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西方军事专家认为,歼-10系列是中国第一种装备部队的、真正兼有空优及对地双重作战能力的典型第三代战斗机。那么,歼-10有哪些科技创新?为何歼-20首飞要歼-10伴飞呢
八一飞行表演队已全面换装我国首个完全拥有自主知识产权的战斗机歼-10。歼-10有着俊朗的气动外形,具备跨越度非常大的从第二代机械传动发展到第三代数字电传的飞控系统等。歼-10的后继改进型,即主要用于海上近程防空自卫和巡逻的舰载机歼-10B,更使人眼前一亮。
中国需要怎样的战机
新发表的中国国防白皮书中,空军部分把以往加强“空中打击”作战力量,微调为“空中进攻”,并指出要“深化信息条件下空军作战和转型问题研究”。
不言而喻,现在和未来我国的战机应该是这样的:配置合理形成系列,部件通用便于维修,多用途,具有敏捷性高、隐身性强、短距起飞垂直降落、超音速巡航、多目标攻击、内埋式武器舱等特征;并且要符合不搞军备竞赛和适应积极防御军事战略的国情,即还要优化性价比。如歼-10造价大约2千余万美元,F-22高达近2亿美元。当然战机的价值不能纯粹以金钱来衡量,F-22那么贵,但它带动了美国在电子技术、高分子材料科学等众多方面的进步。
歼-10的价值不仅在于使中国空军的作战能力得到全面提升,更重要的是使我国有了相对成熟的自己设计及制造飞机的技术、经验和人才。这促使我国在自然科学范畴“中买不来”的特殊的军事科技领域实现若干突破,包括电子学、材料学、程序设计和空气动力学、创新的飞机设计,如可靠的大功率的发动机、先进的机载电子设备、雷达系统和武器、一流的生产加工工艺等,以达到中国战机是“本质上有效防御用的”目的。
歼-10创新的整体布局
整体布局是飞机的基础,不可能在成形后再发生较大的改变。
考虑到中国空军需要的是国土防空攻防兼备、起码整机重量在12-15吨,可以携带国产或俄制空地导弹、激光制导炸弹或非制导炸弹和航空火箭弹,作战半径能够超过1000公里的空中优势战斗机。因此在结构设计上,强调机动过载要达到9G(基本上是飞机的过载极限),必须为放宽静稳度设计。更为严格的是,不仅要满足现在的基本技术要求,而且还要有一定的发展潜力。如此,三轴四余度数字电传/主动控制系统,特别是针对鸭翼布局进行优化便于鸭翼开合、前翼和主翼相距很近的近距耦合式鸭翼布局的歼-10,在气动外形设计水平上相比以色列的“狮式战斗机” 简单的耦合式鸭翼布局,就要高出不止一个层次了。
歼-10是“狮式”仿制品的传说不攻自破!
歼-10整体布局在减小阻力的同时还要提高升力,创新点也就凸显了!正如歼-10总设计师宋文骢院士所说:“鸭式布局是我们和国外同步开始研究的。当年搞歼-9型战机无水平尾翼方案的时候,我们就提出了利用脱体涡来增加飞机升力的鸭式布局。为了新型战斗机的布局方案,我们做了很多试验,风洞就吹了上万次。我国新型战机的外形设计和气动布局完全是我们自己搞出来的,没有借助国外的力量,这一点我很骄傲,很自豪。”
宋院士指出,综合鸭翼、边条和大三角翼的增升设计,都是为了提高超音速下的升力,符合四代机的设计重点——追求超音速升阻特性,同时兼顾亚跨音速升阻特性。这些不仅在歼-10、歼-10B上,并且在之后的歼-20上也得到了充分体现。不同的是,歼-20的进气道DSI是可调的,更好地兼顾了低速和高速两个速度区。这说明,我国从第三代到第四代战机实现了三步跨越——超音速巡航、隐身及大迎角过失速机动能力。这也是第四代战机的3个鲜明特点。
这就回答了为何歼-20首飞要歼-10伴飞的问题:这是在进行三、四代战机高低搭配的配置实验和机体隐身性能、机体改进潜力、可靠性,以及各种机载电子设备水平、配套机载武器品种性能、最大载弹量、格斗机动性、速度和加速能力等的性能比较研究。
歼-10B后来居上
歼-10副总设计师张继高强调:“我们研发的步伐不会停止”。
新型的歼-10B首次采用了有源相控阵雷达(AESA)和蚌式(DSI)进气道,有效地提高了发动机工作效率,减轻了机体重量;使用两个推力更加强大的国产涡扇发动机WS-10或引进AL-41发动机,加大歼-10的机翼面积或使用双三角翼技术;增大机身、起落架结构强度,增加着舰挂钩,借鉴苏-33或在歼-8上研究过的机翼折叠技术,等等。
歼-10B相对歼-10还有以下改进:机头明显下垂且内收,外形类似于美军新型号的F-16战斗机;采用了与机身一体的迷彩涂装;座舱前方有一个圆形的突出物——光电火控系统,省去了加挂光电指示吊舱,拥有了雷达不开机就可以探测、攻击目标(包括对地打击)的功能;航炮外观看不到抽烟散热装置,隐蔽性较好;尾翼则像F-16一样有一个矩形的突起,里面整合了多种天线,整个电子战系统升级了,自卫能力更强了。
特别要提到的是国产的“太行”涡扇发动机WS-10是大推力发动机。这是我国的核心技术,进一步说明我国解决了数字线传三轴静不安定控制、翼身融合、大推力涡扇发动机三个第三代战机的主要技术难题。
歼-10是介于法国“阵风”和瑞典“鹰狮”之间的中型战斗机,机动性和欧洲“三代半”战斗机不相上下。由于“阵风”和“台风”尚未完成AESA雷达的升级工作,因此中国的歼-10B后来居上,大有赶超欧洲的势头。
创新是一个民族发展的动力。随着新技术革命的迅猛发展,美国经济学家华尔特?罗斯托把“创新”的概念发展为“技术创新”,并将其提高到主导地位。美国国家科学基金会(NSF)将其定义为“技术创新是将新的或改进的产品、过程或服务引入市场”,明确地将模仿和不需要引入新技术的改进作为最终层次上的两类创新而划入技术创新范畴。把原来同样的两只鞋分为左右,就是NSF创新定义的最佳形象比喻。何况,歼-10系列使我国在先进气动布局、航空电子综合技术、数字式飞行控制系统、战斗机计算机辅助设计和制造技术等方面均有重大突破。F-16、“狮”、“歼-10”、“台风”、“阵风”运用了类似歼-10的布局,只能说明技术发展导致了殊途同归。这也给之后的军事科技创新提供了思维上的特别启示。(本文获贵州省首届科普作品创作大赛优秀奖,原标题为《歼十系列与科技创新浅谈》,作者系北京航空航天大学航空科学与工程学院学生)
八一飞行表演队已全面换装我国首个完全拥有自主知识产权的战斗机歼-10。歼-10有着俊朗的气动外形,具备跨越度非常大的从第二代机械传动发展到第三代数字电传的飞控系统等。歼-10的后继改进型,即主要用于海上近程防空自卫和巡逻的舰载机歼-10B,更使人眼前一亮。
中国需要怎样的战机
新发表的中国国防白皮书中,空军部分把以往加强“空中打击”作战力量,微调为“空中进攻”,并指出要“深化信息条件下空军作战和转型问题研究”。
不言而喻,现在和未来我国的战机应该是这样的:配置合理形成系列,部件通用便于维修,多用途,具有敏捷性高、隐身性强、短距起飞垂直降落、超音速巡航、多目标攻击、内埋式武器舱等特征;并且要符合不搞军备竞赛和适应积极防御军事战略的国情,即还要优化性价比。如歼-10造价大约2千余万美元,F-22高达近2亿美元。当然战机的价值不能纯粹以金钱来衡量,F-22那么贵,但它带动了美国在电子技术、高分子材料科学等众多方面的进步。
歼-10的价值不仅在于使中国空军的作战能力得到全面提升,更重要的是使我国有了相对成熟的自己设计及制造飞机的技术、经验和人才。这促使我国在自然科学范畴“中买不来”的特殊的军事科技领域实现若干突破,包括电子学、材料学、程序设计和空气动力学、创新的飞机设计,如可靠的大功率的发动机、先进的机载电子设备、雷达系统和武器、一流的生产加工工艺等,以达到中国战机是“本质上有效防御用的”目的。
歼-10创新的整体布局
整体布局是飞机的基础,不可能在成形后再发生较大的改变。
考虑到中国空军需要的是国土防空攻防兼备、起码整机重量在12-15吨,可以携带国产或俄制空地导弹、激光制导炸弹或非制导炸弹和航空火箭弹,作战半径能够超过1000公里的空中优势战斗机。因此在结构设计上,强调机动过载要达到9G(基本上是飞机的过载极限),必须为放宽静稳度设计。更为严格的是,不仅要满足现在的基本技术要求,而且还要有一定的发展潜力。如此,三轴四余度数字电传/主动控制系统,特别是针对鸭翼布局进行优化便于鸭翼开合、前翼和主翼相距很近的近距耦合式鸭翼布局的歼-10,在气动外形设计水平上相比以色列的“狮式战斗机” 简单的耦合式鸭翼布局,就要高出不止一个层次了。
歼-10是“狮式”仿制品的传说不攻自破!
歼-10整体布局在减小阻力的同时还要提高升力,创新点也就凸显了!正如歼-10总设计师宋文骢院士所说:“鸭式布局是我们和国外同步开始研究的。当年搞歼-9型战机无水平尾翼方案的时候,我们就提出了利用脱体涡来增加飞机升力的鸭式布局。为了新型战斗机的布局方案,我们做了很多试验,风洞就吹了上万次。我国新型战机的外形设计和气动布局完全是我们自己搞出来的,没有借助国外的力量,这一点我很骄傲,很自豪。”
宋院士指出,综合鸭翼、边条和大三角翼的增升设计,都是为了提高超音速下的升力,符合四代机的设计重点——追求超音速升阻特性,同时兼顾亚跨音速升阻特性。这些不仅在歼-10、歼-10B上,并且在之后的歼-20上也得到了充分体现。不同的是,歼-20的进气道DSI是可调的,更好地兼顾了低速和高速两个速度区。这说明,我国从第三代到第四代战机实现了三步跨越——超音速巡航、隐身及大迎角过失速机动能力。这也是第四代战机的3个鲜明特点。
这就回答了为何歼-20首飞要歼-10伴飞的问题:这是在进行三、四代战机高低搭配的配置实验和机体隐身性能、机体改进潜力、可靠性,以及各种机载电子设备水平、配套机载武器品种性能、最大载弹量、格斗机动性、速度和加速能力等的性能比较研究。
歼-10B后来居上
歼-10副总设计师张继高强调:“我们研发的步伐不会停止”。
新型的歼-10B首次采用了有源相控阵雷达(AESA)和蚌式(DSI)进气道,有效地提高了发动机工作效率,减轻了机体重量;使用两个推力更加强大的国产涡扇发动机WS-10或引进AL-41发动机,加大歼-10的机翼面积或使用双三角翼技术;增大机身、起落架结构强度,增加着舰挂钩,借鉴苏-33或在歼-8上研究过的机翼折叠技术,等等。
歼-10B相对歼-10还有以下改进:机头明显下垂且内收,外形类似于美军新型号的F-16战斗机;采用了与机身一体的迷彩涂装;座舱前方有一个圆形的突出物——光电火控系统,省去了加挂光电指示吊舱,拥有了雷达不开机就可以探测、攻击目标(包括对地打击)的功能;航炮外观看不到抽烟散热装置,隐蔽性较好;尾翼则像F-16一样有一个矩形的突起,里面整合了多种天线,整个电子战系统升级了,自卫能力更强了。
特别要提到的是国产的“太行”涡扇发动机WS-10是大推力发动机。这是我国的核心技术,进一步说明我国解决了数字线传三轴静不安定控制、翼身融合、大推力涡扇发动机三个第三代战机的主要技术难题。
歼-10是介于法国“阵风”和瑞典“鹰狮”之间的中型战斗机,机动性和欧洲“三代半”战斗机不相上下。由于“阵风”和“台风”尚未完成AESA雷达的升级工作,因此中国的歼-10B后来居上,大有赶超欧洲的势头。
创新是一个民族发展的动力。随着新技术革命的迅猛发展,美国经济学家华尔特?罗斯托把“创新”的概念发展为“技术创新”,并将其提高到主导地位。美国国家科学基金会(NSF)将其定义为“技术创新是将新的或改进的产品、过程或服务引入市场”,明确地将模仿和不需要引入新技术的改进作为最终层次上的两类创新而划入技术创新范畴。把原来同样的两只鞋分为左右,就是NSF创新定义的最佳形象比喻。何况,歼-10系列使我国在先进气动布局、航空电子综合技术、数字式飞行控制系统、战斗机计算机辅助设计和制造技术等方面均有重大突破。F-16、“狮”、“歼-10”、“台风”、“阵风”运用了类似歼-10的布局,只能说明技术发展导致了殊途同归。这也给之后的军事科技创新提供了思维上的特别启示。(本文获贵州省首届科普作品创作大赛优秀奖,原标题为《歼十系列与科技创新浅谈》,作者系北京航空航天大学航空科学与工程学院学生)