空军第一款三代半,因矢量喷管红遍全国的歼-10B,为何只生产50架?
发布于 2021-09-26 18:43
三年前震撼亮相的歼-10B矢量技术验证机
上世纪80年代中期,代号“10号工程”的歼-10战斗机研制计划启动,由611所负责设计,成都飞机公司生产。歼-10的整体设计风格有鲜明的歼-9战斗机烙印,同样是鸭翼加三角翼的整体布局,设计目的也同样是拦截高空高速轰炸机和低空高速攻击机。按照原计划,设计单位预计花费10到12年的时间完成设计和试飞,在90年代末期正式服役。但实际上,歼-10作为我国第一种自行研制的第三代战斗机,研制过程极为艰难,遭遇了技术、政治、资金以及部队需求变化诸多因素的影响,最终在1998年才完成首飞,2004年小批量服役。
歼-10在1998年首飞
歼-10采用了单发、单垂尾、鸭式布局,并采用了翼身融合和放宽静稳定度技术,整体设计比较优秀。同时,歼-10的大后掠角三角翼釆用了复杂的曲线和扭转设计,不仅增大了机体内部空间,方便安装更大的机翼结构油箱,也降低了诱导阻力,改善了机翼升力分布,能有效防止翼尖失速。此外,这种设计还可以保证机翼拥有较小的升阻比系数,超声速加速性好,有利于高速飞行和机动。在鸭翼和大尺寸前缘襟翼的配合下,三角翼的固有缺陷也得到了明显改善,再加上歼-10应用了有利于高速飞行的可调式进气道设计,进气道内的调节板可根据不同飞行状态调节进气流量,从而获得更好的爬升能力和高速性能,亚、跨声速性能也得到了保证,最终使得歼-10同时具备了较好的高空、高速拦截能力和中、低空机动性,满足了空军提出的高性能作战要求。
与歼-10同一技术水平的瑞典JAS-39鹰狮战斗机也应用了鸭翼
但早期型歼-10的性能却并不完善,由于当时机载雷达火控系统还不成熟,不得不舍弃了大部分对地、对海攻击功能;由于国产激光制导炸弹的研制没有如期完成,原计划的对地精确打击能力也不具备;挂载的中距空空导弹只有刚定型的半主动雷达制导型号霹雳- 11,这种导弹的弹翼翼展较大,无法使用双联装复合挂架,最多只能挂载两枚。上述一系列不足使得早期型歼-10的战斗力受到很大限制。但在2006年后,随着相关技术的突破,一系列新型装备研制成功,新一批次的歼-10A性能有了很大提高。
空军装备的歼-10A机群
首先,机载1473型雷达火控系统的性能基本完善,相比于从俄罗斯引进的N001/N001VE机载雷达,1473型雷达虽然口径较小,探测距离较近,但在多目标跟踪能力、探测精度、抗干扰能力和可靠性等方面却明显超出。对地攻击武器清单中增加了国产500千克激光制导炸弹(可挂载两枚),具备了昼夜精确对地打击能力;空战武器也换装了霹雳-8B近距格斗弹(釆用双模红外导引头,具备更大的离轴发射角)和霹雳-12主动雷达制导中距空空导弹。霹雳-12最大作战距离约70千米,整体性能与当时俄罗斯R-77和美国AIM-120A/B相当。加之对机翼中部挂点进行了改进,可以使用全新的双联复合挂架,使得歼-10A的对空作战达到了第三代战斗机的平均水准。
在2008年珠海航展上亮相的歼-10A
但是,当时空军的需求却又发生了变化。无论是国内在2002年到2006年接收的100架苏-30MMK多用途重型战斗机(包括海航24架),还是从2004年开始生产的歼轰-7A战斗轰炸机,都开始强调多用途能力。这对于当时仅具备挂载500公斤精确制导炸弹,无法挂载空舰导弹、空地导弹的歼-10A来说,显然无法满足需要。因此,611所从2005年开始对歼-10A进行改进,最终衍生了后来的歼-10B。
当时,对歼-10A的改进主要集中在两个方面,即通过使用全新的雷达和导弹武器,以获得与歼-11B旗鼓相当的综合对空作战能力,同时拓展多用途能力,譬如增加防区外打击能力和多种武器使用能力。还有一点,歼-10B的发展时间与歼-20隐身战斗机基本一致,而611所在歼-10B身上应用了大量的新型技术,实际上是将歼-10B作为歼-20的技术验证项目来使用。
苏-30MKK对歼-10B有一定影响
2008年,歼-10B完成初始设计开始小批量生产。在结构和气动方面,歼-10B最主要的变动就是使用了DSI进气道。相比于传统进气道,DSI使用一个经过精心设计、制造工艺要求极高的固定锥形鼓包,来模拟常规进气道中的一、二级调节板,以达到对气流的压缩,从而省去了辅助进气门、放气门、进气道调节板以及相关调节机构,节约了数百千克的固定重量。此外,DSI进气道虽然对飞机高速性能有一定破坏(歼-10B的最高速度由10A的2.2马赫降到了1.8马赫),但速度适应范围很广,特别是稳定高亚音速和跨音速阶段的特性,对执行对海、对地攻击任务非常有利。而且,DSI进气道口的锥形鼓包还能对发动机风扇叶片形成一定遮挡,从而减少敌方雷达波束进入进气道后,再由发动机叶片形成的强雷达反射波,从而提高整体隐身能力,这也是后来歼-20应用DSI进气道口的重要原因。
注意看歼-20进气道口的“小鼓包”
在机载雷达和航电系统方面,歼-10B较之歼-10A型有了质的提高。它的机载雷达换装了性能更先进的无源相控阵雷达(后期型号换装有源相控阵雷达),相比于传统机扫雷达,相控阵雷达在探测距离、反应速度、多目标探测跟踪能力、分辨率、抗干扰能力等方面都有全面优势。一般认为,歼-10B搭载的相控阵雷达,对地面目标的探测距离在150- 200千米左右,对海上大型水面舰艇的探测距离则超过300千米,探测精度和目标分辨率也明显上升。
对空作战的歼-10B挂载
在对空武器方面,歼-10B在歼-10A的基础上,增加了霹雳-10红外格斗弹和经过改进的霹雳-12B。其中霹雳-10在技术性能上与美国的AIM-9X、欧洲的IRIS-T相当,具有全向攻击和90度离轴发射能力;霹雳-12B使用了新型固体火箭发动机,并增加了弹载数据链,不仅射程增加到100千米,还可以在飞行中进行指令修正,大幅度提高了超视距作战能力和抗干扰能力。在对地武器方面,歼-10B能使用中国空军当时几乎所有的战术空地、空舰导弹、反辐射导弹以及二代精确制导弹药,搭载武器种类与改进后的歼轰-7A大体相当,可以胜任几乎所有对地打击任务。总体来说,通过改进部分结构并换装全新雷达、航电和机载武器,歼-10B整体技术水平和作战能力有了大幅度提升,达到了国际上90年代后期、21世纪初三代半战斗机的水准。
歼轰-7A的挂弹种类很丰富
剩下的主要不足就是其作战半径和外挂能力。歼-10B本身有11个外挂点,其中两翼各有三个,机腹下有五个,在数量上达到平均水准,但质量上就不尽如人意了。歼-10B最外侧的翼尖挂点是近距格斗弹的固定搭载位置,轻易不能动;翼中的两个挂点是最佳位置,不仅载重能力强,空间也非常好,无论是1000公斤、500公斤的重型炸弹,还是空地、空舰以及中距空空导弹都可以挂载在这里。机翼内侧的挂点虽然理论上也能挂载,但由于歼-10的机翼釆用了相对较薄且较复杂的扭转设计,在携带不同武器时,需要更换不同的挂架与机翼联接,过程非常繁琐,再加上机内和挂架上仅布置了简单的供油和相关电气接口,不足以支持对电气和数据传输要求很高的导弹武器,因此主要用于挂载1600升副油箱。机腹下的五个挂点中,最中间的一个一般用来挂在800升副油箱,前方两个用于挂载光电或侦察、电子吊舱,后方两个用来挂载250公斤精确制导炸弹。
歼-10最常见的空战挂载方案
理论上来说,歼-10B可以实现四中两近(使用复合挂机)、两个电子吊舱、两枚250公斤精确制导炸弹、三具副油箱的满载状态。这时候作战半径可以达到800千米(滞空40分钟)、1000千米(滞空15分钟),无论是在东部、东南部海域,以及西部、西南部陆上作战,均能基本满足需求。倘若将四枚中距空空导弹换成两枚重型炸弹或空舰、空地导弹,那么也依然可以保证700公里的作战半径(滞空20分钟),对于目前中国空军的需求来说,这个作战范围还是可以接受的,毕竟歼-10B的制造和维护成本都比较低。
事实上,在世纪之交的前后,由于歼-10性能不够成熟和突出,空军购买及仿制苏-27又比较顺利,因此一度有放弃歼-10,将全部资源集中在歼-11项目的想法,但随后就被歼-11高昂的制造、维护费用打消。就目前来看,歼-10系列以同时期重型战斗机60%的制造成本,实现了与其旗鼓相当的对空作战能力和约60%的对地、对海作战能力,性价比非常高,也是中国空军能维持现在庞大规模的重要原因。
歼-16哪儿都好,就是贵
由于与歼-10B同时诞生的歼-11B,其早期型号仍然采用模拟电传操纵系统和传统多普勒雷达,导致其空战能力比歼-10B要略逊一筹,对地、对海攻击更是基本没有,仅在航程上有明显优势。从理论上来说,歼-10B应该随即进入高速生产,毕竟当时空军对先进战斗机非常渴求,连性能明显逊于歼-10B的歼-10A都生产了200多架。然而歼-10B最终仅生产了三年多的时间,装备了约两个航空团就停产,原因在于空军很快就有了更先进的歼-10C。
歼-10C的出现是歼-10B停产的根本原因
在2010前后,国内航空技术进入大爆发阶段,此间诞生的歼-10C搭载了性能更加强大的有源相控阵雷达,首次具备了使用霹雳-15远程空空导弹的能力,这种空空导弹配用了双推力固体火箭发动机,有效射程达到150千米,装有先进的双向数据链,整体技术性能与美国AIM-120D空空导弹相当,再加上歼-10C还应用了部分四代机的信息化技术和设备,如航电架构、光传操纵系统、全新的信息化座舱、信息化头盔瞄准具、战场信息管理系统、多军兵种通用数据链、新一代综合电子战及自身防御系统等,使其战场态势感知能力、协同交战能力和生存能力都有明显增强,这是歼-10B所远远不能企及的。
歼-10C应用了部分歼-20的技术
因此,歼-10B这款本能在中国空军历史上写下浓墨重彩的机型,最终变得黯淡无光。若非2018年珠海航展上,歼-10B矢量技术验证机的华丽表演,以及2021年歼-10B与歼-16携手出征俄罗斯,并在空战比赛中胜出苏-35,甚至就要被彻底遗忘。就目前而言,可以说歼-10B凭借优秀的性能,证明了自己的价值,为自己生不逢时的命运,赢得了来之不易的短暂光辉。
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