|
苏27无疑是设计得最成功的第三代超音速战斗机之一，引进苏27生产技术大大缩短了我国在航空技术方面与世界先进水平的差距。但是由于在航空技术方面我国已落后太多，加上我国吸收、消化苏27的先进技术也需要较长时间，如果搞完第三代之后再搞第四代，那么随着F-22的投入使用，我军的战斗机技术水平仍然会落后对手一代。 我认为解决这一问题的最好办法，就是设法将苏27直接发展成为第四代超音速战斗机。但以我国目前的技术条件来看，该计划必须分成两个阶段来完成：第一个阶段是使它在采用现有苏27技术的情况下，让它成为一个发展第四代战斗机先进技术的平台（通俗点说，就是象美国发展F-14一样，先搞一个采用第三代战斗机火控雷达和发动机技术的第四代战斗机机体）；第二个阶段是才全面应用最新技术（如先进雷达、发动机和复合材料），使它成为一种名副其实的第四代战斗机。这样一来既可降低发展新一代战斗机的技术风险，又争取了时间。本文讨论的主要内容是如何完成第一阶段的发展任务。 由于苏27已经基本具备了第四代战斗机的超机动性和短距离起降能力，因此改进的主要目标是在保持它的机动性能不变的情况下，大幅度提高它的隐身性能和超音速巡航能力。苏27的翼身融合体布局本来对隐形是非常有利的，但是由于发动机短舱之间构成的凹形通道和暴露的发动机叶片，都使它的雷达截面剧增。 据《苏27空气动力设计揭秘》（《国际航空》98.3）一文介绍，保证苏27大仰角可操纵性的关键是机头截面形状、翼根边条形状、机翼前缘偏转角和垂尾的参数。这表明，只要改动不涉及机翼和机身前部，其他部位的改进不会大幅度降低飞机的机动性。更凑巧的是美国ATF验证机YF-23的机头形状、机身边条的位置和发动机进气口位置与苏27惊人地相似，而YF-23的最大仰角理论上可达60度（试飞时只有25度，但 YF-23是半无尾布局，对仰俯控制能力影响较大）。因此我认为，如果把苏27的发动机短舱，象YF-23那样通过一个S形进气道从机身下部改到上部，就能够在不影响机动性的前提下，使改进后的苏27成为一种具有隐形结构的飞机（当然除此之外，还有许多地方要做进一步的隐形处理）。 把苏27的发动机短舱从机身下部改到上部，所遇到的主要问题是必须大幅度缩短发动机的长度。而短时期内想通过提高压气机的增压比，减少风扇级数的方法来做到这一点不太现实的。我认为唯一可行的办法，就是采用脉冲式外涵道加力室和涡轮旁路式燃烧室这两种技术来取代传统的加力燃烧室：脉冲式外涵道加力燃室外涵道是指外涵道气流的加力燃烧由单独的脉冲燃烧室完成，这样的外涵道燃烧室可以布置在风扇后面，而不是涡轮的后面；涡轮旁路式燃烧室是指在发动机高工况时，对内涵道燃烧室出来的超量气流不进行冷却，直接从涡轮旁边流过，这样使内涵道气流能够保持高温，不需要再加力燃烧。通过这两项技术的有机组合，就有可能取消加力燃烧室。（注：外涵道采用脉冲燃烧室的原因，一是在取消涡轮后面的加力燃烧室之后，肯定会降低发动机的总推力，而脉冲燃烧可以直接产生推力，弥补总推力的损失；二是通过对脉冲燃烧的控制，可产生控制推力矢量的射流，简化推力矢量系统的结构）。 总之，通过后机身的改进，苏27至少可以获得大部分的隐身效果（就隐形而言，外形所起的作用比结构材料大，欧洲战斗机EFA的表面有70%有复合材料构成，雷达截面却在2平方米左右）；应用外涵道加力技术，最起码可以使超音速飞行时间加倍（AL-31F发动机的涵道比为0.6：1，这意味着单独使用外涵道加力作超音速巡航时，加力时增加的油耗只有原来的三分之一左右）；从而把苏27改进成为一种准四代战斗机。 QCQCOOO7附注： 个人观点： 1、在讨论第四代战机之前，首先从研发、制造的技术层面来说，应该明确第四代战机所应用的主要技术，根据各报刊的简介，我总结如下：新型隐身技术，包括机体隐身设计和电离隐身技术（俄罗斯拥有，美国正在研制）；新型电子技术，中国在这方面略强于俄罗斯，逊于美国、日本；战机制造技术，包括机体设计、风洞配置、新材料新工艺，中国与俄罗斯、美国基本持平，或者相当接近；核心技术，包括推重比10的发动机研制、新型雷达技术、高精密仪器制造技术。 2、对于隐身技术，要说明的是，这种技术的研发开始于70、80年代，在90年代末基本成熟，美国与俄罗斯分别选择了不同的发展道路，美国使用较简单的隐身机体设计方案，而俄罗斯采用了较难但通用性强的电离技术方案，其中美国较先实现，发展了F-117、B-2、AT-3X、SR-71等数种机型，而俄罗斯在90年代末，电离技术也基本成熟，发展到第三代电离技术，稍后几年即可进入使用阶段。 但是，要指出的一点是，无论是美国还是中国“战略合作伙伴”的俄罗斯都不会将隐身技术传授给中国，因为这不但关系到国家的利益冲突，而且也是国防厂商生存的保命之道。 因此，我们不要幻想俄罗斯会将电离技术转让中国，而中国也深刻的理解了这一点，早在多年前，就已经开始了电离技术的探索，而中国科学研究院的陈正东（音译）教授在这方面的探索可以说代表了中国的最高成就，推测应该是落后于俄罗斯一代，即俄罗斯版的电离设备上机后5-7年时间，中国的电离设备即可上机。 对于机体的隐身设计，非一朝一夕之功，必须大量掌握别国的飞机雷达探测技术数据，因此中国在这方面的探索反而更加困难，但是在借鉴美国飞机的基础上，可以总结出三点：翼身融合、消除信号（热、磁、光、声）、减小截面。 在L15上已经可以看到这方面可喜的变化。 综上所述，未来中国版的隐身技术可能是俄罗斯和美国的综合版，但是性能应该略逊于美国，与俄罗斯基本持平。 3、中国在电子制造上已经领先于俄罗斯，这是一个公认的事实，但是应该指出的是中国在研发上，尤其是电子技术的军事应用一直落后于各主要发达国家，否则中国就不用引进军机的电子设备来改造自己的战机了。 然而，我们也不用过分担心中国的能力，因为中国这几年在电子领域已经取得了长足的进步，在10年之后，应该与日本、法国、德国的差距不会太大，当然与美国的差距是仍然是非常明显的，但已经足以使中国军机装备自己的电子设备而不必担心落后于人。 尤其是，中国在卫星移动通讯、微型芯片集成、微型电子电路等主要的工业制造领域，已经展示出了强大的实力和广阔的发展前景，并且正在成为二级产品的主要生产基地，所以这个领域反而是我们最不必担心的。 4、飞机设计、制造技术，由于中国在90年代开始与美国、俄罗斯等国家交流访问的结果，使世界有了进一步了解中国的机会，交流期间中国对外展示的大型超音速风洞、发动机发泡扇叶等曾经使美国、俄罗斯也不得不惊叹其技术之先进。所以中国在这方面的研制实力是不应低估的。尤其是在新材料、新工艺上，中国自己的研制实力并不弱，以超导材料为例，中国一直是世界领先，之所以迟迟不能转化为生产力，与中国一向的重科研、轻生产的策略不能说没有关系。 但是，另一方面我们也要注意，中国自己的设计制造规范由于是抄袭俄罗斯和美国的，所以在这方面一直落后于世界发展的前列，以飞豹为例，由于使用的不是先进的设计规范、设计时没有技术参考数据，落后于新一代战机的总体平均水平，虽然一直在改进，但是仍然是没有发展前景的战机。 所以，中国在发展新一代战机之前，应该参考俄罗斯的设计方式，最好是全程参与，以提供资金换取技术经验。如果总是直接购买，迟早会后悔。 以MD-90为例，中国的大型机市场几乎被波音、空客垄断，但是在这之前由于领导决策错误，使中国版（DC-10）的大型机夭折（才花了几亿人民币，美国搞大型机动辄几十亿美圆）。 综上所述，中国发展战机的出路是全程参与俄罗斯新型战机的研发，制定适合自己的设计规范，将科研与生产结合起来，以企业利润带动科研，采取取经-读经-写经的发展策略。 5、战机的核心制造技术，一向是不传之密，因此即便是中国付出再大的努力，也不可能获得俄罗斯的AL-41F，更何况虽然国内媒体将它吹的神乎其神，实际上只是三代发动机，而且俄罗斯发动机的通病是寿命太短，以AL-31为例，只有区区300小时，和美国发动机的3000-10000小时简直不可同日而语，所以，中国军队必须在经费有限的条件下，还要承受换装发动机（200-300万美圆一台）的重压，这是绝对无法忍受的。 中国实际上一直在发动机的研制上鼠目寸光，AL31在更新材料、改进设计、提高制造精度的前提下可以提高一个档次（例如3000-6000小时，巴基斯坦80年代对歼-7发动机进行热处理后将其寿命提高到3000小时（原350小时）！）。最近中国在广州与德国合资建立了一个发动机修理厂，希望这是提高国内发动机制造、维修技术的一个开端。 下一代发动机的推重比是10左右，美国将在2005年进行工程研制，预计2007年投产，并换装在F-22上。中国在改进AL31（推重比8）的基础上，国产化 最快要等到2003年，因此，下一代发动机研制是刻不容缓的艰巨任务。 |
|
ICP备案号:豫ICP备05015792号
