重裝天空騎士:殲11B系列戰機

重裝天空騎士:殲11B系列戰機

發動機、武器系統和航電設備全國產化的殲11B重型戰機為中國戰機發展史打開新篇章

今年是抗日戰爭勝利70周年,我國將於9月3日在北京舉行盛大閱兵式,屆時將有眾多新型武器亮相。《講武堂》特推出《大國利器》系列文章,介紹我國現役最新型武器裝備的性能和研發歷程,第二十期——國產殲11B系列戰機。

根據海內外媒體的綜合報道,中國空軍殲-11B國產戰機已經批量服役、殲-16戰鬥轟炸機也即將開始量產,殲-11D戰鬥機也已經試飛成功。這些飛機配備了新型航空電子系統、機載武器具備較強的作戰能力,是中國空軍第四代戰鬥機服役前的過渡。

從相關資料來看,此前殲-11A/B相當於蘇-27系列的第一代T-10S標準,而殲-16/-11D則屬於第二代T-10M的水平,這表明國產殲-11戰鬥機的發展進入了一個新的階段。

上世紀80年代發達國家已經完成了二代作戰飛機向三代作戰飛機的過渡,周邊國家和地區空軍也開始裝備第三代作戰飛機。而當時中國空軍還處於二代作戰飛機的換裝時期,正在研製的第三代作戰飛機殲-10因為缺乏發動機而進展緩慢,在這種情況下,中國空軍決定引進國外先進作戰飛機,儘快向部隊提供第三代作戰飛機,以增強我國的空中防禦能力。

1990年6月中國高級軍事代表團訪問俄羅斯,與俄方簽署了24架蘇-27SK戰鬥機的協議,同時還引進AL-31FN發動機作為殲-10的配套發動機,考慮到國產三代作戰飛機短時間難以批量交付部隊,所以空軍決定大規模引進蘇-27SK戰鬥機,為此專門成立了906辦公室組織管理相關事宜。

蘇-27SK裝備部隊以後,中國空軍結束了無第三代作戰飛機的歷史,空中作戰能力達到了一個新的水平,同時部隊也意識到單純依賴購買無法從根本上解決部隊武器裝備長期落後的局面,同時還會造成依賴於人的局面。為了提高空軍作戰能力的自主性,同時促進國內航空工業的發展,中央軍委做出了引進生產蘇-27的決策,1995年中俄雙方簽署蘇-27SK飛機的生產許可證轉讓協議,規定中國將根據合同引進生產200架蘇-27戰鬥機,國內編號是殲-11,首批2架飛機於1998年年底首飛成功,1999年交付部隊。

從俄羅斯進口的原裝蘇27/30系列戰機大大增強了中國的空中防禦力量

在引進蘇-27的同時,空軍、瀋陽飛機公司及國內其他單位就開始準備國產化工作,根據「先描正楷,再寫草書」的原則,殲-11的國產化分為兩個階段進行,第一階段是殲-11A型飛機,它主要解決飛機機載設備體制的兼容和彈藥自主保障問題,如航管應答機、數傳引導系統、導航與著陸系統等,同時加掛國產彈藥,如國產航彈、火箭和紅外製導空空導彈,同時對人機界面進行漢化,實現地面保障系統的國產化。

根據周邊國家和地區空軍發展的趨勢,空軍還對殲-11進行了綜合改裝工程升級,工程得到了白俄羅斯588廠的技術協助,它主要是對機載火控系統的硬/軟體進行升級,以便讓飛機具備發射R-77E主動雷達制導空空導彈的能力,增加對地攻擊能力,同時座艙用彩色多功能顯示器替代原來的雷達顯示器,改善了人機界面。

在殲-11A的基礎上,空軍和沈飛決定研製具備實現國產化的殲-11型飛機,這就是殲-11B。根據海外的資料,殲-11B主要是換裝國產航空電子系統、玻璃化座艙、機載脈衝多普勒多功能火控雷達、機載武器換裝PL-12主動雷達制導空空導彈、PL-8紅外製導近距格鬥空空導彈,發動機采有國產FWS-10渦扇發動機(即「太行」發動機),實現功能系統、機體結構材料與標準件的國產化,配套綜合後勤保障系統、航空電子通用測試系統等。

在殲-11B的研製過程之中一個關鍵技術問題就是用國產FWS-10渦扇發動機替代原來的AL-31F發動機,這兩種發動機涵道比、空氣流量、直徑等都有所區別,特別是FWS-10的空氣流量較大,而蘇-27進氣道喉道面積偏小,從而對發動機的性能造成了一定的影響,為此有關單位對FWS-10進行了有針對性的改進,降低了空氣流量,同時沈飛對蘇-27飛機的進氣道也進行了適應性改進,減薄了調節板厚度,以增加流道面積,為了保證相關結構的強度,將原來的金屬調節板改為複合材料調節板。

太行發動機不穩定導致部分殲11B需要使用AL-31F發動機

2003年殲-11B型飛機首飛成功,但是從試飛的情況來看,FWS-10的狀態並不穩定,以致早期生產的殲-11B不得不繼續裝備AL-31F發動機。經過努力FWS-10的狀態才慢慢穩定,殲-11B才得以繼續生產裝備部隊。

殲-11B得一個爭論最大的地方就是配備什麼樣的電傳操縱系統,蘇-27飛機配備的縱軸四餘度模擬式電傳操縱系統,橫向操縱仍舊採用機械操縱,系統體積和重量較大,功能較低,無法實現與火控、飛控、導航吊艙等系統的交聯。當時沈飛通過殲-8ⅡACT掌握了數字式三軸四餘度電傳操縱系統的技術,而殲-10已經確定配備與國外合作研製的數字式三軸四餘度電傳操縱系統,所以沈飛希望能夠在殲-11B上面配備這個系統,但是空軍考慮到殲-11B飛機已經實現了航電、發動機、結構材料、武器等方面的國產化,如果再配備國產電傳操縱系統,跨步太大,所以支持對蘇-27電傳操縱系統進行國產化配備在殲-11B上面。

蘇27的座艙還是比較簡陋的,堆滿了各種「鐘錶」

不過沈飛並沒有放棄在殲-11系列戰機上配備國產電傳操縱系統的努力,在空軍的同意和支持下,沈飛進行了為殲-11配備國產電傳操縱系統的前期技術準備工作,並且在鐵鳥台上面完成了綜合試驗,在研製殲-11BS戰鬥教練機的時候,空軍最終同意在該機配備國產電傳操縱系統,從而實現了殲-11系列飛機的全面國產化,數字式電傳操縱系統的配備也為殲-11以後的發展打下了堅實的基礎。

為了增強空中對地攻擊能力,解放軍購置了蘇30多用途戰機

上世紀90年代以後,中國空軍開始了由國土防空向攻防兼備的轉型,需要大量多用途作戰飛機,為此中國空軍訂購了俄羅斯蘇-30MKK,它航程遠、攻擊能力強。不過蘇-30MKK當時也在完善之中,它的航空電子系統、機載武器的戰術技術指標還需要完善,如它使用的NO01VE雷達只是NO01的改進型,比F-15SG使用的AESA顯然有較大的差距。俄羅斯的精確制導武器也比較落後,多為電視、激光制導武器,也沒有西方戰鬥機已經開始使用的隱身防區外攻擊系統、衛星制導武器、成像制導武器等。這樣的遠程攻擊機也是比較敏感的作戰飛機,中國空軍也不想在這樣的關鍵機型上依賴進口,所以決定利用國內有關單位的技術成果,參照國外同類飛機,自行研製了殲-16戰鬥轟炸機。

從相關圖片來看殲-16與蘇-30MKK一樣,在機翼根部增加一個重載掛架,用來掛載大型空地武器。這個掛架也是第二代蘇-27系列飛機——T-10M的主要特點,由於在機翼下面增加了一個重載掛架,相應的對機翼、機體進行了加強和改進,包括外翼段、中央翼段、外翼段與中央翼段的對接區、中機身等部分,從而提高了飛機的抗載荷能力,讓飛機的結構更加完善,飛行小時數也大大提高。

殲16最大的變化是裝備了大量先進的機載電子設備

機載航空電子系統方面,殲-16最大的變化就是配備了機載有源相控陣火控雷達。從相關報道來看,國內相關單位已經研製成功了相當於AN/APG-77的機載有源相控陣火控雷達,一般認為蘇-27系列雷達天線孔徑可以達到1米左右,這樣在它的天線上面大致可以安裝2000個以下的T/R模塊。根據軍用元器件手冊一書,國產X波段有源相控陣T/R模塊的功率為10W,效率為30%,工作比為10%,那麼殲-16的機載有源相控陣雷達可以得到6KW以上的峰值,2KW左右的平均功率,這樣殲-16就具備了與國外三代半作戰飛機相對抗的能力。

PL-12改進型空空導彈可能採用了雙脈衝固體火箭發動機

為了配合有源相控陣雷達,殲-16的機載空戰武器也進行了升級,它配備了PL-12改進型主動雷達制導空空導彈。根據海外的資料,它採用了主/被動末制導系統,發動機升級為雙脈衝固體火箭發動機。雙脈衝固體火箭發動機最大的特點就是發動機在彈道的中末段可以繼續工作,從而讓導彈仍舊能夠保持一定的速度,從而具備足夠的能量,提高導彈的射程和機動性能。

外軍AN/ALE-50拖曳誘餌可有效保護戰機安全

為提高戰機的超視距空戰能力,殲-16機載綜合電子戰系統可能增加了拖曳式誘餌,從各國機載電子戰系統的發展來看,增加拖曳式誘餌是一個趨勢,尤其是在主動雷達制導空空導彈日益普及的今天,殲-16配備拖曳式誘餌可以提高它在超視距空戰之中的生存能力。

近距空戰武器方面 ,殲-16採用了新型翼尖掛架,說明它可能配備國產PL-10紅外成像空空導彈。由於採用了紅外成像制導系統,它的靈敏度更高、抗干擾能力更強,配合國產頭盔顯示/瞄準系統,具備更大角度的離軸攻擊能力,目前第四代紅外成像格鬥空空導彈在我國周邊國家和地區擴散非常明顯,所以PL-10的配備可以提高殲-16與這些作戰飛機進行近距格鬥的能力。

殲16可掛載PL-10格鬥彈,增強近距作戰的攻擊能力

空地武器是殲-16發展的一個重點,它可以發射國產KD-88中程空地導彈、YJ-91反輻射導彈、隱身防區外彈藥布撒器、各種制導炸彈等,特別是隨著北斗二期工程建設的深入,將為殲-16增強精確打擊能力尤其是防區外打擊能力提供物質基礎。

殲-16在經過上述改進之後,其設備明顯增加,加上對機體結構進行了加強,所以空重應該有明顯的增加。雖然可以通過採用複合材料、先進設備來降低重量,但是可能也只會降低增加的幅度。舉一個例子,根據相關資料,蘇-27SK(T-10S)的空重大約為16.3噸,而蘇-27M(T-10M)的空重則超過17噸,加上殲-16是雙座戰鬥轟炸機,它的空重比殲-11肯定會有所增加,這樣為了保持必要的飛行性能,就需要增加發動機推力。

太行發動機的性能和質量制約了戰機的戰鬥力

從近期報道來看,國產FWS-10渦扇發動機新改型已經研製成功,它的性能優於AL-31F,例如採用了FADEC系統,不過它的加力推力應該還在12-13噸之間,而殲-16的空重和最大起飛重量肯定要比殲-11系列要大,因此還需要對FWS-10的推力進行提高,根據珠海航展的資料,有關單位已經開展了太行性能增強型發動機的研製,它在風扇流量、壓氣機壓比和燃料室燃料等方面進行了改進,加力推力提高到14噸,這個指標對於殲-16來說是比較理想的,能夠更好地發揮殲-16的性能。(文/小飛豬)

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