海上鹰眼-浅析我国JZY-1型舰载固定翼预警机



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2012-8-2 21:13 上传

  网络出现的可能是我国舰载固定翼预警机的图片，注意它的发动机和六叶螺旋桨

    近日，网上出现可能是我国新型预警机的图片，从它机身上的JZY-1以及多片式垂尾来看，可能就是传说中的我国舰载固定翼预警机。JZY-1正是舰载预警机的缩写。

     不过笔者注意到这架飞机的基型机还是运-7型飞机，考虑到运-7型飞机原型机已经老旧，另外尺寸也稍大，因此这架飞机可能只是我国舰载固定翼预警机的技术验证机。

实际上早些时候，国外就通过卫星发现在我国试飞研究院出现一架预警机，该机利用运-7飞机改装的，由于我国空军、海军航空兵已经大量装备了空警-2000和空警-200预警机，显然不需要再研制、装备这样的预警机，因此国外就推测这架飞机可能就是我国海军正在研制的舰载固定翼预警机，由于不知道这架飞机是一个全尺寸模型还是真实的飞机，所以并没有引起太多的争论，这次的图片清楚的显现这架飞机应该是一架真实的飞机，显现我国海军舰载固定翼预警机项目正在有序的推进之中。




尽管这次公开的图片不多，不过我们却可以从中对我国海军舰载固定翼预警机进行大致的推测，首先笔者注意到它的发动机有所变化，根据它采用的六叶螺旋桨来看，我国舰载固定翼预警机使用的可能是国产涡桨-6C发动机，涡桨-6C是我国南方动力根据新世纪战术运输机及特种飞机的要求而研制的新一代涡桨运输机，功率超过5000马力，运-7型运输机原来使用的涡桨-5，它的功率只有2500马力，这个指标偏小，造成运-7高温、高原性能不足，尤其是不能单发起降，无法设计定型，后来我国相关厂所研制了涡桨-5甲-1发动机，将其发动机功率提高2900马力，才初步改善飞机的性能，实现了设计定型，但是发动机存在的耗油率低、噪声大等缺点仍然没有解决，所以运-7后继改进型采用的加拿大普惠公司生产的涡桨发动机和美国汉胜公司生产的复合材料螺旋桨。



如果在运-7的基础上改进预警机，那么肯定要加装相应的雷达、天线及天线罩，根据相关资料，E-2C的天线整流罩（包括天线和支架）重量高达2吨，同时还增加整流罩增加了阻力，这些都会影响飞机的起降性能，从飞机起飞公式知道，我们知道飞机的重量越重，起降性能就会越差，特别是需要更大的速度才能起飞，这样就意味着飞机起降的跑道越长，而在航空母舰上面，飞机的起飞跑道是需要限制的，所以更加需要加大发动机功率，以提高飞机的功重比，让它在最短的时间和距离内达到起飞速度。运-7的空重为14吨，虽然低于E-2C的17吨，不过加上雷达及天线、显控台、通信系统等设备，它的重量比E-2C只大不小，前面说过，仅一个天线整流罩的重量就在2吨左右，在这种情况下，运-7凭借现有的发动机，已经很难再保持原来的起降性能，所以需要加大功率发动机来提高飞机的起降性能。




提高发动机功率，增加飞机的功重比还有一个作用就是增加飞机的最大起飞重量，尤其是高温、高原条件下的最大起飞重量，在使用涡桨-5甲-1发动机的时候，运-7最大起飞重量只有21吨，其中飞机空重就有14吨，再扣除雷达及其他设备，那么飞机的重量很可能超过E-2C的17吨，那么运-7这个时候载油就低于4吨，相比较之下，E-2C最大起飞重量为27吨，飞机空重为17吨，那么可以载油近10吨，差不多是运-7的2倍，E-2C的转场航程为2600公里左右，在距离母舰300公里的地方可以执勤4个小时，而运-7显然无法达到这样的水平，因此只有换装大功率发动机，提高飞机的功重比，增加飞机的最大起飞重量，这样就可以增加飞机的载油量，从而提高飞机的航程和滞空能力。其中最重要的就是提高飞机在高温、高原条件下的最大起飞重量，我们知道在高温及高原条件下，发动机功率会下降，飞机的最大起飞重量会随之下降，载重、内油都会下降，这样飞机的起降、航程、速度、滞空能力都会受到影响。根据涡桨-6C的功率来看，它与E-2C使用的T56涡桨发动机大致相当，这样意味着我国舰载固定翼预警机的最大起飞重量与后者相近，最大起飞重量在27吨，但是一般控制在25吨左右，这样的话运-7显然就不适合，因为运-7的空重就有14吨，如果加上雷达及其他设备，飞机的空重就会大大增加，从而影响飞机的一系列性能，因此笔者认为我国舰载固定翼预警机比运-7可能要小，尺寸应该与E-2C相近。




制约我国舰载固定翼预警机尺寸还有航母的升降机，从相关资料来看，运-7的机长24.7米,翼展近30米,而尼米兹级航母的升降机的尺寸为26*16米左右,而库滋涅佐夫级的航母升降机要小一点,尺寸为20*15米,从这里我们可以看出,只有尼米兹级航母的升降机才能勉强运送机翼折叠后的运-7,其他航母则是无能为力,因此对于我国海军来说,如果依据库滋涅佐夫号的升降机来研制舰载固定翼预警机,它的长度应该小于20米,折叠后的机翼小于15米,而E-2C的机长是17米,翼展25米,折叠后只有9米,更适合库舰这个级别的航母使用。



除了尺寸和重量，运-7的气动也需要改进，它的原型机是前苏联60年代设计的安-24型运输机，就技术水平来说已经落后，目前我国研制的新一代MA60型飞机，是上世纪80年代与美国波音公司联合研制的，对飞机的气动进行初步的改进，提高了飞机的升力和升阻比，但是毕竟没有对飞机进行较大的改动，因此飞行性能并没有整体性的进步，因此对于我国海军舰载固定翼预警机来说，它需要从尺寸较小的甲板上迅速起飞，同时在高空进行长时间的巡航，因此需要采用新的气动布局，尤其是高升阻比机翼来提高飞机的升力和升阻比，对于现代运输机来说，超临界翼型和机翼的使用是近年来气动布局的一个进步，与以前运输机使用的机翼相比，采用超临界翼型有以下好处：与普通翼型相比，超临界翼型可将提高飞机的马赫值；若保持马赫值不变，可提高最大相对厚度，而采用加厚的翼型可加大三维机翼的展弦比，进而可提高升阻比；在保持飞行速度不变的情况下，可以在机翼厚度不变时改用平直机翼，这样就可减轻机翼重量，同时改善机翼的低速气动特性。是目前各国广泛使用的一项先进技术，我国从上世纪70开始研究超临界翼型，并且改装了K-8验证机进行相关的技术研究，并且突破了喷丸成形壁板等技术，在国产ARJ-21型客机已经成功运用超临界翼型和机翼，因此笔者认为未来我国舰载固定翼预警机可能会采用超临界翼型和机翼来提高飞机的升力和巡航升阻比。




        我国海军舰载固定翼预警机另外一个气动方面的变化就是采用了多片式垂尾，这也是舰载固定翼预警机比较常见的一个布局，E-2C和YAK-44都是这样的垂尾，它的主要固原因就是航母机库的高度是有限，因此对于垂尾的高度也有限制，根据相关资料；尼米兹的机库净高大约在8米左右，而库滋涅佐夫号的机库要低一点，不到7米的样子，这样的话飞机的高度就不能超过这些数字，相应的垂尾的高度就是有限的，实际上运-7的高度就接近9米，显然以这个数字来看，连尼米兹级的机库也无法容纳运-7飞机。问题不仅如此，由于预警机背部加装了较大的天线整流罩，对于飞机的稳定性肯定要造成不利的影响，那么为了提高飞机的稳定性就必须加大垂尾面积，这样加高、加宽垂尾不可避少，这样的话势必无法上舰，所以就采用了多垂尾结构，这样一来就可保证垂尾有足够的面积，飞行的时候提供足够的航行稳定性，同时也可以控制垂尾的高度，为上舰打下基础。所以这个垂尾可以看作我国研制舰载固定翼预警机的一个决定性的标志




    从相关图片来看，我国海军舰载固定翼预警机采用的是圆盘式雷达罩，而不是空警-200以及SAAB-2000等预警机采用的平衡木雷达罩，笔者认为这个选择可能是海军对于舰载固定翼预警机的战术要求有关，平衡木雷达罩的优点是可以在较小的飞机上面得到较大的天线，根据雷达探测距离公式，天线孔径和功率是决定雷达探测距离两个关键参数，凭借平衡木，SAAB-2000雷达的天线孔径居然与E-3A的雷达相差无几，这样就大大提高了前者的探测能力，但是平衡木的缺点就是不能转动，而平面相控阵天线的扫描角度一般在60度左右，这样一个天线只能扫描120度，两个合计240度，也就是说不能实现全向的覆盖，当飞机在值勤阵位以巡逻航线执勤的时候，随着飞机飞离战区，它对于战区空情信息掌握能力实际上是下逐渐下降，相比较之下，圆盘状雷罩虽然天线孔径小于平衡木，但是它是能够转动的，因此在飞机飞离战区的时候，雷达罩仍旧可以转身“盯”住战区，这样就可以保证战区空情信息的完整性和持续性。两样考虑到雷达孔径，笔者认为我国海军舰载固定翼预警机的天线布置可能和E-2D相近，都是单面相控阵天线，兼顾考虑在探测距离和空情信息掌握能力等方面性能。



    我国海军研制舰载固定翼预警机让人感兴趣并仅仅是飞机本身，我国下一艘航母是不是采用弹射器同样令人感兴趣，因为瓦良格号这样的航母一般无法使用E-2C这样的固定翼预警机，需要指出的是这并不是说明E-2C在瓦良格号飞不起来，而是使用的条件限制它的使用，与外界的猜测相反，由于E-2C采用平直翼，展弦比大，低速的时候升阻比较高，因此起降性能较好，最明显的例子就是C-130型运输机在较大载荷的情况下，仍旧可以从航母的甲板上起飞，而E-2C在使用的滑跃跳板的情况下，其起飞距离可以缩短到200米左右，而瓦良格号的第三起飞点距离甲板边缘为195米，因此E-2C在这个位置稍后一点就可以滑跑起飞，不过由于它的翼展较大，为了安全起见，从起飞点往前的甲板都要清空，这样瓦良格号飞行甲板能够停放的飞机不到6架，由于航母机库里面的飞机是不能装油和挂弹的，所以飞行甲板上停放的飞机在一定时间内就是航母所能使用的飞机，显然6架飞机在并不能满足航母的使用要求，这也是为什么滑跃甲板航母无法舰载固定翼预警机的根本原因。


而使用弹射器的情况就完全不一样，E-2C和战斗机一样，只需要100米左右的距离就可以起飞，这样就可以使用飞机的靠前的起飞点，而不需要象滑跃甲板那样靠后，对于甲板作业影响较大，这样的话以假设我国未来国产航母与瓦良格号相近，都是6万吨，那么它的飞行甲板可以容纳20架左右的预警机和战斗机在内的混合机队，这样它的作战能力显然要更加强大。

因此对于我国海军来说，拥有航母是迈出了远洋海军的一大步，而拥有舰载固定翼预警机的航母更是代表着我国海军远洋作战能力的飞跃。




参考资料：

1、世界海军武器装备手册

2、世界飞机手册

3、本文配图来源于网上，权利归原作者所有





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  网络出现的可能是我国舰载固定翼预警机的图片，注意它的发动机和六叶螺旋桨

    近日，网上出现可能是我国新型预警机的图片，从它机身上的JZY-1以及多片式垂尾来看，可能就是传说中的我国舰载固定翼预警机。JZY-1正是舰载预警机的缩写。

     不过笔者注意到这架飞机的基型机还是运-7型飞机，考虑到运-7型飞机原型机已经老旧，另外尺寸也稍大，因此这架飞机可能只是我国舰载固定翼预警机的技术验证机。

实际上早些时候，国外就通过卫星发现在我国试飞研究院出现一架预警机，该机利用运-7飞机改装的，由于我国空军、海军航空兵已经大量装备了空警-2000和空警-200预警机，显然不需要再研制、装备这样的预警机，因此国外就推测这架飞机可能就是我国海军正在研制的舰载固定翼预警机，由于不知道这架飞机是一个全尺寸模型还是真实的飞机，所以并没有引起太多的争论，这次的图片清楚的显现这架飞机应该是一架真实的飞机，显现我国海军舰载固定翼预警机项目正在有序的推进之中。




尽管这次公开的图片不多，不过我们却可以从中对我国海军舰载固定翼预警机进行大致的推测，首先笔者注意到它的发动机有所变化，根据它采用的六叶螺旋桨来看，我国舰载固定翼预警机使用的可能是国产涡桨-6C发动机，涡桨-6C是我国南方动力根据新世纪战术运输机及特种飞机的要求而研制的新一代涡桨运输机，功率超过5000马力，运-7型运输机原来使用的涡桨-5，它的功率只有2500马力，这个指标偏小，造成运-7高温、高原性能不足，尤其是不能单发起降，无法设计定型，后来我国相关厂所研制了涡桨-5甲-1发动机，将其发动机功率提高2900马力，才初步改善飞机的性能，实现了设计定型，但是发动机存在的耗油率低、噪声大等缺点仍然没有解决，所以运-7后继改进型采用的加拿大普惠公司生产的涡桨发动机和美国汉胜公司生产的复合材料螺旋桨。



如果在运-7的基础上改进预警机，那么肯定要加装相应的雷达、天线及天线罩，根据相关资料，E-2C的天线整流罩（包括天线和支架）重量高达2吨，同时还增加整流罩增加了阻力，这些都会影响飞机的起降性能，从飞机起飞公式知道，我们知道飞机的重量越重，起降性能就会越差，特别是需要更大的速度才能起飞，这样就意味着飞机起降的跑道越长，而在航空母舰上面，飞机的起飞跑道是需要限制的，所以更加需要加大发动机功率，以提高飞机的功重比，让它在最短的时间和距离内达到起飞速度。运-7的空重为14吨，虽然低于E-2C的17吨，不过加上雷达及天线、显控台、通信系统等设备，它的重量比E-2C只大不小，前面说过，仅一个天线整流罩的重量就在2吨左右，在这种情况下，运-7凭借现有的发动机，已经很难再保持原来的起降性能，所以需要加大功率发动机来提高飞机的起降性能。




提高发动机功率，增加飞机的功重比还有一个作用就是增加飞机的最大起飞重量，尤其是高温、高原条件下的最大起飞重量，在使用涡桨-5甲-1发动机的时候，运-7最大起飞重量只有21吨，其中飞机空重就有14吨，再扣除雷达及其他设备，那么飞机的重量很可能超过E-2C的17吨，那么运-7这个时候载油就低于4吨，相比较之下，E-2C最大起飞重量为27吨，飞机空重为17吨，那么可以载油近10吨，差不多是运-7的2倍，E-2C的转场航程为2600公里左右，在距离母舰300公里的地方可以执勤4个小时，而运-7显然无法达到这样的水平，因此只有换装大功率发动机，提高飞机的功重比，增加飞机的最大起飞重量，这样就可以增加飞机的载油量，从而提高飞机的航程和滞空能力。其中最重要的就是提高飞机在高温、高原条件下的最大起飞重量，我们知道在高温及高原条件下，发动机功率会下降，飞机的最大起飞重量会随之下降，载重、内油都会下降，这样飞机的起降、航程、速度、滞空能力都会受到影响。根据涡桨-6C的功率来看，它与E-2C使用的T56涡桨发动机大致相当，这样意味着我国舰载固定翼预警机的最大起飞重量与后者相近，最大起飞重量在27吨，但是一般控制在25吨左右，这样的话运-7显然就不适合，因为运-7的空重就有14吨，如果加上雷达及其他设备，飞机的空重就会大大增加，从而影响飞机的一系列性能，因此笔者认为我国舰载固定翼预警机比运-7可能要小，尺寸应该与E-2C相近。




制约我国舰载固定翼预警机尺寸还有航母的升降机，从相关资料来看，运-7的机长24.7米,翼展近30米,而尼米兹级航母的升降机的尺寸为26*16米左右,而库滋涅佐夫级的航母升降机要小一点,尺寸为20*15米,从这里我们可以看出,只有尼米兹级航母的升降机才能勉强运送机翼折叠后的运-7,其他航母则是无能为力,因此对于我国海军来说,如果依据库滋涅佐夫号的升降机来研制舰载固定翼预警机,它的长度应该小于20米,折叠后的机翼小于15米,而E-2C的机长是17米,翼展25米,折叠后只有9米,更适合库舰这个级别的航母使用。



除了尺寸和重量，运-7的气动也需要改进，它的原型机是前苏联60年代设计的安-24型运输机，就技术水平来说已经落后，目前我国研制的新一代MA60型飞机，是上世纪80年代与美国波音公司联合研制的，对飞机的气动进行初步的改进，提高了飞机的升力和升阻比，但是毕竟没有对飞机进行较大的改动，因此飞行性能并没有整体性的进步，因此对于我国海军舰载固定翼预警机来说，它需要从尺寸较小的甲板上迅速起飞，同时在高空进行长时间的巡航，因此需要采用新的气动布局，尤其是高升阻比机翼来提高飞机的升力和升阻比，对于现代运输机来说，超临界翼型和机翼的使用是近年来气动布局的一个进步，与以前运输机使用的机翼相比，采用超临界翼型有以下好处：与普通翼型相比，超临界翼型可将提高飞机的马赫值；若保持马赫值不变，可提高最大相对厚度，而采用加厚的翼型可加大三维机翼的展弦比，进而可提高升阻比；在保持飞行速度不变的情况下，可以在机翼厚度不变时改用平直机翼，这样就可减轻机翼重量，同时改善机翼的低速气动特性。是目前各国广泛使用的一项先进技术，我国从上世纪70开始研究超临界翼型，并且改装了K-8验证机进行相关的技术研究，并且突破了喷丸成形壁板等技术，在国产ARJ-21型客机已经成功运用超临界翼型和机翼，因此笔者认为未来我国舰载固定翼预警机可能会采用超临界翼型和机翼来提高飞机的升力和巡航升阻比。




        我国海军舰载固定翼预警机另外一个气动方面的变化就是采用了多片式垂尾，这也是舰载固定翼预警机比较常见的一个布局，E-2C和YAK-44都是这样的垂尾，它的主要固原因就是航母机库的高度是有限，因此对于垂尾的高度也有限制，根据相关资料；尼米兹的机库净高大约在8米左右，而库滋涅佐夫号的机库要低一点，不到7米的样子，这样的话飞机的高度就不能超过这些数字，相应的垂尾的高度就是有限的，实际上运-7的高度就接近9米，显然以这个数字来看，连尼米兹级的机库也无法容纳运-7飞机。问题不仅如此，由于预警机背部加装了较大的天线整流罩，对于飞机的稳定性肯定要造成不利的影响，那么为了提高飞机的稳定性就必须加大垂尾面积，这样加高、加宽垂尾不可避少，这样的话势必无法上舰，所以就采用了多垂尾结构，这样一来就可保证垂尾有足够的面积，飞行的时候提供足够的航行稳定性，同时也可以控制垂尾的高度，为上舰打下基础。所以这个垂尾可以看作我国研制舰载固定翼预警机的一个决定性的标志




    从相关图片来看，我国海军舰载固定翼预警机采用的是圆盘式雷达罩，而不是空警-200以及SAAB-2000等预警机采用的平衡木雷达罩，笔者认为这个选择可能是海军对于舰载固定翼预警机的战术要求有关，平衡木雷达罩的优点是可以在较小的飞机上面得到较大的天线，根据雷达探测距离公式，天线孔径和功率是决定雷达探测距离两个关键参数，凭借平衡木，SAAB-2000雷达的天线孔径居然与E-3A的雷达相差无几，这样就大大提高了前者的探测能力，但是平衡木的缺点就是不能转动，而平面相控阵天线的扫描角度一般在60度左右，这样一个天线只能扫描120度，两个合计240度，也就是说不能实现全向的覆盖，当飞机在值勤阵位以巡逻航线执勤的时候，随着飞机飞离战区，它对于战区空情信息掌握能力实际上是下逐渐下降，相比较之下，圆盘状雷罩虽然天线孔径小于平衡木，但是它是能够转动的，因此在飞机飞离战区的时候，雷达罩仍旧可以转身“盯”住战区，这样就可以保证战区空情信息的完整性和持续性。两样考虑到雷达孔径，笔者认为我国海军舰载固定翼预警机的天线布置可能和E-2D相近，都是单面相控阵天线，兼顾考虑在探测距离和空情信息掌握能力等方面性能。



    我国海军研制舰载固定翼预警机让人感兴趣并仅仅是飞机本身，我国下一艘航母是不是采用弹射器同样令人感兴趣，因为瓦良格号这样的航母一般无法使用E-2C这样的固定翼预警机，需要指出的是这并不是说明E-2C在瓦良格号飞不起来，而是使用的条件限制它的使用，与外界的猜测相反，由于E-2C采用平直翼，展弦比大，低速的时候升阻比较高，因此起降性能较好，最明显的例子就是C-130型运输机在较大载荷的情况下，仍旧可以从航母的甲板上起飞，而E-2C在使用的滑跃跳板的情况下，其起飞距离可以缩短到200米左右，而瓦良格号的第三起飞点距离甲板边缘为195米，因此E-2C在这个位置稍后一点就可以滑跑起飞，不过由于它的翼展较大，为了安全起见，从起飞点往前的甲板都要清空，这样瓦良格号飞行甲板能够停放的飞机不到6架，由于航母机库里面的飞机是不能装油和挂弹的，所以飞行甲板上停放的飞机在一定时间内就是航母所能使用的飞机，显然6架飞机在并不能满足航母的使用要求，这也是为什么滑跃甲板航母无法舰载固定翼预警机的根本原因。


而使用弹射器的情况就完全不一样，E-2C和战斗机一样，只需要100米左右的距离就可以起飞，这样就可以使用飞机的靠前的起飞点，而不需要象滑跃甲板那样靠后，对于甲板作业影响较大，这样的话以假设我国未来国产航母与瓦良格号相近，都是6万吨，那么它的飞行甲板可以容纳20架左右的预警机和战斗机在内的混合机队，这样它的作战能力显然要更加强大。

因此对于我国海军来说，拥有航母是迈出了远洋海军的一大步，而拥有舰载固定翼预警机的航母更是代表着我国海军远洋作战能力的飞跃。




参考资料：

1、世界海军武器装备手册

2、世界飞机手册

3、本文配图来源于网上，权利归原作者所有