能自力更生完成计划。这时以色列向我们提供了“狮”式轻型战斗机的样机和技术资料。

1986年,成飞公司56岁的宋文骢继担任国家六五重点项目歼-7C歼击机总师后,再度被任命为重点型号歼击机工程总设计师。由于歼-10是我国航空工业打基础、上水平、跨时代的重要标志,综合性能要求很高,先进技术和新材料、新工艺的技术新、跨度大、难度高,确实是一块硬骨头。

研制基础

空军世界 :: 走出传说:解放军 歼-10 猛龙 战斗机上图为“狮”战斗机,是以色列以F-16为蓝本设计出来的一款轻型战斗机。F-16为军事爱好者所熟知,是第三代战斗机中极为优秀的一种轻型多用途战斗机。80年代,美空军雷鸟飞行队的F-16在北京南苑机场进行了精彩表演,当时歼-7、歼-8都还很希罕的中国空军指战员深深的为之震撼。而“狮”式是以色列以F-16为基础的重大改进型号,绝对优于F-16。其三角翼加鸭翼的气动布局,使得“狮”机动性远优于采用大边条的F-16。为减轻重量和增强隐身能力,机身采用22%的复合材料。机身空重5900千克,最大起飞重量18400千克。可见载重能力之优秀,载弹量达7200千克,而F-16A最大载弹量为6500千克左右。“狮”采用四余度数字电传飞行控制系统,电子系统相当先进。但后来由于美国的限制,以色列被迫放弃这一计划,转为购买F-16战斗机。经过种种沟通谈判,以色列同意将“狮”的部分关键技术提供给中国,作为新型战斗机的蓝本,这与当时中以大范围合作的情况相吻合。值得注意的其他背景是我国从某些友好国家得到了F-16战斗机、多种米格系列战斗机等,从而对其进行了详尽的研究和试飞,对于研制也有一定推动作用。同时美国还曾经给予我国少量关键部件的样品,据称其中包括了两套美国第三代战斗机的发动机核心机,后来成为了我国涡扇发动机的研制基础。

艰难起步

“十号工程”在1984年正式立项,由成都飞机制造(集团)公司具体负责。88年10月在确立以“狮”为蓝本后,研制转入全面研制阶段,传闻命名为“8810”工程。在此之前,成飞在中国航空工业界的地位和实力远不如沈飞,但由于沈飞有歼-8系列在手,新歼的任务自然给了成飞。

根据网络资料显示,当时外方与中方均采取了极为严格的保密措施。例如,中方人员不得前往外方国家,中方科研结果送到外方国家,经进一步研究后,将下一步的结果送回中国。外方提供设计软件,但售价极为高昂。

成飞在具体方案研究上,确立了符合世界第三代战斗机潮流的整体设计思想和气动布局。同时充分运用国内前期预研攻关和大量的技术储备,推行符合世界潮流的设计思想和和技术管理方法,制定了全机各系统自上而下进行综合设计,自下而上进行综合验证和试验,各大系统都必须由总体设计单位综合的研制总思路。这些重要的技术措施,对保证歼-10研制成功、提高我国航空技术水平起到了重要作用。在启动研制后,强化了歼-10项目的工程管理,要求工程全线实行设计技术状态动态管理和跟踪控制。在项目推行可靠性、维修性、可测试性、设计技术和故障闭环管理,对研制进行全过程分阶段控制管理,控制质量水平。此外,为了控制歼10的重量,还专门成立了一个重量控制委员会,全力研究减重措施。

至今工程已有十几个年头了,期间成功挫折交替出现。1994年11月,美国NBC电视台公布了一些间谍卫星图片,宣称是在阎良飞机城上空拍得,“十号工程”首次公开曝光。97年,台湾情报机构报道一架歼-10原形机坠毁,称事故的原因是线传操纵系统故障。当然,歼-10的首飞实际上远远晚于这一时间。欧洲EF-2000因为线传系统的问题延误了两年的时间,“鹰狮”也因此掉了两架。总的来说,歼-10本身的设计问题并不大,但配套的各种部件的研制进度,则因我国整体工业水平的拖累而严重滞后,这一问题至今仍然是歼-10的致命伤。

空军世界 :: 走出传说:解放军 歼-10 猛龙 战斗机左边是流传得最开,同时也被认为最早的一张歼-10图片,图中李鹏同志在听取航空工业部部长林宗棠作汇报。这上面的模型其中一个是歼-8Ⅱ的某种型号,另外一个被认为是歼-10。能让李鹏同志认真研究的,自然不是普通模型。图中歼-10模型是典型的翼身融合加鸭式布局,模型有明显的可调节式进气锥。西方的推测认为,这反映了歼-10的作战任务与“狮”不同。“狮”是以战场遮断为主,夺取制空权为辅;而歼-10则相反,强调低空缠斗和高空高速的机动性,为此改进进气道以加强格斗飞行性能。但是这幅照片是很久以前的歼-10了,现在的10号已经改了模样。

歼-10开始研制不久,即遭到重大挫折:政治风波导致发动机等关键部件无法引进,而自行研制的发动机远远赶不上进度。根据刘华清将军的回忆录,这一困境几乎令歼-10下马。刘华清将军写道:“为新歼击机的研制问题……约请有关专家领导开了两天座谈会……我发现,我们走了一条外国人很难相信的设计路子:发动机和飞机同时设计,而且方案很复杂,先用引进的发动机造出样机试飞,然后换用国产型号的发动机试飞。我想,如果从国外买不到合适的发动机怎么办?如果自己的发动机设计制造不出来怎么办?一旦出现波折,经费在哪里?什么时候才能装备部队?……方案不理想,但已经骑上虎背,只能往前跑了。”最后的决定是,“新歼击机的研制方案不变,把所有能拿到手的新技术都掌握运用上,先飞上天,就是胜利。确实有风险。经费问题由几家抬,要向管理要效益。”此时是80年代末90年代初,歼-10一直面对的最大的困难昭然若揭:我国航空工业的落后现状直接影响了新歼击机的研制工作。

令人哭笑不得的是,在2007年歼-10公开后的部分访谈中,不知道笔误还是其他原因,某些刊物竟然“引用”专家的话,声称歼-10的原型机已经用上了国产涡扇-10A发动机,实在是有违历史事实。

在进入90年代后,世界局势的变化对歼-10的研制产生了巨大影响。刚开始时,歼-10是一个中西“亲近”的项目。随着天安门事件、苏联解体的发生,中国没有了从西方获取技术支持的途径,于是再次转向俄罗斯寻求技术支持。其中最为主要的项目是在引进消化西方先进战斗机发动机,进而研制国产发动机的尝试遇到挫折的情况下,先行引进俄罗斯AL-31F发动机作为应急之用,以便歼-10项目能够进一步推进下去。

歼-10原型机与左图模型相比,体积必然有所增大,以容纳更多的燃油、设备等,因为象F-16那样小的歼击机无法满足中国空军对单机作战能力的迫切需要,“狮”则较为合适;采用扭转切尖三角翼,可能具有主动气动扭转的设计;进气口扩大,形状改为类似EF-2000的矩形,有利于提高机动能力;放弃原有垂尾设计,增大翼面,改善纵向操纵性;采用S形进气道,降低发动机的雷达反射回波。据信新的歼-10原型机01号于96年试飞。据公开报道,1998年中国航空工业总公司科技进步三等奖中,有一项目是“进气道斜板伺服加载测控系统”,并注明用于“十号工程”进气道斜板控制系统的加载试验,是十号工程项目中的八项重大试验备之一。由于采用了计算机控制、速度补偿等先进的控制结构和多态的控制方式,高精度地实现了与飞行状态相一致的气动载荷谱的加载。报道称“该系统的研制成功并投入使用,为十号工程的型号研制做出了重要贡献。”可见歼-10的进气道也包含了相当高的技术含量。

系统预测

空军世界 :: 走出传说:解放军 歼-10 猛龙 战斗机最初我国获得的“狮”数字式四余度飞行控制软件,只是整个软件的其中一部分。加上设计要求一直在改动,成飞为此在软件设计方面付出了巨大的努力。我国对数字线传飞行控制的研究有一定的基础,包括歼-6的变稳机、歼-8IIACT等,都是线传控制的重要试飞机种。611所仅用了3年时间就摸透了以色列的线传技术,研制成功了使用ADA写成了数字式四余度线传飞行控制系统软件,为外界所称道。即便是俄罗斯人的相应系统,在同一时期也还只是在研究之中。

数字线传系统加上合理的气动设计,歼-10机动性相当可观。不妨从一些公开文章研究一下。在关于“新型歼击机机载分子筛制氧氧气系统及其配套抗荷装备抗荷性能的研究”一文中,提到“分别以机载分子筛制氧器和备用氧为氧源进行抗荷系统物理性能试验,并有10名受试者参加,包括抗荷代偿两用裤配抗荷调压器、抗荷正压呼吸、抗荷系统装备的抗荷性能试验”。关键的话是“抗6.5G持续30秒试验,抗9G持续10秒试验”。该系统的抗荷代偿两用裤配抗荷调压器、抗荷正压呼吸、抗荷系统装备的抗荷性能分别为2.08G、1.92G、3.92G。六名进行抗6.5G/10秒试验的受试者和3名进行抗9G/10秒试验的受试者均顺利通过。结论是系统满足了新歼击机的机动性要求。呵呵,从抗过载能力上看可与F-16相比。

在雷达方面,预计将采用国产脉冲多普勒雷达,远期将采用国产相控阵雷达。按一般的推测,歼-10的脉冲多普勒雷达搜索距离差不多在100至130千米之间,攻击距离在80到90千米左右,应能同时对付两个目标。由于雷达也是我国军工的弱项,为歼-10研制火控雷达也很艰难,国内只有南京第14电子研究所能担当此重任。没有好的雷达,歼-10本身性能再好,也只会象以往几个型号的作战飞机那样,无法攻击低空目标,缺乏多用途能力。据称,歼-10是我国第一种配套雷达早于飞机本身研制成功的战斗机。而该雷达与美国F-16采用的APG-66/68两种雷达,有着密切的关系。此外歼-7、歼-8等国产歼击机已经开始装备自行设计的导弹告警装置和电子战设备,而歼-10也明显加装了这些设备,机身上多处有相关的天线罩和光电设备整流罩。而相应的雷达天线罩技术,也需要专门的研究制造,否则无法发挥雷达的应有性能。1987年雷达罩开始由南京玻璃纤维研究设计院负责研究,最终采用玻璃纤维仿形织物织成,并成功应用于TS导弹等国防军工重要配套部件。

空军世界 :: 走出传说:解放军 歼-10 猛龙 战斗机在电子设备水平问题上,从飞机座舱显示器和仪表就能看出一些门道。根据公开展览的FC-1模型上的座舱设备,可以想到歼-10的电子设备起点很高。估计歼-10会采用三具彩色下显,加一具平视显示器的座舱布局。其中两具下显显示飞航和武器状态,一具较大的下视显示器用于输出脉冲多普勒雷达传回的数字地图,以及切换平显的显示图像。在研制初期,曾研究过进口外国平显软件的可能,后来成飞自行开发了相关软件,解决了平显问题。

按国际上战斗机座舱上通常布局推测,歼-10的操纵必定是中央操纵杆加油门杆方式。此外座舱中不可少的设备还包括:备份用的机电式仪表和其他各种设备控制按钮等。目前基本可以确信,歼-10的液晶显示器采用苏州长风厂的产品。该产品系长风厂与美国厂商合作的产品,性能与美军现有液晶显示器相同。液晶显示器相当昂贵,价格以十万人民币做单位。

由于歼-10是国内研究的战斗机中电子系统最多、功能最复杂的型号,其电磁兼容情况也是非常值得考究的问题。目前,歼-10已通过了成飞下属西南电磁兼容监督检测中心的各项试验,电磁兼容性不成问题。该中心具有美国进口的全套电磁干扰自动数据采集系统和全套电磁敏感性自动测试系统。

发动机一直是中国航空工业的软肋,同样也困扰着歼-10。在与西方交恶前,据说我国获得了美国第三代战斗机的涡扇发动机核心机,以此开始了国产涡扇-10发动机的研制工作。但由于根基太差,该涡扇和涡扇-6、涡扇-9的研制一样,过程极为曲折艰难,基本无法满足战斗机研制进度的要求。于是90年代起相关部门开始转向俄罗斯寻求帮助。1998年3月某西方驻京武官透露,第一架装配俄制AL-31FN涡扇发动机的歼-10已经完成了组装并刚刚首航成功。但可以肯定,歼-10最终将采用专门为其改进的涡扇-10A涡扇发动机,性能与F-100、F-110等美国三代战斗机的发动机相近。涡扇-10是我国第一台按照GJB241-87规范研制的推比8一级、大推力、双转子、混合排气、加力式涡扇发动机,作为歼-10、歼-11系列飞机的动力装置,该机遵循核心机派生的策略进行系列化发展,将成为我国未来二十年航空动力的主要型号。

1987年沈阳航空发动机设计研究所在引进CFM56核心机的基础上,以F110发动机为仿照对象,采用半研半仿的技术途径研制。进入九十年代,随九?六工程的实施引进了俄制АЛ-31Ф系列发动机,研制单位又借鉴了相关型号的设计技术。1989年涡扇10验证机上台架试车,1997年进入PFRT阶段, 2002年6月6日装J-11WS首飞,2003年底进入定型试飞阶段。由于涡扇-10系列研制进度严重滞后,因此必需引进AL-31系列应急。为此俄罗斯AL-31的设计局专门演化了AL-31FN型(上图),机匣外观改变以适应歼-10现有设计。该发动机推力122.5千牛,长度5米,直径1.18米,进气口直径0.91米,耗油率0.699kg/DaNh,重1759千克,这些数据与Al-31有一定差别。此外俄方还在2002年航展上演示了用于AL-31FN的矢量喷口改进型号。

正如之前所说,歼-10要用不同的发动机,就必定要改变机体设计,后机身外形也改得颇为怪异。这种中途改变,必然要付出性能上的代价,其严重程度则难以估量。机身内部结构也必然要发生变化,难免有“削足适履”的难处。可以确定的是歼-10的发动机推重比应达到8.5左右,整机推重比明显超过1。这里要强调一点的是,歼-10在制造出第一架原型机后很长的时间里,都面临着只有洋人发动机可用的尴尬局面。截至2004年1月,莫斯科Salyut公司已经完成了为期两年的向中国出口AL-31FN发动机的合同,共提供了54台AL-31FN。原计划2002年国产涡扇将顺利定型,但一直到2004年,国产涡扇发动机方才传来捷报,歼-10终于有望获得一颗“国产心”。

2005年,涡扇-10A发动机通过初始寿命试车考核,标志着该发动机顺利完成设计定型的全部考核试验。这型发动机研制历时18年,凝结着两代航空人的心血。2005年5月11日设计定型持久试车在六○六所试车台正式启动,经过85天的试车考核、完成规定的长试科目,9月27日涡扇10设计定型持久试车顺利通过航定办评审,全部定型考核项目计划于2005年完成。特别是中国一航成立后,该重点型号发动机被列入重点工程,各参研单位激情进取,受挫不馁,超常拼搏,突破重重难关,终于实现了我国航空发动机研制能力质的突破。我国航空发动机制造技术继“昆仑”、“秦岭”发动机之后又迈上一个新的台阶。该发动机为解决风扇喘振裕度问题,先后论证、设计了8种风扇方案,经过多次试验才确定了目前使用的方案。该发动机已研制了15年,共试制了 24台发动机,平均每年也不到2台。该发动机的涡轮叶片的加工周期是12~15个月,而俄罗斯类似叶片的加工周期仅为4~6个月;该发动机1级风扇叶片(带凸肩大叶片)的加工周期是10~12个月,而英国RR公司类似叶片的加工周期为6~8个月。”

2006年2月,在一航集团发动机事业部的工作会议上,涡扇-10项目终于对外正式宣布研制成功,按有关技术要求完成了全部地面考核试验和空中试飞任务,实现了设计定型。涡扇-10定名为“太行”。总设计师为一航动力所的张恩和。

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