深度:FC31战机对海航的价值(二) 无法得到国产发动机

2015年01月15日 10:50  新浪军事 微博 收藏本文
国内强大的网友精心打造出歼31战机试飞CG,效果足以与真实的照片相媲美。图为歼31在寒冬雪天冲天而起的瞬间。(鸣谢作者 兆琪)   国内强大的网友精心打造出歼31战机试飞CG,效果足以与真实的照片相媲美。图为歼31在寒冬雪天冲天而起的瞬间。(鸣谢作者 兆琪)

  新浪军事编者:为了更好的为读者呈现多样军事内容,满足读者不同阅读需求,共同探讨国内国际战略动态,新浪军事独家推出《深度军情》版块,深度解读军事新闻背后的隐藏态势,立体呈现中国面临的复杂军事战略环境,欢迎关注。

  “鹘鹰”与歼-15的组合

  F-35C是按照JSF项目的意图发展的,具有超过F-22A的大型化弹舱,可以容纳多种类的机载战术武器。“鹘鹰”的外型和结构设计虽然与F-22/35相似,机身弹舱结构又接近空优侧重的F-22A但其本身既缺乏F-22独立的侧格斗弹舱,又没有多用途条件宽松的F-35大弹舱,机体下也没有设置附加载荷的条件。“鹘鹰”的弹舱看起来不小,但既没有数量,又缺乏空间,虽然可以满足基本对空作战的要求,却无法真正实现隐身状态的多用途载荷。

  现代小型精确制导武器的发展速度很快,SDB这类滑翔炸弹的战术性能也很好,国内近年也开发了多型小口径制导炸弹,但“鹘鹰” 要作为舰载作战飞机主力使用,反舰作战能力就是不可或缺的。战斗部重量对攻击地面点目标的SDB算不上问题,但对于攻击水面舰艇的反舰导弹,弹头装药量与毁伤效果有着直接的对应关系。

  “鹘鹰”虽然能够用机身弹舱容纳4枚中距对空导弹,但作为舰载多用途战斗机使用时,其最大的问题是无法挂载反舰导弹,可用的战术导弹/炸弹的尺寸限制也较大。F-35C的弹舱虽然占用空间较大,导致机体粗胖又影响飞行性能,但在载荷多用途性能方面取得的收益却是无法忽视的,这也是F-35能够覆盖多军种装备需求的关键。“鹘鹰”如果按照现有条件改造舰载型,只能成为比较纯粹的空中优势战斗机,不仅对海打击能力不足,还缺乏远程拦截防空必须的速度性能。

  现代精确制导炸弹确实有远程打击能力,带双向数据链和末制导装置的JSOW、JASSM类滑翔炸弹,加动力后也能够达到类似巡航导弹的射程,也具备改进设计成反舰导弹的基础条件。有动力滑翔炸弹确实可以改装成反舰导弹,也能够获得比较出色的隐身性能,但要想对驱逐舰级别的作战舰艇构成有效打击,就需要不低于150千克重的反舰爆破战斗部。国内已经公开的关于舰载机的论文大多都强调了挂载反舰导弹的要求,YJ-8/9系列算是标准的作战载荷类型,甚至有人提出弹舱内载YJ-12的设想。“鹘鹰”的内部弹舱宽度有限,深度更是受到机体内进气道的限制,较之设计时就要求弹舱挂载907千克制导炸弹的F-35,要想让“鹘鹰”用弹舱容纳反舰导弹,在现有机体条件下非常困难,甚至在一定程度上是无法实现的,这就直接制约了“鹘鹰”作为舰载机的作战效能。

歼31战机为了更好展现自己的雄姿,今日开始训练,只见其拔地而起直上云天。而苏35也不甘示弱。那么问题来了战机比比哪家强!  歼31战机为了更好展现自己的雄姿,今日开始训练,只见其拔地而起直上云天。而苏35也不甘示弱。那么问题来了战机比比哪家强!

  “鹘鹰”与“利箭”的组合

  “利箭”是在网络上存在的中国先进作战无人机,是与“神经元”、雷神X-45和X-47B技术水平相当、釆用飞翼隐身布局的战术无人攻击机。“利箭”未来发展应该有作为舰载机的条件,但无人机作为主力作战飞机面对的却不仅仅是技术上的难题。美国最早在战争中使用无人作战平台,“捕食者”这类无人攻击平台的效果也不错,但要把“人在回路中”系统扩展到真正的无人作战体系,依靠自动系统必然存在很大的技术风险,系统的可靠性、信息的稳定性、保密性都存在难度。无人作战 系统如果真正实现自主决策,机器人造反也就不再 是科幻电影的内容。美军无人侦察机就曾经被伊朗“劫持”,而伊拉克战场试验的地面无人作战平台也因机器人将武器指向自己人而功败垂成。美国军方在大规模使用无人机十数年后,已认识到无人作战平台技术上存在的局限性,对新型无人机的应用和技术都开始进行调整。

  中国军事科研系统也开发了种类繁多、功能各异的无人机,在装备的同时还成功出口到其他国家,但迄今仍缺乏真正的作战无人机大规模使用验证,尤其是在高性能、高自主化装备的应用方面,中国与美国的差距还相当大。“利箭”的技术状态 和完善程度还无法与X-47B相比,未来的完善提高之路还很长,“鹘鹰”的进度和成熟度显然要比“利箭”快得多,两者的技术同步性还无法与F-35C和X-47B相比。

  “鹘鹰”成为舰载机的基础和优势

  “鹘鹰”釆用传统的两侧进气道和常规气动布局,机体设计难度小,改进改型也比较容易。按照相似飞机的标准估算,“鹘鹰”现有尺寸的基本重量在12吨左右,但将弹舱武器挂架等设备合并后,空载基本重量应该会在13-13.5吨,正常的内部燃料应该会控制在5.5吨,内部武器载荷不会超过1.8 吨。按照这样的数据估算作战性能,“鹘鹰”的正 常起飞重量应该在21吨左右,发动机推力如果按照16.6吨,则推比为0.8,增推到18吨则可提高到0.87,空战状态(半油加4枚SD-10中距空空导弹)的推比为1.04-1.1。“鹘鹰的空战推比不算大,比三代机的1.2有不小的差距,这也是用三代机动力推进四代机的难处,但“鹘鹰”在空战时没有外挂武器,机翼不需要考虑外挂载荷的气动干扰,干净的机翼可以获得非常好的升力性能,也有利于改善飞机的基本飞行性能和机动性。

春节到了,来点硬货给大家瞧瞧乐呵一下!什么歼31啦、歼11B啦、歼15啦新机出厂试新猛照随便看哈!还有鹘鹰腹部的高清照呢!(来源:超大军事 沈阳-小谢)  资料图:春节到了,来点硬货给大家瞧瞧乐呵一下!什么歼31啦、歼11B啦、歼15啦新机出厂试新猛照随便看哈!还有鹘鹰腹部的高清照呢!(来源:超大军事 沈阳-小谢)

  “鹘鹰”如果在现有31001的基础上改进设计舰载机,那么按照其改进型模型的改进状态估计,其基重量不会有什么变化,减少的结构重量与增加的设备重量大致能够抵消。舰载改进大概要增加8-10平方米的机翼面积,单位面积重量如果设定为40千克,则增加的机翼和设置机翼折叠段的结构重量增量可以控制在550-600千克,起落架加强和增设拦阻钩的重量约600-650千克,略低于“阵风”M(不改机翼)较之陆基 型的重量增量。如果在现有尺寸规格条件下舰载化,“鹘鹰”基本重量至少要增加1.2吨,扩大机翼使低速 稳定性和亚音速盘旋性能有所提高,但跨音速加速性和超音速性能会相应降低,综合飞行性能变化大体和F-35A/C的对比相似。“鹘鹰”如果利用弹射器起飞,又不需要考虑F-35C那样大的载荷航程,那么单纯按照争夺制空权的作战性能,现有的机翼面积应该也可以满足实际需要,只要调整机翼后缘可动面以适应折叠翼,就有可能降低约300千克的机体结构重量,对动力性能应该有比较明显的改善,高速飞行性能和结构标准化比例也能有所增强。

  通过简单的数据估算就可以认识到,“鹘鹰”的气动设计水平虽然较好,短距起降性能也不错,但发动机 总推力不足的问题却始终存在。“鹘鹰”想在现有状态下从舰上起飞并维持1.8马赫飞行速度的翼型,采用跃 升甲板方式起飞的难度很大,载荷量也有限。“鹘鹰”想要成功地改进为舰载机,首先就要保证弹射起飞的技 术条件。按照网络上流传的消息、图片和公开的宣传资料,中国国防科研系统已经开始研制弹射器,取得了比 较理想的阶段性成果,歼-15也有采用弹射起飞方式的设想和方案。在实现弹射起飞方式后,歼-15的综合战斗力将会得到很大的提高,起飞重量限制的缓解也能够改善多用途任务的载荷条件。“鹘鹰”以歼-15改进完善方案的应用技术为基础,也可以用较小的代价实现舰载化,甚至不需要对现在的翼面布局进行大的改动。

  “鹘鹰”改造为舰载机的平台条件井不差,但三代动力推进四代机的问题并不仅仅是放弃超音速巡航就可以解决的。据网络消息,“鹘鹰”釆用了两台FC-1配用的RD-93型发动机,其原型RD-33在低速状态下喷黑烟的问题在本次航展上仍然存在,间接证明了“鹘鹰”釆用RD-33/93发动机的消息。

  “鹘鹰”之所以采用RD-93,是因为其机体结构无法像米格-29那样设置机身上开口,发动机检查口只能设置在机身下方,所以必须将发动机的附件机厘换装到下方,其设计修改方式与AL-31F改进为AL-31FN相同。目前只有中国的FC-1批量采用RD-93,其他国家也没有使用单发RD-33的机型,“鹘鹰”在无法得到国产或西方中推动力的现在,也确实没有其他的动力方案可以选择。

近日,倍受关注与争议的国产中型四代战斗机“鹘鹰”,在持续进行了多日的飞行测试之后,机身外表发生了显著变化。据网友发布的图片显示,“鹘鹰”战机在两侧机翼的背面,出现了两道“人”字形线条。(图片鸣谢:超大军事 谢艺航)  资料图:近日,倍受关注与争议的国产中型四代战斗机“鹘鹰”,在持续进行了多日的飞行测试之后,机身外表发生了显著变化。据网友发布的图片显示,“鹘鹰”战机在两侧机翼的背面,出现了两道“人”字形线条。(图片鸣谢:超大军事 谢艺航)

  RD-33/93的核心机结构设计水平很高,在技术条件、尤其是适应性和经济性并不比西方同举机型差低使用寿命来源于设计时的技术要求,并不存在原始结构设计局限。如果按照AL-31标准放宽对RD-93的成本限制,工艺和材料改进可以很容易使RD-93的寿命达到甚至超过目前AL-31FN的寿命指标。

  RD-33/93发动机在低速工作时拉烟的问题比较严重,但这个问题并不是发动机设计的缺陷,而是在设置发动机机械调节控制系统时,在机械控制范围受技术条件限制的情况下,将最佳调节点设置在基本任务工作范围,放宽了对低速度下气油的调节和控制要求,使发动机在飞机低速飞行时处于富油燃烧的状态。米格-29和FC-1的实际使用证明,RD-33/93发动机的速度适应性很好,稳定性高,可以适应在全速度范围高过载机动的要求,低速拉烟只是看起来不怎么好看,但对发动机性能本身并没有什么不利的影响。如果利用电子调节控制系统改装RD-93发动机,更灵敏的反应和更理想的燃油配比就能够减少甚至彻底消除目前的拉烟现象。

  据网络消息称,中国已经开始仿制RD-93发动机,公开的论文资料也从侧面证明了这个消息。按照国内论文提供的数据析,RD-33的推比在7左右,加力推力为8.3吨,换装经过装机试验的三级高性能风扇,可以将最大推力增加约0.8吨,总推力和推比能够提高到1.1吨,达到第三代战斗机发动机的较好水平。如果选择整体叶盘制造风扇和压气机,并对结构和材料进行现代化改进,那么在不调整核心机参数的前提下,还有增推0.6吨和增加推 比近1的技术潜力。RD-93如果利用近15年来的新技术和新工艺,尤其是为换代发动机研制的先进技术进行改进,那么用5-7年就可基本完成推比8.5、推力9.7吨左右的改进动力,完全能够与“鹘鹰”改装为舰载机的时间点相适应。

  RD-93国产型如果能够达到上述增推效果,那么在动力系统重量没有明显增加的基础上,飞机总推力7以增大1.6-2.5吨,能够补偿舰载改进增重对飞行性能的影响。“鹘鹰”如果确定要改进为舰载多用途战斗机,那么以现在的31001号机作为设计基础,约2年左右就能完善基本气动和结构设计。舰载改装结构可以参照歼-15的标准,样机阶段的动力系统则可以继续采用RD-93,现在的31001样机则可以作为验证平台,测试国内仿制并技术改装的RD―93升级型,使飞机与发动机并行发展,缩短研制周期。

继久违的2002号歼-20战斗机在近两个后首次露面后,近日,又有网友拍摄到歼-31战斗机开出机库在地面进行发动机测试的场景。在测试过程中,歼-31战斗机展示了其发动机的“大小眼”性能。(长尾鲨 拍摄)  继久违的2002号歼-20战斗机在近两个后首次露面后,近日,又有网友拍摄到歼-31战斗机开出机库在地面进行发动机测试的场景。在测试过程中,歼-31战斗机展示了其发动机的“大小眼”性能。(长尾鲨 拍摄)

  “鹘鹰”舰载化发展的难点

  “鹘鹰”除了采用两台发动机这一技术差外,主体设计看起来与F-35比较接近,但从其翼型看,对空作战处于首选作战功能,多用途的载荷设置并没有作为重点。

  “鹘鹰”看起来更加类似F-22A的设计,但从机体空间和布局分析,其机身下弹舱的空间和载荷应该与F-22A和歼-20相当,但进气道侧面的尺寸显然不够设置格斗弹舱。

  F-22的格斗弹舱设置在CARET进气道侧下,而CARET的进气道从唇口即开始向后机身中轴向S弯曲,唇口后段外侧机体很快就进入大间距状态,结合纵向短间距的主起落架,能够留出足够尺寸的侧面弹舱。歼-20的DSI进气道前段S曲面靠外侧,以协调机身侧突起,主起落架前收的空间也比较大,但歼-20的前翼与主翼间距很大,能够留出格斗弹的弹舱空间。“鹘鹰”的机体尺寸比歼-20要小很多,但DSI和主起落架结构却与其相似,起落架舱和进气道外侧大厚度空间框的间距较小,目测尺寸不能满足PL-8/9的弹体长度。“鹘鹰”进气道侧面看起来也有带锯齿边缘的舱口,不容易保证格斗弹的截面空间要求。“鹘鹰”如果没有设置格斗弹的独立舱体,那么近战时使用机身弹舱携载格斗弹的效果甚至还不如F-35C,在近距空战性能上确实存在明显的短板,这不符合“鹘鹰”重视对空作战任务的设计意图。    ^

  “鹘鹰”的机体侧面可用于弹舱的尺寸不大,格斗弹舱又要有较高的前向视野,用以保证格斗弹架上瞄准的基本要求。“鹘鹰”如果不能设置格斗弹舱,至少在目前看起来是缺乏完善战斗力的,尤其是将其投入进攻性作战任务时,仅用机身内部弹舱时的载荷灵活性很低。如果维持现有“鹘鹰”的结构特点,那么按照正常设计手段又无法满足格斗弹舱设置,尤其是在保证起落架强度的基础上更为困难。要为“鹘鹰”增加格斗弹舱也不是没有办法,也有成功的例子可以参照,那就是利用整体翼身结构和现有31001号机的设计条件,采用附加起落架舱的方式争取机体空间。

  JAS-39 “鹰狮”是瑞典研制的轻型多用途战斗机, 其综合作战性能和外挂载荷已接近中型的F-16,但狭窄的机体空间限制了外挂载荷条件,重点维持升力要求的机翼也没有多少载荷增量空间。JAS-39要加强外挂重载荷以提高多用途作战能力,又不可能靠机翼下挂点增加 更多的载荷,就只能在机身下方寻找空间,主起落架的干扰则是必须排除的结构限制。JAS-39NG在保持机体结构的基础上,通过在机翼根部增加保形边条舱,将主起落架舱从机身内移到机身边条的内部,留出了机体下方的整个空间用于外挂载荷,并用原机身起落架舱的空间设置了油箱。

  F-35的机身两侧有较大的边条空间,它也将主起落架设置在机身边条处,保证了进气道下方靠外的弹舱门的活动空间。“鹘鹰”采用了与F-35相同的翼身一体化设计,机翼与中段机身的承力结构是展向的整体结构框,起落架走的安装位置比较灵活,31001号机的主起落架也是设置在机身的边条段。“鹘鹰”在进行舰载化结构改进时,如果利用增加机翼面积的机会扩大机身边条舱的截面,将目前的小边条扩大为展向融合的大边条,并利用边条的轴向空间容纳收起的起落架,就可以空出现在作为起落架舱的进气道侧面空间,结合进气道前段的5管道外侧结构空间,获得机身内部截面宽度不小于0.5米、长度不低于3.3米的弹舱空间,以容纳1枚釆用先进气动布局的PL系列格斗导弹。   

  F-35之所以在釆用边条起落架舱时不在进气道侧面设置格斗弹舱,是因为F-35B需要在机身中线留出升力风扇舱口,迫使F-35A/C的机体中线前段只能作为油箱,大截面的弹舱则被挤到了两侧进气道下方,容纳907千克炸弹和ATM-120各1枚的载荷要求,下弹舱门的位置已经扩大到进气道侧边,结构和空间都无法容纳新的弹舱。“鹘鹰”的机身主弹舱在机体的正下方,全宽度弹舱与进气道没有干涉,DSI进气道从机体突起后方即开始向内和向上双S形弯曲,进气道侧面具备了比较宽松的空间条件。

  “鹘鹰”增大边条空间可以扩大中央翼的内部容积,扩大的中央翼油箱能够用来抵消机身边条增重增阻的影响。利用扩边条增加格斗 弹舱的改进措施,弹舱主体占用的是现在作为主起落架舱的空间,改弹舱不会影响现在安装在进气道侧面内部的设备和管线,反而可以利用更大的舱门改善检查和维护条件。“鹘鹰”现在的机身弹舱与歼-20基本相同,如果在进气道侧增加格斗弹舱,也可以直接利用歼-20侧弹舱的设计成果,只是要增加不少于600千克(含2枚格斗弹)的基本重量,还要采用类似F-22的对开舱门,以免在地面开舱时舱门与主起落架产生干涉。“鹘鹰”通过改进增加格斗弹舱的办法并不是没有,但以现在机体的尺寸和动力条件,很难满足增加格斗弹舱后所需要的动力性能,尤其是在改装为舰载机后,面对近1.2吨的结构重量增量的难度将更大。(作者署名:离子鱼 舰载武器 2015.01 未完待续)

早期的歼-31隐形机试飞图(鼎盛军事 loyi337 供图 )早期的歼-31隐形机试飞图(鼎盛军事 loyi337 供图 )

  本栏目所有文章目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。凡本网注明版权所有的作品,版权均属于新浪网,凡署名作者的,版权则属原作者或出版人所有,未经本网或作者授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。

  •       深度:浅析FC31战机对中国舰载航空兵有何重要价值
  •      
  •       深度:FC31战机对海航的价值(三) 并不适合航母装备
  •     新浪军事:最多军迷首选的军事门户!

    (新浪军事)
    (编辑:SN118)

    文章关键词: 无人机 战机 歼-15 反舰导弹 舰载机

    分享到:
    收藏  |  保存  |  打印  |  关闭

    已收藏!

    您可通过新浪首页(www.sina.com.cn)顶部 “我的收藏”, 查看所有收藏过的文章。

    知道了

    0
    收藏成功 查看我的收藏
    猜你喜欢

    看过本文的人还看过

  • 新闻沪黄浦区官员踩踏事发当晚在外滩吃大餐
  • 体育骑士胜湖人终结六连败 火箭大胜雷霆
  • 娱乐姚贝娜乳癌复发病逝 年仅33岁 生前乐观
  • 财经新电价破暴利:深圳电网将减收超24亿
  • 科技谷歌眼镜终结:将停止接受订单
  • 博客马未都:习大大36年前照片很清瘦(图)
  • 读书优劣悬殊:抗美援朝敌我装备差距有多大
  • 教育奇葩期末考试逐个数:如何控告一个键盘
  • 育儿保安性侵孩3年 家长不可缺位性教育!
  • 马鼎盛:解放军赴俄演习未算高速 虚拟兵力达数万
  • 看了中俄军演:日本终于明白中国为何现在不能惹
  • 辽宁舰战力远超日本航母 中国神秘武器吓退美航母
  • 威猛:解放军海空一体突破日本岛链震撼日本列岛
  • 德国人到俄中边境被震撼 中国退出联合国海洋公约
  • 俄超级美女来中国被震撼 中国突然大量抛售日国债
  • 迫于中国强大压力:印尼秘密抓捕反华排华军官
  • 最新太行发动机震动世界 中国突然公开11万吨航母
  • 俄罗斯惊呼:中国军队重大计划完成后能称霸世界