2009年3月19日星期四

枭龙传说-从超7计划到FC-1战斗机04号原型机


  现代兵器2006.06
  江雨

◆印巴之争,"超"7应运而生

  巴基斯坦和印度之间长期存在领土纷争,两国建国后也多次发生过武装冲突和局部战争。在巴基斯坦武装力量中,攻击性、进取心最强和最具有战斗力的要数空军。巴空军虽然在规模和装备质量上远不如印度空军,但是其在历次战争中都没有被实力更加强大的敌人所压倒。从上世纪80年代中期开始,印度空军不但在作战飞机数量和质量上占据着优势,而且开始从苏联和欧洲引进米格-29与"幻影"2000战斗机,在装备性能上进一步加大了相对于巴空军的优势。在这种情况下,巴基斯坦空军在上世纪80年代后期提出了"先进战斗机发展计划"。
  巴基斯坦本身的经济实力无法支持起一个较大规模的空军,这就使巴空军采取了以质量和人员素质优势来弥补装备数量不足的精兵政策。巴基斯坦空军从美国引进的F-16战斗机是一种性能先进的多用途战斗机,但是国内有限的经济实力根本无法满足大批换装该型战机的要求。为了弥补F-16战斗机数量的空缺和替换性能落后的J-6战斗机,巴空军从中国大量引进了J-7P超音速战斗机。巴空军对J-7P战斗机的使用效果和评价都比较好,但是该机毕竟是以苏联米格-21战斗机为基础改进设计的,在作战中存在机动性能差和不具备中距空战能力的缺陷,全天候作战性能也不好。
  巴基斯坦空军为了使本身装备的战斗机在综合战斗力上能够与印度先进战斗机相抗衡,迫切需要拥有一种采购和使用成本较低而综合战斗力又接近F-16的新型战斗机。当时国际战斗机市场上并不存在可以同时满足巴空军对于性能和成本要求的现成机种,这就迫使其将新型战斗机的获取途径瞄准了与其军事交流密切并具有较强战斗机设计经验和生产能力的中国。巴基斯坦政府经过与中国政府之间的协商,最终确定了由巴方提供资金,由成都飞机设计研究所提供技术,共同在J-7战斗机基础上开发符合巴空军要求的新型高性能战斗机的方案。FC-1("超"7)战斗机项目技术指标的确定就是以这个基本技术要求和使用环境为基础的。

◆一波三折,FC-1脱胎换骨

  FC-1战斗机早期项目名称为J-7CP。从这个代号就可以看出该机最初的技术基础是中国J-7战斗机,而一直沿用的"超"7名称更是清楚地表明了该机当初的设计目标。巴基斯坦空军开始时对FC-1战斗机所提出的要求比较简单,主要是在J-7的基础上提高机动性能,能够全天候作战和具备中距离拦射能力,在必要时也可以承担近距离空中支援的任务。成都飞机设计研究所最开始设计的J-7CP方案类似于单发动机的J-8Ⅱ,在整体上还保留着较浓厚的苏式风格。FC-1初步设计方案中只是简单地将原来J-7的机头进气改为两侧进气,增加的机头空间用来安装大口径雷达天线,并没有对气动设计进行明显改进。这样的保守设计虽然解决了原来J-7战斗机电子设备简单和雷达性能差的缺陷,但是机动性能较之J-7还有所降低,无法满足与印度空军第三代战斗机对抗的要求,理所当然没有得到巴军方的认可。
  FC-1战斗机的设计单位在J-7CP方案失败之后,开始对飞机整体设计进行全面改进和完善,早期的气动外形在改进设计中也几乎全部被推翻。FC-1战斗机因为受到过多技术和非技术因素的影响,整个研制项目从1988年开始到1998年正式进入工程发展阶段,期间有近十年的时间并没有得到很好利用。所以说FC-1战斗机项目的研制虽然比较长,但是真正用于具体设计工作上的时间却比较紧张。FC-1战斗机在研制过程中出现的长时间停顿拖延了设计过程,但是却使设计中所应用的技术在不断的完善中得到了明显提高。1998年开始全面发展的新设计方案和技术标准,在很多方面要比原设计提高了接近一代。
  FC-1战斗机延续了早期设计中确定的机身总体设计和下端内倾的两侧肋下进气道,在气动布局设计中所表现出的最大亮点,就是机翼的设计彻底放弃了中国早期战斗机上惯用的正三角机翼翼形。而且通过在机翼上设置全展长的前缘襟翼,使机翼能够根据前、后缘可动部分的偏转改变弯度。增加了展弦比和加装前缘襟翼的FC-1战斗机,大幅度提高了飞机升力系数和机动飞行性能。在改变机翼翼形设计的同时,FC-1战斗机还在机翼前方延伸出了小宽度机翼边条和后机身两侧设置机身边条,这些都使该机在整体布局上表现出现代化战斗机的设计特征。FC-1战斗机的中、后段机身与机翼、后机身边条之间为平滑过渡,连续性较好的机体外形使其具备了非常明显的翼身融合体设计特点。这样做不但有效降低了飞机的阻力、改善了飞行性能,而且机翼和机身之间的融合也在很大程度上提高了内部有效空间。
  FC-1战斗机01号和03号原型机的设计从总体上看还是比较保守的。虽然采用了中等后掠角机翼和小边条,但是仍然没有在根本上摆脱第二代战斗机的技术应用范围。FC-1战斗机的早期原型机为了维持稳定也没有采用过多的增升措施,面积有限的机翼边条在涡升力的利用上也没有真正达到应有的效果。可以说FC-1战斗机01和03号原型机的整体设计只是采用了部分第三代战斗机技术的二代战斗机,并没有将飞机的潜能发挥出来。新近公开的FC-1战斗机04号原型机在设计上对气动布局进行了多方面优化和调整,采用先进的DSI进气道代替了原来带附面层隔板的固定进气道,并且增加了机翼边条面积以便更好地利用涡升力。对气动设计改进后的04号FC-1战斗机原型机,在整体技术性能上比早期原型机又有了一定程度的提高,较完善的气动布局设计和先进航空电子设备的结合,使FC-1战斗机真正达到了国际第三代战斗机的技术性能标准。

◆如何定位,"枭龙"的尴尬

  要在FC-1这样一个体积、载重都有限的机体上满足全空域作战要求,不但技术上存在很大难度,而且还会使生产和使用成本大幅度增加,成本和技术复杂性的提高又会反过来影响到出口竞争力和实用效果。FC-1战斗机在技术指标上明显削弱了对飞行速度和高度的要求,这就使其执行国土防空作战时不如具备高空高速性能的J-7、J-8战斗机,这一性能特点和战术考虑与中国台湾的IDF和印度LCA战斗机类似。FC-1战斗机降低飞行速度和升限的考虑并不是因为在设计上无法满足要求,成都飞设计研究所与FC-1战斗机同时期设计的新型第三代战斗机,就是一种能够同时满足高速拦截和格斗空战要求的机型。FC-1战斗机对高速性能要求的降低是在成本要求的限制下,在整体设计中对性能进行最佳取舍和平衡后的结果。FC-1战斗机在对作战性能要求无法全面进行兼顾的情况下,在设计上重点突出了空中优势性能和近距离支援能力,就是为了在保持合理和足够性能的基础上降低成本以获得最佳的综合效费比。
  国土面积有限的巴基斯坦对于战斗机作战范围要求与中国空军存在明显差别。虽然全功能战斗机是任何一个国家都需要的,但是在性能和成本存在矛盾的情况下,一般国家都会根据本身军事装备体系和战术思想来进行选择和取舍。巴空军将FC-1战斗机定位为"具有多用途能力的空中优势战斗机",所以在性能指标上重点强调了空战格斗性能和一定的近距对地攻击能力。而对于FC-1战斗机在执行国土防空任务时的作战要求,主要通过配备较好的机载雷达和高性能主动雷达制导空空导弹来满足。巴空军装备的"幻影"Ⅲ和J-7P都是性能不错的防空战斗机,而前些年曾考虑采购的"幻影"2000-5更是一种集拦截和空战性能于一身的先进战斗机。但是,"幻影"Ⅲ和J-7P战斗机综合性能的落后与"幻影"2000-5战斗机昂贵的价格,都是巴基斯坦经济实力所无法承受的。
  如果不考虑实际的经济和使用条件而片面强调加强战斗机的性能,那么将会严重影响战斗机的定位和使用环境,甚至因为多方面性能要求平衡不好而出现画蛇添足的反效果。FC-1战斗机虽然在执行防空拦截任务时,与具备两倍音速飞行性能的高速战斗机相比存在一定不足,不过对于防空范围有限的巴基斯坦来说却是可以承受的。而FC-1战斗机降低部分性能所获得的低廉成本和使用费用,保证了该机即使在削弱了部分作战性能后对巴空军来说仍然物超所值。

◆并肩作战,"龙"与"隼"孰优孰劣

  F-16"战隼"和FC-1/JF-17"枭龙"即将共同成为巴空军的主力战机,并肩作战。作为一种体积和重量都略低于F-16的新型战斗机,FC-1在很多情况下将前者当作比较对象。
  F-16战斗机是美国第三代战斗机中性能较好的机型,其气动设计至今仍具有一定的先进性。FC-1战斗机的气动设计在整体上虽然属于第三代战斗机,不过技术水平仍然只是接近F-16战斗机的标准。在假设两种飞机整体气动设计水平相当的情况下,对FC-1和F-16战斗机的机动性能进行对比,可以发现前者在正常作战载重时的机翼单位面积载荷略低于后者,但在整机推重比上前者不及后者。通过两者技术数据上的对比,可以认为在水平盘旋性能上基本相当,而F-16在爬升率、加速性和最大飞行速度上占有优势。FC-1战斗机与F-16战斗机采用的火控雷达性能基本相当,都可以满足使用先进主动雷达制导空空导弹和近距格斗空空导弹作战的要求。FC-1战斗机的机动性虽然略低于F-16战斗机,但是在整体空战性能上的差距并不明显。
  FC-1与F-16较大的差距在有效载荷和与之相关的作战性能上。FC-1的最大外挂载荷比F-16小2.5吨左右,外挂点的数量也要少4个,这就使前者在执行对空、对地作战任务时的外挂武器数量与规格都不如后者,而同样状态下的作战半径也较低。如果从总体上对FC-1和F-16进行比较,可以认为前者在对空作战性能上基本与后者相当,但在对地攻击性能上存在较明显的差距。
  FC-1战斗机在设计中需要考虑成本因素的影响,所以技术潜力和飞行性能并没有被全部发掘出来。要想进一步提高该机的综合性能就必然要为性能改进而增加成本,这又与其最初的经济性要求产生抵触。笔者推测,FC-1战斗机04号原型机的综合作战能力大约相当于F-16战斗机中期改进型的85%~90%。但是,FC-1战斗机较低的成本价格和使用维护费用,能够在综合效费比上弥补两种飞机性能所存在的差距。从这个意义上讲,FC-1战斗机仍然是一个比较成功的设计典范。

◆回望祖国,"枭龙"能否飞腾神州

  中国是一个国土辽阔、周边安全形势复杂的大国,中国空军也曾经是一支装备作战飞机规模超过3000架的庞大航空作战力量。近年来,随着旧式机型的不断退役和新型战斗机价格的攀升,中国空军和海军航空兵战斗机部队的规模也在不断缩减。FC-1战斗机的综合战斗力明显超过退役中的J-6、J-7战斗机和Q-5攻击机。FC-1较好作战性能与低廉价格相结合,在很大程度上可以满足J-6、Q-5退役后,中国空军和海军航空兵作战部队对后继机型的技战术要求。能够以较低的成本代价获得数量较多的现代化战斗机,非常适合存在大量过时飞机需要替换和高性能战斗机规模不足问题的中国军方要求。如果仅从这个方面判断,可以说FC-1战斗机在国内应该有较好的发展前景。
  话说回来,FC-1战斗机虽然在性能和价格上确实存在很多可取之处,但是按照目前国内空军和海军航空兵的装备环境来看,该机很难获得类似J-7和Q-5的装备地位。中国空军装备的新型第三代战斗机是我国最新发展的先进战斗机,同时具备格斗、拦截、对地攻击能力的该机除了价格较高外,几乎全部技战术性能上都明显超过了FC-1战斗机。新型第三代战斗机即使在没有重型战斗机协同的情况下,也可以完成中国空军战斗机部队所面对的绝大多数作战任务。而FC-1战斗机在飞行速度、航程和载弹量上所存在的缺陷,却使其在我军作战序列中无法脱离重型战斗机进行有效地独立作战。
  中国军队目前的装备发展思想是建立起一支具有攻势防御能力的现代化作战力量,而中国空军和海军航空兵作战飞机部队是这个攻势作战思想的核心打击力量。中国空中作战力量要完成攻势防御作战就必须具备外线作战的能力,FC-1缺乏的恰恰是攻势作战所需要的航程和足够的外挂载荷,而且该机在飞行高度和速度上所存在的不足,在与对方高性能战斗机对抗时也会对整体作战效能造成一定负面影响。
  "攻势防御"的指导思想使中国空中作战力量已经摆脱了依靠数量优势以劣胜优的旧思想,战斗机在现代化战争中的对抗已经成为了以质量为基础,以战术和系统间配合为手段进行的以优胜优的对抗。FC-1战斗机与中国空军新近装备的新型第三代战斗机相比,存在外挂载荷小、持续作战能力不强和作战范围有限等缺点,并不能够很好满足中国空军对先进战斗机的整体技术要求,甚至无法很好地在作战中与新型第三代战斗机、苏-27系列战斗机配合协同。FC-1战斗机确实在具备较好作战性能的基础上存在成本低廉的优势,但是这个成本优势未必能够满足中国空中武装力量对于先进战斗机作战使用的要求。虽然中国空军和海军很有可能为了填补部分装备空缺和开发国际市场的需要装备部分FC-1战斗机,但是这个装备规模很难达到取代J-7和Q-5系列作战飞机的目的。
  中国空中作战力量目前最为急迫的装备发展任务是:提高以新型第三代战斗机和重型多用途战斗机为主的换装速度,以求得尽快缩短与周边国家在先进战斗机数量上所存在的差距。FC-1战斗机在综合战斗力上不适合作为空中优势战斗机执行外层防御作战的任务,而高速飞行性能不足的问题也限制了该机在国土防空作战中的作用。现代化作战飞机的装备不仅仅要考虑到性能和价格因素,还要考虑到是否适合整个装备体系和在全寿命周期费用上的投入。FC-1战斗机是为了适应巴空军要求而研制的,在整体上并不能很好融合到中国空军现代化战术体系之中。
  中国空军和海军航空兵目前已经装备了数量较大的苏-27系列战斗机,国产重型战斗机和新型第三代战斗机也已经开始批量服役。中国刚刚解决了新型第三代战斗机和重型多用途战斗机的动力系统问题,而FC-1战斗机在目前还存在动力系统需要进口的问题,对其国内服役的前景造成了一定影响。FC-1战斗机要解决动力系统国产化问题需要相当的时间,待其真正满足国内队服役要求的时候,中国空军和海军航空兵新型第三代战斗机的装备将会达到相当规模。这种情况下再装备FC-1战斗机将在我军战斗机装备序列中增加新机型,使战斗机部队在作战调度和后勤保障上更加复杂。在世界各国都尽可能减少装备机型以提高后勤保障效率的情况下,多装备一种性能一般的战斗机对于中国空军来说未必是明智的选择。

◆走向国际,"枭龙"面对诸多挑战

  FC-1战斗机是中国航空工业自行发展的一种现代化战斗机。虽然该机在我国战斗机技术发展上是个很大的成绩,所应用的技术也不乏亮点,但是应该看到:FC-1战斗机因为在设计基础上存在比较明显的成本限制,所以整体设计和机载设备标准并不代表我国的技术水平。如果按照FC-1战斗机04架原型机的整体性能指标来进行评价,可以认为该斗机在综合性能上略好于中国台湾的IDF和美国F-20战斗机,与F-16、"幻影"2000的中期改进型和JAS-39等第三代战斗机还存在一定差距。
  FC-1战斗机综合作战性能略低于F-16和"幻影"2000这些典型第三代单发动机战斗机,并非是我们没有能力研制高性能战斗机,与其同时设计的新型第三代战斗机就是一种在综合性能上达到和部分超过国外同类型号的现代化战斗机。FC-1在设计中为了满足成本要求以提高市场竞争力,在设计上缩小了飞机体积和放弃了部分飞行性能要求,得以用较低的成本完成了一种整体性能较先进、有能力与第三代战斗机进行正面对抗的机型。现代战斗机需要采用复杂的机载设备和很高的性能标准来满足不同战术使用要求,能够将多用途作战所需要的各种设备和性能指标集中在一个较小规格的机体内,这是FC-1战斗机在技术上取得的一个非常了不起的成就。
  FC-1战斗机是一种适合国土面积和经济条件有限国家需要的高性能战斗机,但是在出口方面确实存在一定的困难。该机对于作为投资方的巴基斯坦来说,不仅为了满足空军装备发展的需要,而且也是用来建立本国航空工业的基础。所以,巴基斯坦是FC-1战斗机最重要的客户和最坚定的支持者。FC-1战斗机装备巴基斯坦空军是毋庸置疑的,却很难打进俄罗斯、欧洲和美国战斗机的传统市场。FC-1战斗机在国际市场上不仅要面对F-16、"幻影"2000这些西方先进战斗机的竞争,俄罗斯近乎于倾销式地推广米格-29战斗机也在另外一个方面压制着FC-1战斗机的出口空间。中国航空工业在现代国际战斗机市场上已很难重现J-7系列战斗机的辉煌,激烈的市场竞争对FC-1战斗机的后续发展及市场的开拓都是相当大的挑战。
  FC-1战斗机在性能上可以满足与国外第三代战斗机对抗的要求,而且较高的综合效费比也使其经济性非常出色。但是,FC-1战斗机要成功扩大出口范围必须面对很多因素的影响。不但要通过技术改进、完善来进一步提高综合效费比,还必须充分利用中国越来越大的国际影响力,通过政治、经济和技术等多方面因素的共同作用,在整体上提高FC-1战斗机的出口竞争力,并为中国军事航空技术在国际市场上的后续发展打下基础。
  中国研制FC-1战斗机的过程和在发展过程中所进行的技术改进,都证明了中国航空工业科研系统在战斗机技术方面所取得的巨大成绩。现在,中国航空科研单位不仅能为满足国防安全的需要研制现代化的武器装备,而且有能力按照用户的要求和跟踪国际战斗机市场的需要,依靠自己的力量来发展专门用于出口的现代化作战飞机。中国战斗机的研制从为满足自身的需要,到现在有能力面向国际市场研制先进机型,表现出中国在军事航空技术的整体水平上已经完全突破了早期以引进和仿制为主的阶段,开始有能力按照自己的想法和意图,发展适合中国以及国际市场需要的先进军用航空产品。
  FC-1战斗机的综合性能虽然不是国内最先进的,但是我们有能力在保持适当成本要求的前提下,发展出符合用户要求和满足国内需要的机型。这本身就代表着中国航空工业已经走上了独立自主的道路。FC-1战斗机和新型第三代战斗机的研制成功不但为中国军队提供了高性能武器装备,同时也证明了中国在先进战斗机的发展上具备了与国际最先进技术水平相竞争的资本。

-End-


描述:图01 "枭龙"04号原型机2000年4月28日上午首飞成功,整个首飞历时16分钟
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描述:图02 正在进行地面检测的"枭龙"01号样机。从气动布局上看,"枭龙"的后机身设计在很大程度上受到了F-16得影响
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描述:图03 "枭龙"被巴空军称为JF-17"雷电",它将装备意大利的"格利弗"火控雷达
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描述:图04 "枭龙"战机航电系统构成图
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描述:图05 "枭龙"战机配装的RD-93涡扇发动机
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描述:图06 "枭龙"04号原型机的首飞试飞员何斌斌(中)与两位地面指挥
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描述:图07 "枭龙"04号原型机三视图
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描述:图08 "枭龙"总设计师杨伟与01号原型机
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描述:图09 总装中的"枭龙"04号原型机
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描述:图10 曾在各大航展上频繁出现的"枭龙"早期模型
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描述:图11 从这个角度看,"枭龙"04号机的边条翼面积加大,飞行品质进一步改善
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描述:图12 巴空军高官多次访问成飞公司,查看"枭龙"进展情况,其急迫之情可见一斑
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新瓶装新酒-从FC-1战斗机新座舱显示系统说起

  舰载武器2006.5
  离子鱼

  中央电视台2006年2月底的新闻中,以文字和图像方式公开了由中国成都飞机公司和巴基斯坦联合研制的FC-1战斗机的最新消息,电视新闻除了证实对气动设计进行较大改进的FC-1第4架原型机即将进行首飞之外,还首次出现了FC-1全新的座舱显示系统,使看惯了国产战斗机落后的指针仪表板~的观者无不有眼前一亮的深刻印象。

◆基本组成分析

  现代战斗机多采用一套以平视显示器(HUD)和多功能显示器组成的先进玻璃化座舱显示系统,代表着战斗机将具有更强的作战主动性、更好的多用途能力和更大的使用弹性。先进的座舱显示系统已成为现代作战飞机所必备的标志之一,美国、欧洲等西方国家的先进战斗机都已经采闲了以平显和多功能显示器为核心的座舱显示系统,俄罗斯也在米格-29和苏-27改进型战斗机上采用液晶显示器来代替落后的指针式仪表和阴极射线管显示器。中国早期自行发展和引进的战斗机所采用的座舱显示系统仍然以指针式仪表为主,在飞机显示系统技术和性能上与国外先进水平之间的差距较人,座舱显示系统的落后已经成了制约国产先进作战飞机性能的一个重要的瓶颈。而刚刚公开的FC-1战斗机采用的技术先进的玻璃化座舱显示系统,标志着中国国内科研单位已经在这方面取得了非常可观的发展。
  新闻中公开的FC-1战斗机座舱显示系统虽然只是一个座舱段的模拟器,但是通过整个系统的先进设计和高度综合化的特点,仍然可以对FC-1战斗机的技术性能有一个比较清楚的认识。FC-1战斗机座舱显示系统主要由一个高亮度广角平显和三块大尺寸彩色液晶多功能显示器组成,高亮度广角平显配在座舱显示面板的最上方,在平显反射镜下方的仪表面板上是平显的多功能控制面板,采用按键式平显控制板不但方便了对平显的控制和调整,而日在性能和功能上也比早期型歼-7和歼-8战斗机上的平显有比较大的提高。
  现代化的头盔显示器(HMD)可以克服平显所存在的视线固定和有效作用范围窄的缺陷,尤其是HMD可以用来引导空空导弹进行大离轴角目标搜索和攻击的能力也是HUD完全无法比拟的。从FC-1战斗机的设计技术标准和外挂武器技术性能指标来看,可以认为FC-1战斗机必然装备有头盔显示器,但因为电视上公开的座舱段只是一个简单的模拟器,所以没有在座舱内发现用来确定头盔显示器相对角度位置的定位装置,也就无法判断FC-1战斗机驾驶员头盔显示器的定位装置是采用红外还是电磁形式进行水平和俯仰角定位的。
  FC-1战斗机座舱内的主显示系统是三块约6X8英寸规格的大屏幕彩色液晶显示器,控制按键布置在液晶屏的四周。从新闻中所显示㈩来的图像资料可以看到,这三块液晶显示器中的一块显示的是雷达信号,一块用来显示彩色数字地图,另外一块则用来显示飞机和发动机的具体状态信息。依靠这三块液晶显示器,FC-1战斗机就可以取代大量的指针式仪表,将飞机在飞行和作战时所需要的全部信息以图形和数字的方式进行集中显示。这三块液晶显示器上的显示内容在使用过程中可以互为备份,通过双杆操纵系统或显示器周边的控制键自动进行切换和调整,这样就可以保证在一块显示器出现故障时不会影响到飞机的飞行安全,提高了整个显示系统的可靠性和使用灵活性。因为电视新闻中所表现的只是一个座舱模拟器而不是真实的飞机座舱,因此人们无法通过模拟器对整个座舱的设计细节进行全面的了解。不过仅仅根据目前已经确定的信息资料,可以对FC-1战斗机的座舱显示系统在技术上有一个比较清楚和客观的评价。

◆大屏幕彩显的意义

  现代化战斗机的电子设备已经开始采用由数据链综合各种传感器和机载电子设备所组成的综合航电系统。随着飞机传感器种类的增加、性能的不断提高和作战部队系统作战能力的提高,加之现代化战斗机正由单一功能向多功能发展,机载电子对抗、雷达和红外传感器以及战场信息通讯系统的广泛应用使现代战斗机座舱系统需要显示的信息量迅速增加,飞行员在作战中的作战负荷随信息量的增加也明显提高。战斗机飞行员的信息负担可以用美国海军装备的F/A-18战斗攻击机为例进行了解。F/A-18战斗攻击机由一个平显和三块多功能下视显示器(MFD)组成的显示系统就有62幅不同的显示画面和675个缩写符号,其中177个缩写符号还可二根据要求采用4种不同尺寸进行显示,仅仅这四台光学显示设备所提供的信息组合形式就已经超过了1000种。F/A-18战斗攻击机的飞行员要在战场上对这些复杂的信息进行迅速判断、归类并做出正确的处理反应,还要依靠驾驶杆和油门杆上的11个开关进行飞行控制和作战,其难度和工作量是非常巨大的。西方国家的战斗机和我国新一代战斗机在座舱显示系统的设计上,目前都已出现了信息量超过飞行员视力和听力所及范围的情况,信息爆炸在一定程度上已成了限制现代化战斗机战术性能发挥的一大瓶颈。
  FC-1战斗机的新型座舱显示系统所采用的三块大面积彩色显示器代表了中国战斗机显示系统在技术上的一次飞跃,大屏幕彩色显示器可以为飞行员在飞行和作战中提供很大的帮助,在一定程度上降低飞行员的负担,以提高战斗机的整体作战效率。多个大屏幕显示器可以明显改善飞行员对信息的观察和判断能力。战斗机通过机载传感器和战场数据通讯系统所接收到的各种信息,首先由机载中心处理系统进行整理和分类.将多种信息格式处理成单一的显示画面,然后将雷达、电子战系统、数据链、导航信息和数字地图等信息内容融合在一个坐标系上,通过大屏幕显示器将经过分类和融合的信息内容提供给飞行员进行判读。通过显示器显示的内容是直观的图形格式,而且是经过提前处理和融合后的单一显示图形,经过处理的显示画面可以代替飞行员用大脑进行分析和判断,使飞行员不再需要反复扫视多个仪表的数据,因而可以通过对战场环境和态势的直观判读和理解来降低飞行员的负担和出现错误判断的概率,提高飞行员对战场环境变化的反应速度和战斗机的整体作战效果。用彩色显示器代替单色显示器的实际作用也非常明显,采用彩色显示器可以将敌我目标和其他特殊显示内容用不同的颜色进行标记,可以解决传统单色显示器所存在的目标分类不明确、飞行员需要仔细判读图形的内容和标志等问题,提高飞行员区分不同类型目标的能力:而且,由不同颜色区分的显示内容还可以保证将不同的显示图形叠加到同一个显示画面上,使一个彩色显示器能够显示多个不同内容的图形,从而提高了飞行员在同一时间内获取信息的数量和质量。
  FC-1战斗机采用的多显示器配置提高了座舱显示效果和作战能力,可以将飞行和作战信息集中显示在液晶显示器上,更加清楚、准确和直观地显示给飞行员,有利于提高FC-1战斗机的整体战斗力和飞行员对战场条件的适应能力。采用多个彩色显示器可以同时显示更多的作战态势和飞机状态信息,避免了早期座舱显示系统中需要对一个显示器进行多个界面的频繁凋整和切换的缺陷。通过多功能显示器来了解飞行信息,飞行员还可以有效避免因为对指针仪表数据判断不准而在飞机操纵上出现错误和疏漏,提高飞行的安全性和飞行员在剧烈机动过程中对飞行状态的了解能力。
  FC-1战斗机利用先进的数据总线将机载传感器、吊舱、武器系统、电子对抗系统和导航系统综合到一起,形成了一个高度综合化和自动化的综合航空电子系统,而先进的座舱显示界面则用作对综合航空电子系统进行信息显示和控制的终端,提高了对飞机综合航空电子设备的使用效率和控制能力。依靠仪表板上的多个显示器,可以分别显示导航信息和雷达/电视/红外等传感器所获得的图像以及机载激光/红外/电视制导武器的瞄准情况,从而扩展战斗机执行多用途作战任务时的作战性能。

◆亮眼的地图显示

  在FC-1战斗机座舱显示系统公开的画面中,最让人感兴趣的是显示器显示画面中所出现的数字地图显示格式。虽然电视上公开的数字地图只是简单的大比例常规地图显示,但这个画面在一定程度上证明了FC-1的显示器在技术上完全具备显示电子地图和将电子地图与其他显示画面重叠显示的能力。FC-1战斗机如果通过机载计算机对储存的数字地图数据进行处理,依靠高速计算机进行成像并依靠机载导航系统进行修正,那么将能够在显示器上显示实时数字地图格式和飞机的具体位置、航向和战场环境等信息。数字地图的显示形式直观,与其他显示画面重叠后可以为飞行员提供高度综合的信息内容,有利于飞行员迅速了解战场态势和本机的位置与状态。如果在数字地图显示上增加必要的战术信息内容,那么将可使FC-1战斗机单纯依靠数字地图和机载导航系统(不使用雷达和通讯系统)完成导航、地形跟踪突防、地面防空系统规避和武器投放管理等工作,从而保证在静默状态下进
行隐蔽的纵深低空突防和对目标进行精确打击。

◆座舱显示系统代表飞机设计思想的变化

  FC-1战斗机这套座舱显示系统的整体技术和结构设计已经达到相当高的技术水准,虽然不能通过简单的新闻画面了解到其航空电子设备的软件水平和系统综合环境,但仅仅通过硬件的总体技术水准就可以看出国内在这方面的发展情况。FC-1的综合显示系统的整体硬件技术水平已经达到与幻影2000-5、F-16C/D和F/A-18C/D战斗机相当的标准,在部分硬件技术性能上还要有所超越。以平显和多个多功能显示器组成的新一代座舱显示系统,不但代表着国内航空电子技术的发展水平,而且也表现出了中国对战斗机装备和使用思想上的改变。先进的座舱显示系统使FC-1战斗机的系统对抗能力和自主作战能力更强,有能力在脱离地面雷达和指挥系统指挥引导的条件下进行有效作战。先进的座舱显示系统与高性能的综合航空电子设备相配合,能够使FC-1具备较强的多用途作战和纵深攻击能力。通过对已经公开的FC-1座舱显示系统进行分析,可以看出中国战斗机在作战系统的设计和应用上已经完全脱离了早期国土防御防空的作战思想,体现出了越来越多的攻势作战要求,符合中国建立攻防一体的现代化空中作战力量的基本战术思想。
  FC-1原本是中国和巴基斯坦联合研制的低成本出口型战斗机,主要用来满足巴基斯坦空军取代早期引进的歼-7战斗机的使用要求,其设计特点是在轻、小、灵活的机体设计上获得可与现代战斗机相对抗的中距空战和近距格斗能力,并且在一定程度上可以执行对地、海面目标的攻击任务。现在的FC-1战斗机已经从早期设想的对J-7大改基础上进行了多方面的技术改进,通过对飞行控制系统、气动设计和航空电子设备的改进和发展,已经在很大程度上提高了综合作战能力,使其成为了具备第三代战斗机典型特征的高性能作战飞机,具备与国际三代早期型战斗机相对抗的能力。而FC-1战斗机在设计中一直禀承的低成本设计要求,也使其成为一种具有较高效费比的现代化机型。FC-1战斗机的出口潜在市场主要是用来取代国外用户装备的米格-21、幻影Ⅲ和F-5系列的战斗机,从公开的资料看,其气动设计、内部设备和系统的技术水平也达到了可与国外第三代战斗机相媲美的标准。
  FC-1战斗机的先进座舱显示系统证明了中国在战斗机座舱显示系统的硬件制造和系统综合方面已经达到了很高的水平。以低成本和轻重量为前提而设计的FC-1目前还存在机体内部空间小和外挂点少的缺陷,使机载航空电子设备、各种外挂吊舱和武器系统的品种和数量都受到一定的影响,间接地影响到了飞机的整体战斗力和使用功能的扩展,以致其整体战斗力仍逊于F/A-18C/D和F-16C/D这些第三代改进型战斗机。通过现已公开的FC-1战斗机的先进座舱显示系统,我们对我国空军已经开始装备的更加先进、综合战斗力更强、同途更加全面的新型多用途战斗机和重型远程制空战斗机上所使用的同类系统更有信心。中国科技人员利用十年的时间所进行的不懈努力.已经使中国的航空显示系统技术水平有了很大的发展,在硬件技术上与国外最先进水平之间的差距也已经缩短到了十年左右,我们在飞机气动设计和航空电子技术上所获得的迅速发展,使中国在战斗机整体设计水平和综合作战能力上进一步接近国际最先进水平。
  FC-1战斗机的新式座舱系统虽然充分表现出中国在航空技术上所获得的迅速发展,但是同时也应该清楚看到,中国航空电子技术在整体技术和应用水平与西方发达国家之间仍然存在着很大差距。座舱显示系统中的硬件技术水平只是整体性能标准的一个方面,更加重要的是支持这个系统的软件应用环境,硬件系统只有在科学合理的应用软件支持下才能够充分发挥其实际使用价值。
  玻璃化座舱显示系统的硬件可以通过自行研制和引进来发展与完善,将普通的指针仪表用电子显示器代替也不存在不可克服的技术难度,但是支持这套系统的软件不但需要较高的编制水平,而月.需要有丰富的使用经验来进行支持,而航电设备软件系统一直是中国航电技术发展的瓶颈。先进的座舱显示系统必须与机载综合航电系统形成一个整体,才能真正体现出多功能显示器代替指针仪表的作用。硬件系统只有配合上适用的软件,才能成为真正可靠和有效的玻璃化座舱显示系统,而不是简单的组合显示系统。
  综上所述,FC-1战斗机最新公开的座舱显示系统是中国航电技术发展的一个重要里程碑,但目前中国的航空技术距世界最先进水平的差距还仍然明显。新技术带给我们的不应只是兴奋与自豪,更应该成为航空技术人员努力赶超世界最先进技术水平的动力。

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