2009年2月28日星期六

对歼10战斗机若干疑问的解答





http://img360.imageshack.us/img360/3110/j1010eq4.jpg | 1110 × 660






http://img7.tianya.cn/photo/2008/4/17/7553491_14255209.jpg | 1000 × 667

1、歼10 为什么不设计翼尖挂架?
   歼10的机翼为鸭式布局做了很多优化,选择一个异常复杂的有着几十个剖面翼形的机翼,同时还对机翼做了展向扭转,这是为了在有下洗流的情况下对高低速性能兼顾,特别是歼10设计了自适应变弯度机翼--前缘机动襟翼和后缘襟翼会自动随飞行速度,载荷和机动状态确定下放角度,为此甚至放弃了翼尖挂架,让后缘襟翼有着更好的长度和弯度性能。为了避免襟翼和前翼形成干扰,歼10的前缘襟翼象JAS-39那样没有延伸到内侧,在前翼外侧就终止了,这一点不如法国的“阵风”那样理想。不过,歼10的气动设计比“台风”和“鹰狮”显得更加简洁利落,后两者都必须通过附加涡流片才能避免原设计的方向稳定性方面的问题。




http://farm4.static.flickr.com/3254/3016014076_d3a303504d_b.jpg | 1024 × 447

从下面这张图可以清楚看出歼10翼形是分为两段的。




http://img513.imageshack.us/img513/4259/070507160263831bp0.jpg | 1380 × 846

在“台风”前鸭翼的后面有一块小翼,这就是附加的涡流片,同样的小翼在“鹰狮”上也有。




http://www.defencetalk.com/pictures/data/4582/IMG_2787_Eurofighter_Typhoon.jpg | 1600 × 1066




2、关于AL-31FN与WS-10发动机之争
    歼10目前采用的是俄罗斯AL-31FN涡扇发动机。对于歼10而言,如果没有AL-31FN可能整个战斗机计划都会不复存在,至少延误10年以上。





http://www.1n0.net/Article/UploadFiles/200807/20080728141338153.jpg | 987 × 856


    该发动机是在俄AL-31F基础上经过改装而成,取消了风扇和压气机间的隔板,简化了发动机部分内部结构,将原来双发战斗机的机匣附件由下方改为上方,增加了单发战斗机所需要的起动机等部件,增强了单发飞机的可靠性。AL-31FN并不是专门为歼10研制的,它是俄“轻型多用途战斗机”计划的产物,而苏霍伊的方案就是称为S-54/55(有点军龄的军迷都应该记得这个计划),这个计划虽然没有实行,但发动机的相应改进和设计却一直在实施。中国在上世纪90年代中期提出购买单发型AL-31FN发动机的需求,第一批3台发动机在次年年底抵达成都。

展示中的AL-31FN发动机


    WS-10涡扇发动机也就是常说的太行发动机,这种发动机是中国高层特别指定用于歼10、歼11两种主力型号战机的国产替代发动机,是需要不计代价研制成功的项目。WS-10的结构主要来源于西方,是以美国通用公司的F110-GE-100为蓝本,通过分析民航客机上装备的CFM-56-3型发动机核心机设计完成。由于中国从来没有真正成功的自行从头到底研发大型喷气发动机,对研制过程中的许多问题没有预先准备,从而导致虽然新发动机的构架和设计理论都相当理想,但在制造和试验时却总有层出不穷的故障、问题。因此发动机的可靠性不像F110那样理想。在获得AL-31F发动机技术和俄专家的帮助下,重新进行了设计,其风扇、高压压气机、燃烧室、涡轮、轴和润滑系统等设计结构与F110发动机非常相似,3级风扇采用钛合金制造,和F110不同的是在诸如旋流冷却等技术上采用了AL-31F的技术。WS-10的推力比AL-31大了接近一吨,而重量比后者重了30公斤。歼10在设计上考虑了两种发动机的互换问题,可以比较方便地更换。





http://farm4.static.flickr.com/3015/3019242298_865925759b_b.jpg | 1024 × 768


    一共有7架歼10 的原型机,最开始是5架,后来增加了2架。前5架歼10是一样的,第6、7架架10在此基础上做了一些改进,最重要的是前5架歼10装备的是WS-10发动机,而后2架安装了AL-31FN发动机,因为尺寸小了些,所以后2架的后机身比前5架要瘦些。

重迷彩的为第2~5号原型机,空优涂装的为6~7号原型机。第一架原型机已经飞到了设计寿命。




http://farm4.static.flickr.com/3023/3019295430_4f0b845318_o.jpg | 1024 × 565




3、歼10能否携带俄制导弹?
    歼10是主要参考西方技术进行设计的,到目前为止还不能携带俄制导弹武器,但从技术角度讲挂载俄式导弹问题不是很大,一方面从挂架来看,稍微改进是能够挂载俄式导弹,另一方面以前国产飞机设计后都是固定的,没法改变,而歼10中百分之70~80是靠软件系统支撑的,需要时输入配套导弹的相关指令参数后是能够发射俄系导弹的,而且现在歼10能够采用许多通用挂架,只要升级软件就能挂载俄制导弹。





http://farm4.static.flickr.com/3044/3019296922_a8772ed6fc_b.jpg | 1024 × 300






http://farm4.static.flickr.com/3166/3015148012_971b13c5be_o.jpg | 1280 × 936


    央视透露的消息显示在国产化的歼11B型机上采用了大规模装备部队的国产PL-8空空导弹,而不是原SU-27装备的R-73空空导弹,分析其理由不难理解,在进口的SU-27SK上使用俄系导弹是必然的选择,但在国产化仿制后的歼11B上选用国产导弹也就理所当然。而且从空空导弹技术上说,R-73和最新的PL-8导弹相差不大,且并没有引进技术仿制,换换句话就是打一发少一发,但PL-8是完全国产导弹,完全有能力供应。中程空空导弹上SD-10和俄制R-77是一个档次,也能起到很好的替代作用,因此在歼10上不使用俄制导弹也符合军队现代化建设。未来如果采用俄制导弹也讲只是采用现在国产型号较少的空对面导弹类型。


4、歼10B双座机是不是加强后的对地攻击型?
    如多种三代机那样,单座注重空中优势,双座注重对地。但歼10B的设计不是这样。歼10应该是注重空中优势兼顾多用途的战斗机,其对地攻击的手段并不多,在歼10B的身上,多一个飞行员并不是为了用于对地攻击。他主要作为同型的教练机和指挥机来设计的。也就是说歼10B和单座型是使用的一样的对地攻击武器,但作战时双座机和单座机混编,后座的飞行员担任编队指挥的角色。






http://farm4.static.flickr.com/3240/3015148020_6c31d8b835_o.jpg | 1000 × 664




   这张双座型现在应该只能是大家美好的愿望。


5、歼10战斗机的挂架是9个还是11个?
    9个还是11个挂架是一段时间内对歼10挂载能力的争论。两种争论的区别是在机腹下的挂载配置。9个挂架的说法是机腹下中央挂载副油箱的主挂架,机腹进气口两侧各有一个小型的炸弹/吊舱挂架。11个挂架的说法是在9个挂架基础上在机腹后部两侧各有一个小型的炸弹/吊舱挂架。





http://farm4.static.flickr.com/3220/3015129952_fca9066d82_o.jpg | 1275 × 753

    在原型机阶段,实际上是采用了11挂架方案,现有的一张歼10的11挂架全装照片也是一架原型机,而已经交付部队使用的歼10上很难看到机腹的后部挂架,因此也有人说后部两个小挂架由于使用不便在批量生产型上取消了。才有了现在9挂架和11挂架的争论。我想歼10安装11挂架是没有问题的,只是后部的小型挂架一般用处不大,只有在执行对地攻击任务时才安装,用以挂载普通炸弹。

这是歼十11挂架试飞时的照片,大家可以注意腹部后方挂载着炸弹。





6、1006号机风挡前的红色三根针式天线是什么?
    这个是我自己的疑问,一开始我觉得很像是敌我识别天线,这种天线在歼8II上装备的。因此我猜想,1006号机主要负责武器系统的测试,安装有雷达系统,但也许并不是歼10标配的1473脉冲多谱勒雷达,所以作为重要装备的敌我识别天线是与雷达天线分开的。在量产型的歼10上这三根针式天线就不见了踪影。
    仔细观察可以发现1006号机在风挡前的三根天线,但身边的1004号机却没有安装


    在量产机上已经没有了这组天线




http://bbs.cn.yimg.com/user_img/200712/05/winter232004_1196839828966387.jpg | 1280 × 930


    歼8IID受油机,可以更清晰得看到这组天线




http://dl.zhishi.sina.com.cn/upload/66/48/20/1150664820.1115841.jpg | 1360 × 951


7、为什么进气道上方有6根加强肋?
    这个应该是关乎歼10好坏之争中最尖锐的问题。在解答这个问题之前我们先看看歼10的进气道。大家都知道歼10采用的3波系斜板可调进气道主要针对战机的高速飞行要求,这在飞机最初的设计时仍然是相当重视的,这种进气道可以让歼10轻松飞到2.2马赫以上。也正是有了3波系斜板可调进气道,歼10对前机身产生的预压缩现象并不特别需要,因此前机身才能保持较好的本身形状和截面积,不需要象F-16那样特意压扁机头,以至于影响雷达天线直径和飞行员坐姿,浑圆的机头在大迎角时也较扁平机头稳定。
    这张歼10B照片上很好的展示了其拥有的3波系斜板可调进气道




http://idoimg.3mt.com.cn/article/upload/200708/070825093995941.jpg | 1200 × 900


    F-16的机头下表面因为要起到进气预压缩作用,所以下表面相对平整,影响到了雷达天线直径和飞行员坐姿


    可调节进气道的缺点是结构重量较大,达到数百公斤,而进气道和机身之间的附面层排出设计为自然流向,如果采用国外流行的尖楔块固定就会使隔板面积大大增加,而且还需要增大附面层排气间隔距离,大大增加重量。所以在设计时简单增加6根连接辐条,将进气道刚性固定在机身主要框架上,用最小的重量和阻力代价成功解决了这个问题。


    F-16进气道上方也有固定加强的装置,那就是进气道上方两侧的尖楔块和进气道中的单根连接辐条,在下面这张照片中清晰可见。由于其采用的是固定不可调进气道,结构重量较歼10的进气道轻,所以采用尖楔块固定在重量上并不存在歼10那么严格的要求。其实两者并没有谁先进谁落后的问题,只是各种方案针对的飞行特性不同而已。和其有代差的是DSI进气道!




http://img.club.pchome.net/upload/club/other/2007/8/3/yatami_1186107849.jpg | 1721 × 1114


    DSI技术也有可能在未来用于不再特别要求高速性能的歼10新改型上,能减少300公斤左右的结构重量,并有效减小飞行阻力。


8、歼10能否进行“眼镜蛇机动”?
    作为超强机动性的标志性动作,歼10是否能进行“眼镜蛇机动”,甚至也成为机动性好坏的标志。但通过对试飞员李存宝的采访我们可以对这个问题有个更客观和科学的认识。
    眼镜蛇动作没有多少高深的技术含量。决定一架飞机能否飞“眼镜蛇机动”主要有两点:首先。飞机的气动外形决定了飞机的大攻角恢复力矩,苏27的气动外形导致其仰角大于60度以上时,飞机会受到强大的低头力矩,所以可以自主从大仰角状态改出。其次,舵面上有足够的力把机头撬起来。舵面的力和仰角有关,仰角大了力才大。
    歼10就算有足够大的回复力矩,由于其电传系统不允许进行这么大仰角的飞机,又不能关闭电传,所以歼10目前不能进行这么大仰角的机动,也就不会有足够的舵面力来做这种动作。








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1、歼10 为什么不设计翼尖挂架?
   歼10的机翼为鸭式布局做了很多优化,选择一个异常复杂的有着几十个剖面翼形的机翼,同时还对机翼做了展向扭转,这是为了在有下洗流的情况下对高低速性能兼顾,特别是歼10设计了自适应变弯度机翼--前缘机动襟翼和后缘襟翼会自动随飞行速度,载荷和机动状态确定下放角度,为此甚至放弃了翼尖挂架,让后缘襟翼有着更好的长度和弯度性能。为了避免襟翼和前翼形成干扰,歼10的前缘襟翼象JAS-39那样没有延伸到内侧,在前翼外侧就终止了,这一点不如法国的“阵风”那样理想。不过,歼10的气动设计比“台风”和“鹰狮”显得更加简洁利落,后两者都必须通过附加涡流片才能避免原设计的方向稳定性方面的问题。




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从下面这张图可以清楚看出歼10翼形是分为两段的。




http://img513.imageshack.us/img513/4259/070507160263831bp0.jpg | 1380 × 846

在“台风”前鸭翼的后面有一块小翼,这就是附加的涡流片,同样的小翼在“鹰狮”上也有。




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2、关于AL-31FN与WS-10发动机之争
    歼10目前采用的是俄罗斯AL-31FN涡扇发动机。对于歼10而言,如果没有AL-31FN可能整个战斗机计划都会不复存在,至少延误10年以上。





http://www.1n0.net/Article/UploadFiles/200807/20080728141338153.jpg | 987 × 856


    该发动机是在俄AL-31F基础上经过改装而成,取消了风扇和压气机间的隔板,简化了发动机部分内部结构,将原来双发战斗机的机匣附件由下方改为上方,增加了单发战斗机所需要的起动机等部件,增强了单发飞机的可靠性。AL-31FN并不是专门为歼10研制的,它是俄“轻型多用途战斗机”计划的产物,而苏霍伊的方案就是称为S-54/55(有点军龄的军迷都应该记得这个计划),这个计划虽然没有实行,但发动机的相应改进和设计却一直在实施。中国在上世纪90年代中期提出购买单发型AL-31FN发动机的需求,第一批3台发动机在次年年底抵达成都。

展示中的AL-31FN发动机


    WS-10涡扇发动机也就是常说的太行发动机,这种发动机是中国高层特别指定用于歼10、歼11两种主力型号战机的国产替代发动机,是需要不计代价研制成功的项目。WS-10的结构主要来源于西方,是以美国通用公司的F110-GE-100为蓝本,通过分析民航客机上装备的CFM-56-3型发动机核心机设计完成。由于中国从来没有真正成功的自行从头到底研发大型喷气发动机,对研制过程中的许多问题没有预先准备,从而导致虽然新发动机的构架和设计理论都相当理想,但在制造和试验时却总有层出不穷的故障、问题。因此发动机的可靠性不像F110那样理想。在获得AL-31F发动机技术和俄专家的帮助下,重新进行了设计,其风扇、高压压气机、燃烧室、涡轮、轴和润滑系统等设计结构与F110发动机非常相似,3级风扇采用钛合金制造,和F110不同的是在诸如旋流冷却等技术上采用了AL-31F的技术。WS-10的推力比AL-31大了接近一吨,而重量比后者重了30公斤。歼10在设计上考虑了两种发动机的互换问题,可以比较方便地更换。





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    一共有7架歼10 的原型机,最开始是5架,后来增加了2架。前5架歼10是一样的,第6、7架架10在此基础上做了一些改进,最重要的是前5架歼10装备的是WS-10发动机,而后2架安装了AL-31FN发动机,因为尺寸小了些,所以后2架的后机身比前5架要瘦些。

重迷彩的为第2~5号原型机,空优涂装的为6~7号原型机。第一架原型机已经飞到了设计寿命。




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3、歼10能否携带俄制导弹?
    歼10是主要参考西方技术进行设计的,到目前为止还不能携带俄制导弹武器,但从技术角度讲挂载俄式导弹问题不是很大,一方面从挂架来看,稍微改进是能够挂载俄式导弹,另一方面以前国产飞机设计后都是固定的,没法改变,而歼10中百分之70~80是靠软件系统支撑的,需要时输入配套导弹的相关指令参数后是能够发射俄系导弹的,而且现在歼10能够采用许多通用挂架,只要升级软件就能挂载俄制导弹。





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    央视透露的消息显示在国产化的歼11B型机上采用了大规模装备部队的国产PL-8空空导弹,而不是原SU-27装备的R-73空空导弹,分析其理由不难理解,在进口的SU-27SK上使用俄系导弹是必然的选择,但在国产化仿制后的歼11B上选用国产导弹也就理所当然。而且从空空导弹技术上说,R-73和最新的PL-8导弹相差不大,且并没有引进技术仿制,换换句话就是打一发少一发,但PL-8是完全国产导弹,完全有能力供应。中程空空导弹上SD-10和俄制R-77是一个档次,也能起到很好的替代作用,因此在歼10上不使用俄制导弹也符合军队现代化建设。未来如果采用俄制导弹也讲只是采用现在国产型号较少的空对面导弹类型。


4、歼10B双座机是不是加强后的对地攻击型?
    如多种三代机那样,单座注重空中优势,双座注重对地。但歼10B的设计不是这样。歼10应该是注重空中优势兼顾多用途的战斗机,其对地攻击的手段并不多,在歼10B的身上,多一个飞行员并不是为了用于对地攻击。他主要作为同型的教练机和指挥机来设计的。也就是说歼10B和单座型是使用的一样的对地攻击武器,但作战时双座机和单座机混编,后座的飞行员担任编队指挥的角色。






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   这张双座型现在应该只能是大家美好的愿望。


5、歼10战斗机的挂架是9个还是11个?
    9个还是11个挂架是一段时间内对歼10挂载能力的争论。两种争论的区别是在机腹下的挂载配置。9个挂架的说法是机腹下中央挂载副油箱的主挂架,机腹进气口两侧各有一个小型的炸弹/吊舱挂架。11个挂架的说法是在9个挂架基础上在机腹后部两侧各有一个小型的炸弹/吊舱挂架。





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    在原型机阶段,实际上是采用了11挂架方案,现有的一张歼10的11挂架全装照片也是一架原型机,而已经交付部队使用的歼10上很难看到机腹的后部挂架,因此也有人说后部两个小挂架由于使用不便在批量生产型上取消了。才有了现在9挂架和11挂架的争论。我想歼10安装11挂架是没有问题的,只是后部的小型挂架一般用处不大,只有在执行对地攻击任务时才安装,用以挂载普通炸弹。

这是歼十11挂架试飞时的照片,大家可以注意腹部后方挂载着炸弹。





6、1006号机风挡前的红色三根针式天线是什么?
    这个是我自己的疑问,一开始我觉得很像是敌我识别天线,这种天线在歼8II上装备的。因此我猜想,1006号机主要负责武器系统的测试,安装有雷达系统,但也许并不是歼10标配的1473脉冲多谱勒雷达,所以作为重要装备的敌我识别天线是与雷达天线分开的。在量产型的歼10上这三根针式天线就不见了踪影。
    仔细观察可以发现1006号机在风挡前的三根天线,但身边的1004号机却没有安装


    在量产机上已经没有了这组天线




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    歼8IID受油机,可以更清晰得看到这组天线




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7、为什么进气道上方有6根加强肋?
    这个应该是关乎歼10好坏之争中最尖锐的问题。在解答这个问题之前我们先看看歼10的进气道。大家都知道歼10采用的3波系斜板可调进气道主要针对战机的高速飞行要求,这在飞机最初的设计时仍然是相当重视的,这种进气道可以让歼10轻松飞到2.2马赫以上。也正是有了3波系斜板可调进气道,歼10对前机身产生的预压缩现象并不特别需要,因此前机身才能保持较好的本身形状和截面积,不需要象F-16那样特意压扁机头,以至于影响雷达天线直径和飞行员坐姿,浑圆的机头在大迎角时也较扁平机头稳定。
    这张歼10B照片上很好的展示了其拥有的3波系斜板可调进气道




http://idoimg.3mt.com.cn/article/upload/200708/070825093995941.jpg | 1200 × 900


    F-16的机头下表面因为要起到进气预压缩作用,所以下表面相对平整,影响到了雷达天线直径和飞行员坐姿


    可调节进气道的缺点是结构重量较大,达到数百公斤,而进气道和机身之间的附面层排出设计为自然流向,如果采用国外流行的尖楔块固定就会使隔板面积大大增加,而且还需要增大附面层排气间隔距离,大大增加重量。所以在设计时简单增加6根连接辐条,将进气道刚性固定在机身主要框架上,用最小的重量和阻力代价成功解决了这个问题。


    F-16进气道上方也有固定加强的装置,那就是进气道上方两侧的尖楔块和进气道中的单根连接辐条,在下面这张照片中清晰可见。由于其采用的是固定不可调进气道,结构重量较歼10的进气道轻,所以采用尖楔块固定在重量上并不存在歼10那么严格的要求。其实两者并没有谁先进谁落后的问题,只是各种方案针对的飞行特性不同而已。和其有代差的是DSI进气道!




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    DSI技术也有可能在未来用于不再特别要求高速性能的歼10新改型上,能减少300公斤左右的结构重量,并有效减小飞行阻力。


8、歼10能否进行“眼镜蛇机动”?
    作为超强机动性的标志性动作,歼10是否能进行“眼镜蛇机动”,甚至也成为机动性好坏的标志。但通过对试飞员李存宝的采访我们可以对这个问题有个更客观和科学的认识。
    眼镜蛇动作没有多少高深的技术含量。决定一架飞机能否飞“眼镜蛇机动”主要有两点:首先。飞机的气动外形决定了飞机的大攻角恢复力矩,苏27的气动外形导致其仰角大于60度以上时,飞机会受到强大的低头力矩,所以可以自主从大仰角状态改出。其次,舵面上有足够的力把机头撬起来。舵面的力和仰角有关,仰角大了力才大。
    歼10就算有足够大的回复力矩,由于其电传系统不允许进行这么大仰角的飞机,又不能关闭电传,所以歼10目前不能进行这么大仰角的机动,也就不会有足够的舵面力来做这种动作。




关于发动机还想说点。
对试飞员李存宝的采访过程中,他曾提到目前还是AL-31FN好些,其加速性、空中启动包线和地面启动时间都要好一些。目前WS-10地面启动时间约90秒,AL-31FN只要1分钟;WS-10空中停车后进行风车启动的速度下限是600千米/小时左右,AL-31FN只要450千米/小时,也就是说在更慢的速度下AL-31FN仍能够顺利启动;加速性能方面,AL-31FN只需要5秒钟就能把速度增加起来,而WS-10要超过5秒。这些问题中,最主要的是空中启动包线,因为这是单发飞机,停车后要靠降低高度来增大速度,如果停车高度比较低,可能没有足够高度来加速到600千米/小时,那就要跳伞弃机了。
上文说了最初的歼10确实是装备的WS-10发动机,估计应该是早期型号,但在试飞过程中不能很好满足飞行需要,才有了国家向俄罗斯求助的情况发生,也是为什么最后两架原型机换装AL-31FN,以及批量生产型使用AL-31FN的原因。如果新型的WS-10A不能达到设计标准的话,我们的麻烦就大了,不得不仍然使用俄罗斯的发动机,或者选择降低标准的WS-10了。





http://img99.imageshack.us/img99/5958/4db5cbc90104qgw3lc6.jpg | 1280 × 853


想看歼十大图的请链接
http://news.sina.com.cn/hdphoto/2008/1104/58.html

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