【19】殲10戰鬥機:10年磨出空防利劍
殲-10是中國空軍目前的主力戰鬥機,擔負領空防禦重任
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,第十九期——殲10戰鬥機。
殲-10是我國空軍目前的主力戰鬥機之一,它的研製成功表明我國已經具備了自行研製第三代作戰飛機的能力,具有里程碑的意義。
通過對殲-10飛機的研製,我國航空工業突破了先進氣動布局、電傳操縱系統工程、綜合航空電子系統、先進機載武器等技術,不但為部隊提供先進的武器裝備,也為以後的發展打下了堅實的基礎。上世紀80年代,中國主力戰機仍是以殲6為主,殲7殲8剛剛服役
上世紀80年代,國外發達國家已經開始列裝第三代作戰飛機,中國空軍的主力裝備仍舊是第一代殲-6戰鬥機,而第二代殲-7/-8才剛剛生產、裝備部隊,即使正在研製的殲-8Ⅱ也只具備與米格-23對抗的能力,與三代作戰飛機的差距較大,為此中國空軍要求研製國產第三代作戰飛機,這就是殲-10,新機要求突出中低空格鬥機動作戰能力,同時具備較好的高空高速攔截能力和對地攻擊能力,可以與國外三代作戰飛機相對抗。
殲-10在研製之中,航空電子系統、電傳操縱系統、機載武器等系統的研發通過與國外技術合作,得到了較快的進展,但是在關鍵的發動機方面則難以突破。為此,航空工業提出首先配備WP-15發動機(測繪仿製米格-23的R-29渦噴發動機),然後再配備FWS-10大推力渦扇發動機,但是空軍強烈反對這個計劃,認為配備WP-15無法達到對抗米格-29的目標,為此要求一步到位,「新機配新發」,但是FWS-10的發展無法跟上殲-10的發展速度,這樣就使整個工程的發展處於了停滯狀態。
在中國還在解決殲7、殲8的問題時,美國在70年代已造出F-15,代差讓中國航空人倍感壓力中蘇關係改善之後,中國空軍意識到可以使用AL-31F發動機作為殲-10的動力,作為FWS-10成熟之前的過渡。1992年雙方簽署了中方引進AL-31FN發動機的方案,從而解決了殲-10發展道路上最大的障礙, 由於AL-31FN發動機的參數與FWS-10有較大的區別,例如長度要大許多,所以對殲-10進行了設計上的重大調整,包括加長後機身,重新對全機重心進行了配平,機翼翼根弦長進行了加長,同時加大了垂尾,增加了尾鰭。1998年殲-10首架原型機試飛成功,2004年設計定型交付部隊,2005年殲-10採用新型機載火控雷達制導的PL-12主動雷達制導空空導彈成功擊落靶機,標誌著該機正式形成了戰鬥力。
AL-31發動機,後方是國產FWS-10太行發動機
殲-10是第一種採用鴨式布局的國產戰鬥機,鴨式氣動布局是三代半戰鬥機普遍採用的一個氣動布局,它的優點就是可以較好的兼顧高、低速性能。它的機翼為小展弦比機翼,激波阻力小,高空高速性能較好,戰機可以迅速升空抵達戰區攔截目標,同時利用鴨翼拉起的渦流對機翼上的氣流進行補充,推遲分離,從而增強飛機的大迎角性能,配合主動控制技術、電傳操縱系統可以進一步提高飛機的機動性能。
航空電子方面,殲-10配備了基於數據匯流排(對應美軍標1553B)的聯合式航空電子系統,系統以數據匯流排為骨幹,任務計算機為核心,將機載火控雷達、慣導、大氣數據計算機、外掛管理、通信/數據鏈等系統有機的連接在一起,實現了數據的綜合處理和統一顯示,作為先進航空電子系統的配套,殲-10採用了一平三下的玻璃化座艙,座艙主要顯示器是一部廣角寬視平視顯示器,主要的飛行及戰術數據都在這裡顯示,飛行員還配備有頭盔瞄準具,可以支持機載格鬥導彈進行格鬥空戰,儀錶板上面有三塊液晶多功能顯示器,分別用於顯示雷達及發動機參數、疊加了戰術信息的數字地圖等,具備較好的人機界面,飛行員可以迅速得到相關信息。電子戰系統方面殲-10配備雷達告警系統、主動雷達干擾機和箔條/閃光彈投放架。殲10座艙已經實現了「玻璃化」,界面更友好
殲-10主要的探測系統是國產KLJ-3多功能脈衝多普勒雷達,它的戰術技術指標達到或者接近美國的AN/APG-68的水平,對戰鬥機大小的目標可以提供100公里以上的探測距離,具備多目標攻擊能力,並且具備多種對地工作模式。殲-10也是我國第一種具備自動截擊能力的戰鬥機,它配備有國產雙向數據鏈,地面指揮所既可以把截擊引導數據發送給飛機,飛機也可以將自身的信息發送給地面指揮所,從而形成更加完整的戰場態勢圖,地面指揮所甚至可以通過數據鏈直接控制機載雷達開機,然後發射導彈攻擊目標。
殲-10全機共安裝了11個外掛架,其中翼下6個,進氣道兩側各串列2個,機腹中心支線1個,外掛載彈量在6噸左右,配備了外掛管理系統,可以方便更改外掛武器的種類和型號,殲-10的主要武器是PL-12主動雷達制導空空導彈,它的導引頭技術來源於R-77E的9B-1103M,對於戰鬥機大小的目標可以提供20公里的探測距離,導彈的迎頭攔射距離在70公里以上。PL-8是殲-10的主要近距格鬥空空導彈,它採用多元紅外製導系統,具備較好的抗干擾能力和離軸發射攻擊能力。殲10掛架數量並不少,只是平常較少見到滿掛載照片
殲-10的列裝迅速擴充了中國空軍第三代作戰飛機的數量和部隊規模,有力的增強了中國空軍的制空作戰能力,不過隨著三代後期改進型、三代半作戰飛機在周邊國家和地區空軍的擴散,中國空軍清楚地認識到需要對殲-10進行改進,以適應新的作戰環境。
殲-10的第一種改進型是殲-10B,它最大的特點就是用DSI進氣道替代了殲-10A的多波系進氣道,雖然高速性能比後者有所下降,但是重量方面卻降低了數百公斤,這對於戰鬥機來說是非常寶貴的。機載雷達方面,根據海外的資料,殲-10B採用無源相控陣火控雷達替代了機械掃描火控雷達,與後者相比,無源相控陣雷達具備電子掃描能力,可以更好的讓戰鬥機具備多目標攻擊能力,海外防務分析家認為中國空軍給殲-10B配備無源相控陣雷達的原因應該是考慮到了成本和費用的因素,可能當時國內T/R模塊的生產效率和成本一時還沒有達到令人滿意的水平,不過無源相控陣雷達一個缺點就是探測能力比較有限,它的損耗較大,一般而言,有源相控陣的損耗要比無源相控陣低5個DB左右,相當於增加了2-3倍功率。隨著國內T/R模塊研製、生產能力的提高,中國空軍迅速淘汰了無源相控陣,裝備有源相控陣,因此殲-10B也只作為一個過渡型號,批量裝備部隊的是換裝了有源相控陣雷達的殲-10C。早年國內媒體刊登的殲10露出雷達的照片
根據海外的資料,殲-10C與殲-10B相比,主要改進就是用有源相控陣(AESA)替代了無源相控陣,並且根據機載雷達的變化,對於機載環境控制系統進行了改進,一般認為殲-10C的機頭可以安裝孔徑大約為700毫米的雷達天線,以這個面積計算大約可以安裝1100個左右的T/R模塊。根據國內X波段T/R模塊的性能,它可以提供1千瓦左右的平均功率,相比較之下APG-68的平均功率只有數百瓦,也就是平均功率提高2倍以上,有效地提高了雷達的探測距離,並且具備更好的多目標攻擊能力,美國空軍就認為只有配備AESA之後,才能更好的支持現代主動雷達制導空空導彈的遠程攔射和多目標攻擊能力。
除了雷達升級之外,殲-10C的空戰武器也進行了升級,根據2010年珠海航展巴基斯坦方面的消息,我國已經發展出了新一代主動雷達制導空空導彈,它的出口型被稱為SD-10B,它最大的特點是配備了雙脈衝固體火箭發動機。它與傳統固體火箭發動機相比,將固體火箭燃料分為兩段,第一段用於將導彈發射、加速,燃料消耗完畢之後,導彈進行到慣性滑行階段,到達一定的時間之後,第二段燃料開始工作,導彈重新加速,攻擊目標。這樣,雙脈衝固體火箭發動機可以具有更加合理的平均速度和末段速度,因此擴大了導彈的發射包線。除了中國,美國、俄羅斯正在研製的下一代中遠程主動雷達制導空空導彈都採用了雙脈衝固體火箭發動機。除了發動機這外,SD-10B還升級了制導系統,它採用了末段主/被動制導系統,在主動雷達制導系統開機之前,使用被動制導系統獲取目標的信號,從而提高了制導系統的探測能力與抗干擾能力,因此新一代國產主動雷達制導空空導彈有效的擴展了發射包線,可以更好的支持機載AESA,從而提高殲-10C的超視距空戰能力。
殲10C與B型外觀相似,內部航電性能卻有大幅提升
殲-10憑藉較大的三角翼,具備較低的翼荷,加上鴨式布局較大的升力係數,這樣使得飛機的瞬盤性能較好,可以在實戰之中迅速佔位,發射武器。不過現在配備的PL-8的離軸攻擊、抗干擾能力不足,難以支持殲-10性能的發揮,所以我國相關單位研製了PL-10紅外成像制導空空導彈,與PL-8相比,它採用了紅外成像制導系統,靈敏度更好,抗干擾能力更強,尤其是具備更好的發射後鎖定能力,提高了導彈的射程和攻擊範圍,在控制系統方面採用了邊條翼布局加推力矢量技術,具備90左右的離軸攻擊能力甚至越肩攻擊能力。
PL-10的配備對於殲-10來說至關重要,這是因為瞬盤雖然可以得到較大的盤旋角度,但是由於阻力也在直線上升,所以要求戰鬥機要在較短的時間完成武器的發射,否則戰鬥機就會因為能量損失過大,而失去速度和高度,這在空戰之中是非常不利的,而採用PL-10之後,飛行員只要發現載機前方90度範圍內的目標即可進行攻擊,大大減少了對載機佔位的要求。殲20掛載PL-10導彈,該導彈也可供殲10、殲11系列戰機使用
為了適應高強度空戰環境,殲-10C的機載電子戰系統也進行了升級,它增加了導彈逼近告警系統,以增加對紅外製導導彈的探測能力,可能還增加了拖曳式誘餌,以增加對主動雷達制導空空導彈的對抗能力,從各國的經驗來看,主動雷達制導空空導彈具備攻擊干擾源的能力,因此單純採用主動干擾可能並不能取得比較好的效果,而拖曳式誘餌是一個比較理想的對抗手段。
通信/數據鏈系統方面,殲-10C可能也使用全軍綜合數據鏈機載終端替代了原來的數據鏈系統,根據海外媒體的報道,全軍綜合數據鏈與美國的LINK-16相當或者相近,配備它之後,殲-10C可以更好的與預警機、地面防空指揮引導系統形成聯合網路作戰系統,從而進一步增強了飛機的超視距空戰能力和綜合作戰能力。
殲-10C加裝了眾多的新設備和系統,已經具備了與國外三代半戰鬥機相對抗的能力,不過諸多改進也讓飛機空重增加。相應的,發動機推力也需要增加,比較遺憾的是國產FWS-10渦扇發動機仍舊沒有趕上新機的研製進度,目前殲-10C的初期生產型配備的可能是俄羅斯的AL-31FN-M1發動機,它的推力從12.5噸增加到13噸以上,實際上FWS-10從本世紀定型、裝備部隊以來,整體狀態一直起起伏伏,雖然曾經試裝過殲-10戰鬥機,但是效果並不理想。行文之際,傳來FWS-10最新改進型也發展出了單髮型用於殲-10C,不過仍舊處於試飛驗證狀態,這意味著殲-10在短期之內可能還要使用AL-31FN-M1,而當年確定的FWS-10「一發托兩機」的目標可能還要等一段時間才能實現。(文/小飛豬)
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目前已有數架殲10B換裝了渦扇10發動機
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