一篇文章,写清楚歼-10的发展历程,你不用看其他资料了
1982年,中国空军开始规划下一代新歼,代号“十号工程”。一开始,参与新歼项目的只有601所,以及他们的歼-13方案。在新歼论证会上,611所的宋文骢,只是得到了旁听的机会。
不过,在会议间歇,宋文骢抓住一次机会,演示了自己的方案。这个采用翼身融合、鸭翼布局的新颖方案,立即引起了空军的兴趣。
演示方案投屏
宋文骢详细讲解了该机的设计,包括航电、火控、飞控、火力。不仅如此,宋文骢还根据世界航空发展趋势、未来空战的需要,解释了这些设计的必要性,堪称是理论和实际的相结合。
最终,宋文骢的方案打动了空军,成为下一代新歼,并命名为歼-10,于1986年正式上马。
早期的方案下,进气道下方还可以挂武器
当时的中国航空业技术储备是很薄弱的,连歼-7和歼-8都还没整利索。现在要研发一款全新的三代机,难点很多。
最大的拦路虎就是动力。
从三代机开始,战斗机普遍使用涡扇发动机。相比上一代的涡喷,涡扇的推力更大更省油。当时国内的涡扇-10太行刚刚立项,跟歼-10差不多同时启动。鉴于此前研发涡扇-6的教训,歼-10显然不敢把希望寄托在这里。
给歼-10配套的发动机,第一选择是涡喷-15,也就是米格-23的发动机RD-29仿制版。中国通过一些渠道获得过2架米格-23M,也拿到了发动机样品。相比于技术含量更高的涡扇,国内觉得仿制涡喷更有把握。
涡喷-15推力大(达到了12吨),但是耗油(涡喷都有的缺点)。按照当时的条件,仿制涡喷发动机是较为简单、较为现实的选择。
北航博物馆里的米格-23M
不过,1991年歼-10第一架金属全尺寸样机出来后,涡喷-15都还没看到影子,眼看又要重蹈“项目被发动机拖累”的覆辙。于是,歼-10团队果断决定,换装苏-27的AL-31F发动机作为过渡,等涡扇-10太行成功了再换回来。没想到,这一等就是20多年的时间。
AL-31F推力大,可靠性、耗油指标比涡喷-15好多了。不过,AL-31F吸气量更高,所以歼-10原来的进气方案满足不了要求。为此,歼-10还做了局部修形状。从下图可以看到,早期的歼-10进气道很像F-16的设计。后来改为更大的矩形进气道,以满足AL-31F大口吸气的要求。
早期的歼-10,进气道很像F-16和狮的设计
换发后,歼-10的研发进入快节奏。1995年,第一架原型机开始组装。1998年3月23日,歼-10首飞成功。
为了加快试飞进度,歼-10一共建造了6架原型机,除了02号原型机作为静力试验机,其他分别用于飞控、火控、结构等科目的试飞。其中04号试验机在后期还换装了涡扇-10发动机,以测试发动机在单发机上的表现。
歼-10的6架原型机
歼-10的第二个拦路虎是飞控。
歼-10是国内第一款采用静不稳定设计的战机,之前的都是静稳定设计。
大家肯定看过很多对这两种设计的专业解释,如果没有一定的知识储备,还真不好理解。这里我就简单举个的例子,让你明白它们的区别。
静稳定设计的飞机,就好比一个铁球放在碗里,不管怎么动这个铁球,最后都会停在碗底的。这种铁球好控制,但是运动范围就是这个碗的形状和大小。
静不稳定设计的飞机,就好比一个铁球放在针尖上。理论上这个铁球是可以停在这个针尖上的,但是很难做到。一旦有什么扰动,就会滚走。如果要控制铁球在针尖上稳定运动,人力做不到,只能靠计算机。但是这样的铁球,运动起来很灵活,可以做出各种动作。
歼-10采用的是静不稳定设计,传统的机械控制系统无法控制这么灵活的飞机,必须靠电传飞控操纵。
国内之前没有这方面的技术储备,还是80年代那会儿从欧洲学的。611所的电传操纵技术是从法国达索学来的,后者的电传技术世界一流。
学习是一回事,能不能设计出来是另一回事。
好在歼-10的电传飞控系统总设计师杨伟(也就是后来的歼-20总设计师),不负众望。由他带领设计的飞控系统,在歼-10的试飞和服役过程中,没有出过任何问题。
搞定了发动机和飞控,其他都不再是问题了。
杨伟(左)和恩师宋文骢
歼-10在试飞时表现出的优异性能让空军有点迫不及待,2003年,在试飞科目还没有全部完成的情况下,空军就订购了首批6架,用于编写训练大纲。因此,这批歼-10也被称为00批次试生产型。
这就是00批那6架歼-10
00批跟后来的正式量产型,最明显区分标识是前起落架的舱门板数量
2003年年底,歼-10完成最后一个科目——霹雳-11的打靶。2004年,歼-10正式服役。
很多人习惯上把歼-10的正式量产型称为歼-10A,倒也没什么问题。如果仔细分的话,其实歼-10和歼-10A还是有区别的。
2004年正式量产的歼-10,使用的还是1473型雷达,跟歼-8H的雷达是同款。该雷达只能制导半主动弹霹雳-11,无法使用霹雳-12。
反倒是搭载1492雷达的歼-8F,是国内第一款能发射霹雳-12的机型。
一直到2006年之后,使用了提升方案的歼-10具备了打霹雳-12的能力,型号才进化到歼-10A。对于当时的中国空军来说,打霹雳-11或者12都可以,赶紧量产增加三代机数量,才是最要紧的。
歼-10和歼-10A的外观区别不大,只有在挂载霹雳-11的时候才能区分。
挂载霹雳-11参加60周年国庆阅兵的歼-10
国产型号的战机,除了歼-8,都有发展同型双座教练机的习惯。2000年,在歼-10单座型的气动布局、飞行特性等项目的试飞工作结束后,双座型歼-10S立项。该项目的总设计师,就是担任歼-10单座型飞控系统总师,日后的枭龙和歼-20总设计师的杨伟。
早些年发展歼教-5、歼教-6和歼教-7时,基本都只考虑训练的需要,不具备作战能力。但是90年代中国接触到苏-27UBK后,思路打开了。所以歼-10S的定位是战斗教练机,要保留歼-10的作战能力。
我们这些年也经常看到歼-10S出海巡逻的画面,这种双座机执行巡逻任务时,能更好的完成拍照取证、通讯联络等任务。
在东海巡逻的歼-10S(被拦截飞机的视角)
歼-10S后座占据的地方原有的设备,被挪到背部去了,因此脊梁高大了很多。一来是为了容纳挪过来的设备,二来增加了垂直安定面面积,让歼-10S并没有因为加高座舱增加阻力而影响了飞行品质。
注意,双座型歼-10S并不叫歼-10AS,虽然它是基于A型改的。
注意歼-10S脊背,明显更高大
歼-10研发周期有点长,从1986年立项到2004年服役,历经18年。所以,歼-10服役时,除了飞行品质,其他的性能比如航电和火控,都落后了。
在基本型开始服役时,歼-10大改方案已经开始了。
歼-10B首架原型机于2008年年底出现,并于12月底首飞。
歼-10B主要改进的地方是其进气道由带调节斜板的可调式进气道变成了固定式DSI进气道。这种设计减轻了重量,优化了在大部分飞行包线范围内的进气效率,代价仅仅是降低了在M2.0以上的高速截击能力。
歼-10B首架原型机,此时还有机头空速管
另外一个升级的地方,将早前的脉冲多普勒雷达更换为无源相控阵雷达,是国产第一款装备相控阵雷达的战机型号。歼-10B在改进中也增加了和歼-11系列相似的IRST系统(红外探测系统),让飞机在不开雷达的情况下也具备一定的探测能力。垂尾顶端增加了一个电子战设备舱,增强了电子对抗能力。
相比于歼-10A,歼-10B的性能是全方位的提升。
不过,在歼-10B首飞的2014年,更新的歼-10C也首飞了。后者最大的变化是雷达换成了有源相控阵,进一步提高了探测距离、精度和抗干扰能力。除此之外,两者其他的技术状态差不多。
所以,歼-10B只生产了58架就停产了,很明显是作为一个过渡型号存在的。
歼-10B和歼-10C的主要外观区别
另外,前几年珠海航展,出现过一家换装矢量发动机的歼-10TVC,是基于歼-10B改进而来,主要用于验证国内的矢量推力和飞控技术。
不过,该机后来就没有更多消息了,也不知道国产的矢推发展的如何。
歼-10的科技树
以上就是歼-10的科技树。相比于有十几个型号的苏-27系列,歼-10谱系确实更简单。
历史上传言的歼-10舰载版,目前只在891工程的纪录片里看到过模型,真机没见过。
考虑到歼-10在2004年才服役,此时就算搞舰载版本,应该竞争不过航程更远、载荷大、平台更优秀的歼-15。
我来说两句