新型军用航空航天系统全面亮相
2009-05-31武向荣
武向荣
2008年11月4日,中国国际航空航天博览会在珠海开幕,此次航展盛况空前,中国航空航天企业展示了其最新的技术成果,而人民空军也首次全面参与此次航展,从而引发了广泛关注。在展会现场,记者偶遇空军专家傅前哨,就此次珠海航展中的若干问题,傅前哨同志阐述了他的观点。
Q傅前哨同志,对于此次珠海航展,您总体印象如何?
A本届珠海航展有这么几个特点,一是首次单独设立了中国航空馆和中国航天馆。二是中国空军第一次以强大阵容集体亮相,全面参与航展的各项活动。三是参加飞行表演的军机以国产的型号为主。可以说,此届航展具有里程碑的意义。在此次珠海航展上,中国空军和陆军航空兵的“歼-8D”、“歼-10”、“飞豹”、“轰油-6”、“直8”、“直9”、“直11”武装型等现役和即将装备部队的军机以及新研制成功的L-15携手出席本届航展,可以说是中国新型军机集体亮相的一场盛会。它们虽然不是我军装备的全部机型,但足以代表中国航空工业的当代水平,表明我国航空技术已取得了巨大的进步。而驾驶国产先进战机的均是我军的现役飞行员,大部分高难度特技飞行动作都是他们根据平时的训练经验自己编设的。各种不同机型飞行表演的圆满成功,不仅彰显了国产战机的优异性能,也充分体现出了我军飞行员千锤百炼的精湛技能。
Q“轰油-6”是在11月5号的“中国航空日”活动中率先升空的机型,你对“轰油一6”飞机有什么评述?
A“轰油-6”是我人民空军现役飞机“家族”中的一个新成员,是由中国人独立自主开发成功的第一代空中加油机。我国空中加油机和受油机的起步虽然较晚,但技术研究的起点较高,国产空中加油机的研制成功,揭开了我军现代化发展的新篇章。空中加油机和受油机的列装,将使我人民空军和海军航空兵的战术型飞机,具备远程拦截空中目标和远距离突袭敌地面(海面)目标的能力。
Q实施空中加油除了增大受油机的航程外,还有何作用?
A实施空中加油的作用很多,归纳起来主要有以下几点:
1扩大飞机的作战半径。通过空中加油增大飞机活动范围的效果是相当惊人的。以俄罗斯研制的“苏-30M”型多用途战斗机为例,在机内加满油的情况下,其航程大约为3000千米,而进行一次空中加油,航程便能增至5200千米。如果进行两次空中加油,该型机执行任务的时间可长达10个小时以上。据统计,一般情况下,经过一次空中加油,轰炸机的作战半径可以提高25%-30%,战斗机的活动范围可以扩大30%-40%,运输机的航程有可能增加一倍。轰炸机、运输机、预警机等多乘员的大型飞机,经过多次空中加油后,实现环球飞行亦不在话下。
2延长飞机的留空时间。一些执行空中巡逻、预警、侦察任务的飞机需要有较长的留空时间,以提高使用效益和作战效率。但任何一种载人飞机的航时都是有限的,要想保持一天24小时均有飞机在特定的空域担负巡逻和警戒任务,就必须每隔一段时间出动一批飞机进行轮换。若采用空中加油的方法,仅需派遣少量的飞机就可以完成长时间的巡逻任务。据估算,用F-4飞机在离基地640千米处进行不间断的巡逻,要求每15分起飞两架飞机,一天之内需要出动192架次。如果有空中加油机进行配合,以每架F-4在巡逻空域留空4小时计算,则出动12架次就够了。如果经过多次空中加油,一些比较大型的飞机,如轰炸机、预警机、海岸巡逻机、侦察机等,在空中滞留数十小时是轻而易举的事。
3增加飞机的载重能力。通过空中加油的方式,可使作战飞机的载弹量增大。其办法很简单:减少飞机起飞时的载油量。这样,在同样的滑跑长度情况下,可相应地增加飞机的外挂重量或机内的载弹量。对于运输机、直升机来说,都采用这种方法。
4缩短飞机的滑跑距离。其办法也是减少飞机起飞时的载油量。飞机重量轻了,起飞滑跑的距离就会相对缩短,对跑道质量的要求也将降低。待飞机升到空中后,再通过加油机为其补充燃料,使之能够保持较大的作战半径。
5提高作战飞机的使用灵活性。一般来说,能够进行空中加油的作战飞机,挂载能力较强,续航时间较长,活动范围较大,出动一次,可以对多个目标实施多次攻击,或长时间在空中巡弋,遇有情况迅速奔赴现场,从而大大缩短了反应时间,有了空中受油能力,执行攻击任务的作战飞机在空袭前就不必预先向前沿机场转进,战时可以直接对敌方目标实施远程奔袭,以增加攻击的突然性。
6实施空中紧急救援。由于种种原因,一些飞机在执行训练、作战任务的过程中,其自带的燃料有可能会减少到不足以返航的程度。此时,出动加油机为其实施空中加油,可以帮助它们顺利返航。海湾战争期间就发生过这样的事:一架美军飞机在执行攻击任务时受伤,油料从导管中撒出,眼看燃料即将耗尽。飞行员将此紧急情况报告了指挥所,有关部门立即指派附近空域的一架空中加油机迎上前去接应,为其实施空中加油。尽管机上的燃料一路飞一路漏,但由于补充及时,这架负伤的飞机最终安全降落在机场上。
Q你认为国产空中加油机今后的发展方向是什么?
A“轰油-6”型是我国自行研制的第一代空中加油机,它的问世,在技术上是一个重大突破,填补了我军装备的空白。该机属于中型空中加油机,主要为国产战斗机提供空中燃料补充服务。随着经验的积累和加油吊舱技术的进步,今后我国还有可能研制出第二代、第三代空中加油机,如开发供油量和输油量更大的重型空中加油机,以便为战略轰炸机,远程运输机、多用途战斗轰炸机等机型实施空中加油。
Q有人说“歼-10”属于第三代,还有人认为“歼-10”与欧洲国家研制的第四代战斗机差不多,你个人的看法是什么?
A“歼-10”是我国自行研制的全天候超声速多用途战斗机,该机采用了许多尖端的航空技术,气动外形优异、动力装置强劲、机动性能卓越,机载设备先进、武器系统全面,是一种攻防兼备的机型。在本届航展上,“歼-10”果然不负众望,以其非凡的身手赢得了满堂彩。该机仅滑跑了250米的距离,便一飞冲天,直射苍穹。接着,中国飞行员以精湛、娴熟的技艺,驾驭着战鹰,在短短的几分钟时间里,用令人眼花缭乱的高难度动作向观众充分展示了该型机优异的机动能力和良好的操稳特性。我们不妨拿它与国外的第三代、第四代战斗机比较一下:
“歼-10”采用放宽了静稳定度的鸭式气动布局,可以利用前翼产生的涡升力给飞机增升,而面积较大的三角翼又可有效降低翼载荷,这些,都为改善飞机的机动性能打下了基础。其设计思想与欧洲国家研制的“台风”、“阵风”、JAS.39等四代机相近,最大升力系数和配平升力系数明显优于采用无尾三角翼的“幻影2000”和印度的LCA。
“歼-10”选择的动力装置与F-15、F一16、苏27战斗机相当,其推重比应该高于“幻影”2000配装的M53涡扇发动机。与“台风”、“F-16”一样,“歼-10”也采用了翼身融合体及腹部进气方式。较之“F-15”、F/A一18、“幻影2000”、LCA等选择的两侧进气的方案,这类进气道具有飞行阻力小、升阻比高、大迎角特性好,有利于巡航和机动的特点。但F-16的进气口是固定式的,而“台风”和“歼-10”则是可调的,说明它们的高空,高速性能要比F-16好。
“歼-10”安装了非常先进的数字式电传操纵系统,比起没有配备电传的F-14,F-15、“米格-29”等机型,它的飞行性能和飞行品质应该更为优秀。就是与采用了模拟式电传操纵系统的“苏-27”、“苏-30”相较,该机在技术上也略胜一筹。可以说,从总体上讲,“歼-10”战斗机已达到国际先进水平。
Q
我发现SD-10A导弹的尾翼与众不同,它不是三角形或梯形的,而是不规则的五边形,它为什么这样设计,有何好处?
ASD-10A导弹的尾翼的确非同一般。国外空对空导弹的弹翼、尾翼等的几何形状多选择比较简单的三角形。双三角形,梯形或长边条形,在气动性能和操稳特性方面,它们各有优缺点。sD-10A采用不规则五边形尾翼不仅在外形上很新颖,在技术上也是个创新。这种五边形尾翼可以理解为是一种翼根前缘切角和翼梢切角的后掠梯形翼。类似的机翼平面形状我国曾在某型研究机上作过实验,吹风效果不错。翼根前缘切角的目的是为了缩短翼根的长度,减少弹体(或机体)附面层对前翼或尾翼的影响,以提高气动效率。切角后的弹翼会从前缘处生成一对脱体涡,这两个反向旋转的涡流互相加强,有助于增大翼面上的升力,其收益要大干普通的三角翼和梯形翼。
至于翼尖切角,则是为了改善高速特性,并降低颤振的可能性。在空空导弹的飞行过程中,多数时间都处于大M数状态,理论和试验都已证明,在超声速飞行时,机翼翼尖处的气流仍会像亚声速时一样,从高压区横向绕过翼尖,流向低压区,导致上下翼面间的压力差减小,从而使局部区域的升力下降,并产生诱导阻力。不过,这种扰动只能发生在由翼尖前缘发出的马赫锥(激波锥)之内,激波之外的翼面并不受其影响。显然,在保持机翼、平尾(或立尾)面积不变的前提下,切掉这块低效率的翼尖,对改善飞机的高速性能是非常有益的。世界上一些最大M数超过2,3的超声速战斗机,如F-15、“米格-25”、“苏-27”等均采用了类似的设计。
Q与美国最先进的AIM-120相比,国产SD-10A中距空对空导弹的性能如何?
AAIM-120是美军现役最好的中距空对空导弹。该型弹于1991年投入批量生产。其弹长为3650毫米,弹径178毫米,前翼展526毫米,后翼展627毫米,弹重156 5千克。这种号称“发射后不管”的导弹采用主动雷达制导,导引头的截获距离在20千米左右。它的最大飞行速度可达M数4,最大使用高度20千米,最大离轴发射角35度。其迎头攻击实际最大射程为55千米,尾追攻击动力射程14千米,侧方攻击动力射程大约在20-30千米之间。AIM-120改进型有AIM-120B和AIM-120C。B型改进了电子可编程信号处理器,而c型主要是为了能够装在F-22飞机的弹舱内,因此将弹翼截短。与AIM-120相比,sD-10A的弹体稍长、弹径较粗、弹翼面积也大一些。它的发射重量比AIM-120高出42千克,其最大射程可能更远,而单轴最大机动过载则应该差不多。如果sD-10A也采用与AIM-120类似的导引头,二者的综合作战能力可说是相当或相近。
QL-15教练机这次也参加了飞行表演,您有何评价?
A由南昌飞机公司研制的L-15“猎鹰”高级喷气式教练机也是此次航展的一个热点。上届航展L-15的01架飞机参加了静态展览,其漂亮的身形吸引了许多人的目光。这次来的是03架,并首次为观众作了飞行表演。与01架相比,03架在发动机系统、气动外形等方面都做了许多改进,综合性能又有了提升。“猎鹰”高级教练机采用了翼身融合体,边条翼、涡扇发动机、数字式电传操纵系统、新型显示器等三代机的技术,与国外正在研制的新型高级教练机属于同一档次。该机的飞行表演非常有看头,它能够做出许多复杂的、高难度的特技动作,其低速机动能力不亚于第三代战斗机。该机还未正式“出阁”,已受到了不少第三世界国家空军的青睐。
Q本届航展中,中国航空与航天工业企业展示了众多空地制导武器,对此,您印象如何?
A此次展出的国产新型空对地精确制导武器种类繁多,数不胜数,如LT-2、LT-3激光制导炸弹;FT-1、FT-3精确制导炸弹;FT-2、FT-3A、T-3、LS-6精确制导滑翔炸弹等等,说明我国机载武器的配套研发取得了极大的进步。
目前的一个发展趋势是为现役战斗机、无人机设计小型航空弹药,美国、西欧等已在机载武器系统小型化方面做了许多工作。我国在该领域也取得了一定的进展,TY-90轻型空对空导弹,AR-1无人机机载空对地导弹、FT-5小直径精确制导炸弹等的面世证明了这一点。在中国航天馆中展出的CH-3型无人机就挂载了AR-1导弹。
Q对于中国航天科技集团和中国航天科工集团展示的新型火箭、导弹产品你有什么评价?
A中国航天科技集团和中国航天科工集团这两家大公司的产品可用琳琅满目来形容。这些展品涉及多个领域,限于篇幅,我只能谈谈自己最感兴趣的几个项目。
处于国际领先水平的“神鹰”400制导火箭具有射程远、精度高、火力密集度大、打击范围广毁伤能力强、机动性好、装填速度快、自动化水平高、操作简便、价格低廉等优点。而WS-1、WS-2系列远程火箭炮以其100-400多千米的射程,稳居世界同类武器之冠,其超远的打击距离和接近地对地导弹的攻击精度备受业界人士关注。它们的射高可达数十千米,已进入大气层的中间层,且飞行速度很大。对此类价位低、射程远,威力大的火箭弹和制导火箭,很难防御。可以说,“神鹰”400、WS-1、WS-2是我军独一无二的“撒手锏”武器。有分析认为,若稍加改进,这些先进的以毁伤地面目标为主的火箭弹便可以发展为密集攻击敌舰船编队的利器,还能改进成像散弹枪那样的地对空“面防御”系统,用于猎杀敌机机群。其前景非常看好。
多联装FL-3000N自卫防御导弹系统是反导武器的新星。它可以拦截各种类型的飞航式导弹,能够对付海上、陆上、空中等不同平台发起的饱和攻击。
这种优异的反导武器将成为舰船防身的坚固盾牌。
如果说FL-3000N是坚盾的话,那么种类繁多的国产反舰导弹、巡航导弹则是我军的利刃。C602、C701、C704、C704KD、C705 C802A TL-1、TL-12等大小不一,采用不同气动外形、不同动力系统、不同导引方式的导弹同台参展,蔚为壮观。在国外的航展上,很少能看到一个国家能够同时推出型号如此之多的反舰导弹和巡航导弹。
Q这次展出的无人机方案也不少,你对此的印象如何?
A无论是航天集团,还是航空集团,都带来了众多的无人机实物或模型。有意思的是航天部门展示的多是大大小小的实物,如SH-3、PW-1、PW-2、微小型无人概念机以及CH-3A侦察打击一体化无人机系统等。而航空工业部门陈列的主要是无人机模型,如“阳光”,“长鹰”,“翼龙”、“天翼-3”、“暗剑”、“战鹰”等。这些无人机方案的翼展都较大,难以将实物或全尺寸模型摆在展台上。
从外观看,“长鹰”和“天翼-3”与美国的RQ-4“全球鹰”高空、长航时。远程无人驾驶侦察机的总体布局非常相似。RQ-4是目前世界上最大的无人侦察机,可载油6577千克,最大载荷860千克,待机速度635千米/小时,航程22540千米。该机能在5500多千米外、近两万米的高空持续飞行24小时,最大留空时间超过42小时。
我分析,要想达到RQ一4的水平,“长鹰”、“天翼-3”的翼展应该在35米左右,起飞重量大约在9-10吨之间,为此需要一台4000千克推力级的、大涵道比的涡扇发动机。研制高空、长航时无人机,动力装置是关键,动力不过关,一切都免谈。而我们在国产发动机展台上已看到了能够满足上述战术技,术要求的引擎。
“暗剑”高机动无人机、“战鹰”无人驾驶攻击机等方案目前仍处于研制或预研阶段。因此只展出了模型。“暗剑”无人机方案的设计颇有创新性,独特的构思、优异的气动外形能够保证该机具有极佳的超声速、高机动性能和良好的隐身能力。由于使用过载很大,它的机动能力将远远超过有人驾驶的战斗机。采用无尾飞翼式气动布局的“战鹰”无人驾驶攻击机方案也很有特色。它取消了立尾,主翼略带前掠,发动机进气口设在机体背部,无论是正面,还是侧面,其雷达反射截面积均极小。该机的隐身性能一流,与美国的X-45、X-47以及欧洲的“神经元”无人战斗机方案处于同一水平。
Q俄罗斯在这次航展仅仅展示了其新研制的“苏-35”战机模型,俄方对其评价是“最后一型第四代战机”,对于该型战机您有何评价?
A俄罗斯正在秘密研制下一代战斗机,详细情况至今没有公布。该国目前最先进的战斗机应该是“苏-35”。这种飞机曾参加过2008年7月的英国范堡罗航展,并进行了飞行表演。而在本届珠海航展上,俄国人只提供了该机的模型和相关资料。
新“苏-35”与过去展示过的“苏-35”不一样,老方案采用三翼面布局,而新“苏-35”仍选择边条翼后尾式布-局。从苏霍伊集团散发的新“苏-35”飞机的宣传材料看,这种多用途战斗机是苏-30的同系发展机型。其机载设备、座舱、动力系统有改进,但外观变化不大。该机于2008年2月21日首飞,预计2010年间开始装备俄空军。苏霍伊集团将该机定义为”第4++代”超机动多功能战斗机。
新“苏-35”的动力装置改为“土星”联合体研制的117S型带推力矢量喷管的涡扇发动机。加力推力从12500千克提高至14000千克(特殊状态可达14500千克)。与“苏-30MK2”相比,在带两枚中距弹、两枚近距弹的条件下,飞行高度200米时,其航程从1300千米增至1580千米;飞行高度1100米时,其航程从3000千米增至3600千米。另外,它的实用升限提高了10%,最大平飞速度增大了10%,空战转弯半径则减少了30%,机动性、加速性、爬升率都明显改善。
“苏-35”的座舱显示系统改进很大,变为采用“一平两下”(一个平视显示器,两个下视大型彩色高清显示器)的玻璃座舱。这是一个不小的进步,说明俄罗斯的航空电子技术有了较大发展,开始与国际水平接轨。由于换装了“新型双层传动式视框锁定雷达系统”该机对雷达反射截积为3平方米的小型空中目标的探测距离可达400千米;能够同时跟踪30个空中目标,并攻击8个以内的远距离空中目标或一个近距离空中目标;可同时跟踪4个地(海)面目标,并攻击其中的两个。这些能力已超过西方国家同代战斗机的水平。
“苏-35”还配备了新型的“带有热成像及电视视频的地面与空中目标跟踪显示光学雷达”,这种光学雷达对非加力的空中目标的搜索距离在50-90千米之间。为了改善飞机的雷达隐身能力,该机在座舱盖上涂敷了导电涂层、在机体表面涂敷了吸波涂料,并减少了外露传感器的数量。据称,与“苏-30MK2”相比,“苏-35”的雷达隐身能力增强了数倍:空战能力提高了0.48倍;对地攻击能力提升了1.5倍。
Q在珠海航展上,A380几乎每天都进行飞行表演,这种巨型喷气客机的慢速飞行能力令人瞠目,A380是怎么做到这一点的?
A这种由欧洲空中客车公司开发的巨型飞机,是当今世界上起飞重量最大、载客最多的旅客机。其动力装置为四台非常先进的“遄达900”大涵道比涡扇发动机,单台最大推力高达39950千克。这种双层客机的最大起飞重量将近550吨,正常载客量555人,巡航速度为M数0.86。
“遄达900”涡扇发动机的直径非常大,为了防止起降时吸入砂石,必须将吊在翼下的发动机舱抬高。为此,其内翼段被设计成“弓”形的。这样做,增加了设计、制造的复杂程度,虽然法国人声称,该项措施不但提高了安全性,还有助于改善飞机低速飞行时的气动效率。但我认为采用“弓”形翼的设计是不得已而为之,从总体上看,它没有扩大机翼的投影面积,却增加了摩擦面积,影响了飞机的升阻比。
这架空中巨无霸的平飞速度可达1000千米/小时左右。但这并不稀奇,最让人不可思议的是,A380在进行飞行表演时,常常以非常低的速度缓缓掠过机场上空。此举,给观众造成了强烈的震撼。当然,如果仔细分析一下,就没有什么好奇怪的了。这架飞机虽然外形庞大,但它已变得很“轻”:客舱内没有乘客,在本场短时间飞行,也不必加满325000立升燃油。此时,A380的翼载荷实际上是比较小的,即使以较低的速度飞行,仍能产生足够的升力。
Q印度空军“阳光”飞行表演队首次来华表演,你对其评价如何,他们使用的飞机性能如何?
A印度的“阳光”飞行表演队是首次来华,其9机密集编队和一些特技飞行
动作完成得很漂亮,尤其是他们表演的“一箭穿心”的绝活,非常好看。“阳光—飞行表演队配备的是印度自己研制的HJT-16“光线”式并座喷气式教练机。该型机于1976年7月首飞,其动力装置为一台英国生产的涡喷发动机,最大推力1905千克。“光线”的起飞重量约5000千克,最大平飞速度672千米,小时,实用升限12000米,起飞滑跑距离540米,着陆滑跑距离1440米,航程700多千米。
与串座的K-8相比,并座的HJT-16机头粗,阻力大,机体结构重。由于推重比小、耗油率高,影响了它的速度、航程等性能。不过,该机的低速特性还是不错的,再加上使用涡喷发动机,飞机的跟随性较好,选择它做表演机,完全可以胜任。
与同为中级教练机的K-8相比,HJT-16“光线”的性能要差一些。K-8采用一台TFE731涡扇发动机,最大推力约1800千克,正常起飞重量3630千克,最大平飞速度800千米,小时,实用升限13000米,起飞滑跑距离410米,着陆滑跑距离512米。航程1400-2250千米。由于飞行性能全面超过印度的HJT-16,也优于捷克的L-39、意大利的S-211等同级别的教练机,因此K-8受到了许多第三世界国家的青睐,其出口势头很好,在世界上占居了相当大的市场份额。
Q回望本届航展,在室内展区最令你关注的展台是哪个?
A这届珠海航展的热点很多,引人注目的展品也不少,前面已从几个侧面作了介绍。不过,出于专业的考虑,我更看重的是国产航空、航天动力装置的发展。搞航空的人常说,发动机是飞机的心脏,这话一点不假。而实际上,安全、可靠、省油、动力强劲的燃气涡轮发动机何止是军民用飞机的心脏,它也是现代舰船,坦克、巡航导弹的动力之源。我国的火箭发动机已基本达到世界水平,但由于种种原因,国产的燃气轮机的发展一直存在技术瓶颈,许多武器平台的研制,均受制于此。
往届珠海航展,国产航空发动机展出的数量不多,而这次,人们惊喜地发现,我国在该领域已取得重大突破,无论是技术基础,还是型号研制都迈上了一个新台阶。在中航工业航空发动机有限责任公司的展区不但展出了“太行”大推力军用涡扇发动机,还一口气推出了200千克推力级涡喷发动机、400千克推力级涡扇发动机、500千克推力级涡喷发动机、700千克推力级涡扇发动机、3200千克推力级涡扇发动机、4200千克推力级涡扇发动机,9500千克推力级涡扇发动机、“涡轴一8C”涡轴发动机、22马力动力伞用活塞式发动机、68马力JCV270型活塞式发动机、70马力133MK型活塞式发动机等十多种型号的航空发动机实物或模型,并初步形成了系列。其中,9500千克推力级涡扇发动机似乎还带有推力矢量喷口。这些新型动力装置有些已研发成功,有些正处于研制阶段。它们的出台,让我们看到了希望。有了强劲的“心”,中国的航空、航天工业定会出现新的飞跃。