“歼-11D”会“夭折”吗?
作者:忘情原载《世界军事》2017年第20期
来自空翼
2015年4月,一张前所未见的歼-11照片在网络上疯传。照片中涂着黄色底漆的歼-11飞机,机头雷达罩明显“上翘”,翼尖挂架由歼-11B的梯形变成了一字型。从发动机尾喷口收敛片的长度和颜色判断,该机装备的应该是FWS-10系列发动机。鉴于无从得知该型飞机的官方编号,因此网友们根据机身上涂打的“D1101”标记,称这款新型歼-11战机为“歼-11D”。
网上最早流传的“歼-11D”照片 2016年,网上曝出据说是“歼-11D”和歼-16原型机停在某高原机场的照片。一时间,网友们欢呼雀跃,认为“歼-11D”离入役已经为期不远了!不过,随着2016年年底4架苏-35SK的交付,“歼-11D”的前景变得不那么乐观起来。而今年歼-20的正式服役,更让许多人觉得,与其继续在三代机上下功夫,不如开足马力生产更多的四代机。
“歼-11D”和歼-16原型机停在某高原机场的照片 7月30日,歼-20、歼16、歼15、歼11B在朱日和阅兵场上空的集体亮相,却惟独不见“歼-11D”,不由得让人为其前景捏了把汗。那么,在歼-20和苏-35SK的“前后夹击”下,“歼-11D”是否会“胎死腹中”呢?笔者以为,要探究这个问题,得从歼-11家族的技术改进谈起。
苏-27SK的航电差距
上世纪90年代初,随着苏-27SK“北雁南飞”,我空军终于跨入了三代机时代。该机给我军带来的“震憾”,以及对我国航空工业的影响,是极其深远的。不过,受俄罗斯落后的电子工业拖累,苏-27SK的航电系统水平,即使是在那个年代,也无法让人满意。
苏-27SK采用的是SUV-27机载火控系统。该系统由RLPK-27机载雷达综合瞄准系统(包括NO01E雷达、TS100火控计算机、敌我识别系统)、OEPS-27E机载光电瞄准系统、SEI-31显示系统(包括ILS-31平显和IPV下显)、Shchel-3UM头盔瞄准具、SEI-27数据链系统、UO武器管理系统等组成。
NO01E雷达采用落伍的倒置卡塞格伦天线,旁瓣抑制、天线增益、天馈系统内部噪声抑制等方面的性能都较为落后。对米格-21大小的目标(RCS=3)前视搜索距离为100公里,可以同时跟踪10个目标,并对威胁最大的目标优先射击。
最终N001雷达性能仍然大幅落后F-15的APG-63,但重量达到550公斤,如果计入后端的散热和电源部分等全套系统,全重接近980公斤
SUV-27机载火控系统内用俄罗斯FOCTI8977总线相连。该总线是一种单向低速的数据总线,只能支持火控、导航系统的交联,而且信号/数据处理能力不足。老式的TS-100晶体管计算机运算速度只有17万次/秒,存储能力也十分有限,需要外部空情信息指挥系统提供目标分配与指示,协助飞行员掌握空情。
由于采用了大量的真空电子管及笨重的高压电路,NO01E雷达重量高达550千克。如果加上散热和电源部分,雷达系统全重接近980千克。其探测能力略优于F-16上的AN/APG-66,重量却几乎是后者的5倍!
苏-27的设计是围绕着蠢重的雷达系统展开:整个前机身从雷达整流罩起到第18号隔框,除了飞行员、弹射座椅和前起落架,座舱前方、下方、后方的三个设备舱里都被电子设备塞满
苏-27SK采用的四余度电传操纵系统仍属于电子-机械混合体制。在纵向使用了四余度全权全时工作的模拟电传系统,而横向采用了机械操纵和模拟式三余度阻尼器的混合控制布局。这个系统虽然满足了飞机总体战术技术指标的要求,但也付出了较大的重量和体积的代价,可靠性也较低。
苏-27SK不能发射主动雷达制导空空导弹,也缺乏对地攻击能力和手段。该机的雷达告警系统也极为简陋,只能显示雷达方向而无法提供雷达种类等信息。总体上,苏-27SK航电总体架构是分立式系统,相当于美国70年代中期水平,非常不利于武器系统的升级。
据俄媒透露,上世纪90年代中后期出口中国的苏-27UBK战斗/教练机,机载雷达最大探测距离有所增加、可以同时攻击两个目标,并具备多普勒锐化、合成孔径成像、地形跟随等对地模式,可支持R-77E,KH-29,KAB-500等俄式精确制导武器。为此,俄方在火控系统中增加了一个信息处理通道,采用BAGET-54火控计算机处理雷达新增加的功能,控制新增加的武器。座舱右上角增加了1个MFD显示器,用于显示新增加的精确制导武器。
最早进入我国空军的那一批苏-27UBK实际上已经开始逐步退出一线部队,甚至退出现役 据外媒报道,沈飞自行组装的苏-27SK,被赋予歼-11A的编号。随着我国航空电子技术水平日益月异,在歼-11A生产过程中,我国逐渐为其添加国产航空电子设备及武器。这种“小修小补”,无法从根本上改变歼-11A航电系统的落后面貌。
歼-11B的“苦难之旅”
志向高远的中国空军和中航工业集团,自然不甘于落后。据外媒报道,2003年,全面国产化的歼-11B首飞成功,并于2007年左右进入定型试飞的关键节点。
歼-11B是空军现役主战装备,性能参数外界无从知晓。不过,这并不妨碍我们从公诸于众的照片和官方媒体透露出的“一鳞半爪”信息中,作一番推测。
从历次珠海航展透露的信息判断,2003年左右,国产机载综合火控系统已接近成熟。该系统以1553B数据总线为骨干,以任务计算机为核心,将火控雷达、光电探测系统、外挂管理系统、综合显示系统、惯导系统、大气数据计算机等有机相连,并且综合了通信/导航/识别系统和电子战系统,实现了信息和资源的共享,可为飞行员提供更快、更准、更多的目标信息,并具有多机协同和多目标攻击能力。
歼-11B
从照片来看,歼-11B的雷达罩带有黑色防雷条,因此极有可能装备的是国产脉冲多普勒雷达。从时间上判断,2003年左右,国产相控阵雷达还未成熟,因此歼-11B用的应该是平板缝隙天线,可同时引导多枚PL-12型主动雷达制导空空导弹攻击多个目标。歼-11B可使用各型国产武器。由于当年翼展较大的PL-8还是“当家花旦”,因此歼-11B的翼尖发射梁由苏-27SK/歼-11A的一字型修改成了T型。
有消息称,歼-11B采用了全玻璃化座舱,拥有1个衍射平显和多个座舱显示器,但却没有照片证实。还有消息称,歼-11B采用我国自行研制的三轴四余度数字式电传操纵系统,不仅具有控制精度高、重量轻、体积小、的优点,而且采用全电传系统增稳,扩大飞机的大攻角工作范围,提高了战机的机动性。
早期歼-11B配备了国产FWS-10A涡扇发动机,最明显特征是发动机尾喷口收敛片的长度和颜色明显有别于AL-31F。
安装“太行”发动机的歼-11B
2006年11月22日,CCTV7《军事报道》播出了空3师装备的歼-11B挂弹出击的新闻,一时间让广大军迷颇为振奋。然而在接下来的几年时间里,歼-11B被爆出问题层出不穷,常年趴窝。主要问题集中在FWS-10涡扇发动机不成熟、飞控系统有缺陷,以及机体结构改进不成功这三方面。
航空发动机体现了一国综合工业技术水准。放眼世界,先进的涡扇发动机从定型到成熟,都经历了一个漫长的过程。FWS-10作为我国首款定型的大推力、大推重比涡扇发动机,虽于2005年年底设计定型,但其试验小时数与西方同类发动机相比,还有相当大的差距。由于急于摆脱对俄制发动机的依赖,因此“匆匆”参军的FWS-10其实并未达到成熟状态。根据近年来官方媒体透露出的信息,当年部队普遍反映FWS-10A加速性、空中启动包线和地面启动时间都要低于AL-31F,量产初期质量和可靠性也不稳定。不少歼-11B被迫换回了AL-31F。2010年前装FWS-10A发动机歼-11B,很少飞复杂特技。
此外,歼-11BS还曾因“飞行员-飞机耦合诱发振荡”差点发生一等事故。装备电传飞控系统的战机,飞行员只是将控制指令以电信号的方式发往操纵动作器,飞行员无法直接感受到飞机舵面偏转情况,这有可能造成飞行员所希望的飞机响应与飞机的实际响应不一致,从而产生飞行员诱发振荡事故。
飞机设计的基础是空气动力研究,只有吃透了气动才能根据相关数据编制出优秀的飞控软件。由于我国并不掌握苏-27的详细设计资料,因此编制控制软件时难免会出现误差。
因为没掌握飞机结构设计的原始数据,沈飞在用复合材料替代原设计的金属材料后,发生了不少问题,不得不部分换回金属部件,额外打钛合金补丁板,并用部分增加配重的办法解决重量配平问题。
不过,随着时间推移和厂家的不懈努力,歼-11B存在的问题得到了逐步解决。2010年,FWS-10A发动机完成故障排查开始稳定生产。2012年,驾驶歼-11B的飞行员摘得了该型机的首顶“金头盔”。2016年,全状态版的歼-11B展现出了强大的战斗力,不仅在个人赛中夺得全部6顶金头盔中的4顶,而且在衡量团体战斗力的“天鹰杯”竞赛中,力压其他参赛机种折桂。由此可见,装备国产发动机的歼-11B终于结束了长达数年的“苦难之旅”,达到了当初的设计要求。
在“金头盔”竞赛中表现抢眼的歼-11B
“歼-11D”的涅槃重生
歼-11B虽然最终修成了正果,但其技术状态与周边国家装备的一些“三代半”机型相比,已经不具备任何优势。因此,利用我国近年来在航电方面的飞速进步,研制一款“与时俱进”,将苏-27这款经典战斗机潜力发掘到极致的战机,显得十分迫切。
国际上主流的“三代半”战机,普遍装备了机载主动相控阵雷达(AESA)。“歼-11D”若想在歼-11B基础上“百尺竿头,更进一步”,就必须改装AESA。根据公开资料,苏-27家族机头直径在1米以上,可布置2000个左右的T/R模块。以目前国内X波段T/R模块的水平来看,假设每个T/R模块功率为10瓦,效率30%,工作比为10%,那么国产AESA的峰值功率大约为6千瓦,平均功率为2千瓦。
从网曝照片来看,“歼-11D”雷达罩明显“上翘”,表明其机首部位的结构隔框经过了重新设计,装备的AESA天线向上倾斜了一定角度。这种安装方式削弱了敌方雷达回波强度,提高了该机的雷达隐身性能。
歼-11D不同寻常的雷达罩
“歼-11D”的翼尖发射梁又变回了传统的一字形,表明其装备的近距空空导弹是最新研制的,翼展较小的PL-10红外成像格斗空空导弹。
从“歼-11D”尾喷口收敛片的长度和颜色判断,该机装备的是FWS-10系列发动机。有网络媒体声称,运用FADEC技术改进的“数字化太行”已于2014年10月设计定型,并于近期装在一架双座双发战斗机上进行了首飞。拥有FADEC技术的发动机,是实现“飞火推”一体化的基础。可以肯定,“数字化太行”未来一定会成为歼-11家族中期改进的替换动力,装备“歼-11D”也是顺理成章之事。
歼-11D采用“太行”发动机
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