台军上校解析歼10结构设计：隐身能力有限(图)

　　罗志成

　　[编者按]日前，西方媒体报道了台湾空军预备役上校罗志成(现为逢甲大学工业工程及企管系兼职讲师，台湾政策研究基金会特约研究员及航天科技自由作家)撰写的中国歼-10战斗机的设计结构分析的文章，文章对中国歼-10战斗机的设计结构和特点进行了一些分析。现在让我们来看一看台湾空军是如何看待中国歼-10战斗机的吧。

　　气动布局

　　歼-l0采用第五代战机惯用的鸭式先进气动力布局(F／A-22及JSF除外)，具有可动式前翼、三角形主翼及一对腹鳍，气动外形明显优于F16、“幻影”2000、苏-27等第四代战机。歼-10的制造商成都飞机公司早在研制歼-7系列歼击机时，就累积了丰富的三角翼设计经验，在研制及-7E时更跨进复式三角翼的领域，而可动式前翼及腹鳍的新尝试则说明歼-10具有较好的大攻角下的稳定控制能力及在过失速区的低速缠斗优势。

　　歼-10的作战需求以空中优势突击作战为主，未来机型会逐步综合各种对地面、海面目标的精确打击能力，以具备执行空对地攻击的能力。其气动外形能够满足高速运动及低速的大攻角动作机动性，三角翼除能强化机身结构强度、降低机翼负荷、增加武器挂载点及增大机内燃油量外，还非常适合高速爬升、直线加速飞行及获得极佳的瞬间转弯率，整体上兼顾了水平及垂直方向运动性能。

　　歼-10采用复式三角翼，其近机身机翼以陡峭后掠角向后伸展，可降低音障的波阻力及配平阻力，可增加滚转轴向的控制力并能提高持续转弯率约25%。在大攻角时复式=三角翼成为强劲的涡流产生器，除能维持翼面气流流场的平顺、扣J制气流分离现象及阻止翼根部份的翼面产生震波继续稳定提供升力外，还能减少震颤并可保持大攻角飞行姿态。而近翼根处陡峭的后掠角设计，在高速飞行时也能让翼而避开机鼻所产生的震波，保持良好的气动安全控制能力。

　　大攻角运动能力

　　歼-10的全动式前翼可降低飞机在

超音速飞行时的阻力，并增大在亚音速平飞时的升力，还能在飞机的气动力中心及重心前形成一力矩。这样除可增强机动性外，在大攻角的低速缠斗时，还能使前翼多获得约20%-30%的升力，并能延迟气流分离(发生在30-40度攻角)，前翼还能修正大攻角时机头进入失速前的横向侧偏。

　　假想歼-10与第4代战机比武，在25-30鹰攻角下，第4代战机将无可避免的进人动作失稳及失速状态，而此时歼-10仍能保持稳定控制，掌握将机头指向目标的优势，空战至此胜负已分，自然是歼-10胜出。歼-10还配备了KT-12国产头盔瞄准具，能在大负荷缠斗的战况下，转动头部跟踪及锁定敌机，加大接战范围及提高猎杀牢。而挂载仿制的以色列“巨蟒”3型(霹雳-8，发射后即以气动力大角度转向对正目标)短程红外线导弹，更使歼-10在近战时如虎添翼。

　　成都飞机公司相当重视歼-10的低速大攻角动作操控性，除全动式前翼外，还增装了腹鳍以增强大攻角状态下的纵向稳定。当前翼及主翼周大攻角引发气流分离导致升力及控制性能快速降低时，位置较低的腹鳍还能在短时间内继续支撑纵向稳定。歼-10的AL31FN发动机虽不是矢量推力发动机，其过失速区操纵性在空战中也不足以威胁F-22等21世纪战机，但已足以对第4代战机形成优势。因此，可以断定歼-10的气动外形是根据视距外及视距内的空战运动需求而设计的。

　　过失速区的操控性

　　美空军曾以X-31实验机为技术展示机，为其加装矢量推力发动机及可动式前翼，深入研究战机大攻角飞行及过失速区的机动性。X-31曾于1992年9月18日在加州德赖登飞测中心刨下维持70度大攻角达53秒(第四代战机如F-16攻角均在30度以内)及沿速度方向360度滚转而达成50度／秒滚转率的纪录。

　　1994年X-31在携挂空战演练仪的情况下，与美国海军的F-14C及F-18C进行了400余次不同机种空战对抗，达成10:1损失交换比的优势；而X-31以机炮对抗F-18C的近战缠斗损失交换比优势更高达32：1。依靠矢量推力发动机及可动式前翼一些能创造空战优势的龟行动作也应运而生，如大攻角桶滚、高速反转等，大大改变了空战态势。

　　就过失速区操控性而言，维持机头的抬起及指向的动力除气动力外，还需要最推力发动机的强力支撑。中国与俄罗斯早在2005年底已签订一份价值3亿美元的合同.购买54具AL-31FN-MI矢量推力发动机。这可能用于歼-10战斗机的性能提升计划，歼-10的后续机型及超-10早晚将具备矢量推力控制能力。

　　进气道设计

　　歼-10的进气道置于机身正下方，类似F-16及以色列“狮”的设计，但更为复杂。F-16属于昼间用轻型战机，属美空军主力战机高低搭配中的低端战机，进气道采用最简单、有效及经济的设计，刚好满足跨音速及超音速飞行及30度攻角运动所需。歼-10的进气道兼容了F-16进气道的优点，如平飞及大攻角时可稳定而均匀进气、防止吸入炮几废气导致熄火、避免吸入处处鼻轮扬起的外物及机身屏敝效应确保大攻角时的进气流量顺畅。

　　歼-10的进气道口(边界层分离器延伸板)比F-16向外延伸得更长，与机身的间隙也更大。为避免在大负载时进气道变形，歼-10在进气道口与机身之间加装了6根流线型加强支柱，以加强进气道口的结构强度，6根支柱虽然不美观，但出于结构安全的考虑又不能没有。F-16也采用-了类似的加强设计，为防止进气道变形，在进气道内的上下唇问安装了一个流线型支柱。

　　歼-10进气道的结构仍属简单设计，缺乏2马赫以上飞行所需的可变式进气道导锥、边界层旁通门、压缩斜板等装置。通过进气道可以判断歼-10的高空最大速度约为2马赫。

　　飞行控制系统

　　歼-10的飞行控制系统应用了20世纪90年代以来的成熟数字化技术，采用的是634式全数字化飞行操控系统。数字化的飞行控制计算机不仅速度快，功能也更强，其运动机动性与安全性明显优于采用早期模拟技术的战机。《解放军报》曾披露，歼--10在西北的空战演练中曾以2敌4击败苏一27战斗机，并以“先敌发现、先敌锁定及先敌开火”取得4战全胜战绩，可见歼-10的空战运动及占位能力不容小觑。

　　中国目前尚未突破全控式数字化发动机控制的技术瓶颈，所以现阶段的歼-10尚无法将飞行操控系统与发动机整合在一起，离第5代战斗机的超级操纵性还有相当距离。歼-10的后续机型应会综合全控式数字化发动机控制技术，届时其飞行操控性将会大大提升。

　　隐身设计

　　飞机隐身设计极为复杂，必须同时兼顾降低雷达反射截面、红外线、可见光、音频及发射弹药等信号特征。而气动外形直接影响雷达反射截面的大小，歼-10的外形仍属传统的非隐身设计，能产生强烈的雷达回波，机身与前翼及主翼有直角接合面、垂直的尾翼、武器弹药与副油箱采用外挂方式、雷达为传统平面开缝天线，均不利于歼-10的隐身。弥补隐身性能不足的办法就是在结构上多采用复合材料、吸波材料、吸-波结构及在产生强反射的部位(进气道、座舱等空腔及前缘襟翼等)涂覆隐身涂料。歼-10部分机身可能采用了碳纤维等复合材料，雷达波强反射点也经过了隐身涂料处理。

　　以第4代战机为例，其雷达反射截面约为5平方米，若欲降到F—117A的0.01平方米，须降至原来的1／50。由于歼-10的外形属传统非隐身设计，若欲具备第5代战机的隐身性能，其气动外形非得进行重大改变不可，外挂武器也要收进机舱，工程之大与重新设计新飞机差不多。如果不重新设计外形，则唯有采用

等离子隐身技术(俄罗斯正领先研究此尖端技术)才有可能弥补其隐身性能不足的问题。

　　鉴于中国空军亟欲以歼-10与“枭龙”战斗机取代数量众多的歼-6战斗机与电子设备落后的歼一7战斗机等，只有先牺牲歼-10的隐身性能，做到“先求有，再求全”。或许超-10及中国的第5代战机才能成为雷达反射截面小于0.5平方米的隐身飞机。

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