天朝歼―11(苏―27SK)的升级进程[z]

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 20:37:45
日前,俄罗斯国防部宣布:俄罗斯空军的苏―27将全部升级为苏―27SM。这将“使苏―27SM具有与苏―30MK大致相同的作战能力。”国内媒体一片大哗,感觉中国又被老毛子给骗了。
花了大把的美元引进生产的200架苏―27SK,刚生产出100多架就已经成了80年代的过时产品。唉,郁闷。  

其实不然,俄罗斯早在2002-2003年就已经向中国出口了“近100套”苏―27SM的改进组件,而这与俄罗斯空军自己的苏―27SM改进组件“几乎是相同的。”(当然,在一些重要的电子战以及抗干扰性能上,出口产品往往会被弱化,这也是国际惯例。)事实上,俄罗斯空军正是利用为中国空军升级苏―27获得的资金来升级自己的苏27的。



苏―27SM改进了雷达,导航和计算机,座舱有3个彩色多功能液晶显示器。并应用了1553B数据总线(我国歼8II早在上世纪90年代就已装备,而在俄罗斯空军中却是首次装备。歼11装备了1553B数据总线以后可以与歼8II在空中自由交换作战数据。)开放结构,扩展了武器挂载能力。






★雷达★:



这次中国空军歼―11的升级的重头戏是将其原先使用的N-011(甲虫-27)脉冲多谱勒雷达(雷达天线直径为1078毫米,能同时跟踪10个目标并同时攻击4个)升级为“隼”式有源相控阵雷达。
其升级的技术路线与美国相同――都是在原来的脉冲多谱勒雷达的主机上换装主动电子扫描阵列天线(AESAA)(美国在有源相控阵雷达技术成熟以后,已经将F-15的APG-63和F-16的APG-68改进为APG-63(V)2和APG-68“快捷波束雷达”),使用新型计算机与软件整合而成。



“隼”有源相控阵雷达:
“隼”有源相控阵雷达的原形在2001年莫斯科航展(MAKS)上首次展出,已在苏-30MK进行过多次飞行实验,原本西方媒体预计2003年入役,不过现在看来2002年就已经将其主动电子扫描阵列天线(AESAA)出口到了中国,这说明“隼”的研制大大超出西方媒体的预计。它将发展为一个系列:天线直径980毫米的将用于苏-27系列以及苏30MK系列的改进,天线直径700毫米的将用于米格-29系列的改进。
用于苏-27改进的“隼”有源相控阵雷达在其主动电子扫描阵列天线(AESAA)上集成有约1000个X波段的T/R模块。方位/俯仰扫描极限角+/-70度,对战斗机目标前,后半球的探测距离分别为180千米/80千米(低空时为170千米/60千米),对驱逐机,导弹快艇,地面桥梁,移动坦克的探测距离分别为300千米,180千米,150千米,25千米。可同时跟踪30个目标并同时攻击6个。
雷达重245千克,体积0.55立方米,采用空气加液体冷却。



说到这里,应该谈一谈苏30MK。



中国引进的苏30MKK份3个批次共78架(目前已交付两批)。苏30MKK1与苏30MKK2
装备的是N-011(甲虫-27)脉冲多谱勒雷达,苏30MKK3装备的是“隼”有源相控阵雷达,在苏30MKK3交付以后,苏30MKK1与苏30MKK2上使用的N-011(甲虫-27)脉冲多谱勒雷达的主机上将换装“隼”有源相控阵雷达的主动电子扫描阵列天线(AESAA),升级为“隼”有源相控阵雷达。(但是海军的苏30MKK与空军的苏30MKK在计算机软件上略有不同。)



印度引进的苏30MKI装备了N-011M无源相控阵雷达(实际上就是苏-30MKK所配N-011脉冲多谱勒雷达的无源相控阵改型):
雷达天线直径超过1000毫米,工作在L,X波段,方位扫描极限角达+/―90度,对雷达散射截面积2平方米的前后半球探测距离分别是80―120千米和30―40千米,对预警机这样的大型目标探测距离达400千米,对地面目标探测距离达200千米,能同时跟踪15个目标并同时攻击6个。
在印度空军的一次测试中:使用N-011M无源相控阵雷达的苏-30MKI与装备RDY雷达(当时西欧最先进的战斗机机载雷达)的幻影2000―5(台湾也装备了它哦!!!)进行电子对抗测试时,后者被认为是超豪华的内置电子干扰系统和雷达本身始终无法对N-011M无源相控阵雷达形成有效干扰,而苏-30MKI的“火网” 电子干扰系统(中国空军引进的苏-30MKK亦有装备)却成功干扰了幻影2000―5的RDY雷达。



虽然从数据上看“隼”式有源相控阵雷达的作用距离以及可同时攻击的目标数并不比苏30MKI装备的N-011M无源相控阵雷达优越。但是“隼”是有源相控阵雷达,其技术上比N-011M无源相控阵雷达先进半代,作战效能的优越是无疑的:“N-011M无源相控阵雷达的作用距离虽然远,但在雷达屏幕上看只能看到一片亮点,无法确认那个目标有威胁,也很难确认那个目标是自己人。”以至于在演习中常常发生苏30MKI击落己方战机的事件。



“隼”式有源相控阵雷达作用距离虽然不如N-011M。但是其探测精度,多普勒锐化比,抗干扰能力,敌我识别能力都大大强于N-011M。其作战效能至少强于目前“台风”“阵风”分别使用的ECR-90和RBE-2(两者都是无源相控阵雷达,预计最快也要2006年才能升级为有源相控阵雷达。)




苏30MK已经说得够多了。还是把话题拉回到歼11升级项目的核心――“隼”有源相控阵雷达上面来。



虽然“隼”已经是先进的有源相控阵雷达,但他仍然采用了需要冷却的大功率行波管,这说明他尚未实现固态化。而F-22的APG-77是全固态化的雷达。其AESAA是真正的固态有源相控阵天线。(每个T/R模块功率仅200瓦)可以推测:“隼”有源相控阵雷达的平均故障间隔应远远低于APG-77D的2000小时估计与同时飞固态的APG-80相当500小时。(但也要大大高于N-011M无源相控阵雷达的200小时的水平。)



同时,虽然“隼”的天线直径与APG77相近,但是其T/R组件的数量只有APG77的一半(1000个)这说明俄罗斯在有源相控阵雷达技术的核心――T/R组件的制造和设计水平与美国尚有明显的差距。但“隼”的T/R组件的数量多于日本F2上使用的APG1(750个T/R组件,天线直径750-800mm)。






★光电吊舱★
此次歼11的升级可能还包括了机翼下挂在的光电吊舱。目前只知道是由俄罗斯乌拉尔光学和机器厂(UOMZ)开发的。






★发动机★
此次歼11的升级只包括雷达,电子设备以及软件的升级,并不涉及任何发动机的升级与改造。但歼11的中长期升级计划(至少要到2006年以后了。)是包括矢量推进发动机的。现在不妨先展望一下。



(1)??矢量推进发动机――势在必行
为中国空军的第三代战斗机装备矢量推进发动机已经成为中国航空人的普遍共识。
美国空军进行的相关研究表明,在1对1的格斗空战中,具有俯仰推力矢量的战斗机与同种的普通战斗机在高度10800米(马赫数0.9)格斗获胜比率为0.78:0.22(提到格斗效能2.5倍)。在高度1500米,马赫数0.5,获胜比则达到0.89:0.11(提到格斗效能7.1倍).这还只是考虑了俯仰推力的情况。



(2)??种种迹象表明:矢量推进发动机可能立足国内,而不是俄罗斯。
中国人的谈判风格是世界闻名的――大批量的进口一定要附带技术转让,否则就顶多是进口少量成品进行比较和研究。从苏27到S300,从道尔到基洛,中国引进德国磁悬浮高速铁路陷入僵局,应该说都是这一风格的体现。



中国的领导人哪个也不傻,谁不知道磁悬浮比新干线先进一代,谁不知道买新干线有可能被当成汉奸呀?可是新干线是附带全部技术转让的,可以使中国的高铁技术实实在在的前进20年。德国的磁悬浮虽然能让中国的高铁前进40年,但德国人就是不转让车头技术,这40年是水中月,镜中花呀。半岛心中高喊:“就是走着去上海也不坐日本新干线。”可是现实又是那末难以抉择,就好像“爱我的人”和“我爱的人”难以抉择一样。红玫瑰与白玫瑰。



当然,最理想的情况是:德国人眼看买卖要黄,最终就范,转让所有技术。而日本人不仅空欢喜一场,还给中国人当了活道具――始乱终弃。哈哈哈(周星驰式的狂笑)……



扯远了,回到正题。



矢量推进技术的关键主要是数字化控制和钛合金推力矢量喷管的制造。数字化控制中国的水并不在俄罗斯之下,是世界水平的。
关键是钛合金推力矢量喷管的制造。钛合金推力矢量喷管与加力燃烧室的连接处温度高达2000摄氏度,压力达5-7个大气压,制造这种推力矢量喷管是一个国家科技力量的整体体现,俄罗斯是决不会转让的,就是对他的干儿子――印度也不转让,更别说是中国了。



中国航空人清楚地看到了这一点,痛下决心。并于多年前立项。中国推力矢量技术研究与WS-10同步进行。估计随着2005年WS-10的服役,其矢量推进改形WS-10A也将很快服役。



说到这里就不得不提一下WS-10。



WS-10的研制也快20年了,终成正果。随着2005年WS-10的服役中国战机终于有了一颗“中国心”。需要说明的是:WS-10的却是在美国一型民用机的核心机的基础上研制的,并不是此前网上所说的:WS-10是AL-31的国产化型号。



将其性能列表如下,就不多费口舌了。
??WS10??F110??AL-31??PB199??M88-2
装机??歼-10/歼-11??F-14/F-15/F-16??苏27/苏30??狂风??阵风
国别??中国??美国??俄罗斯??欧洲??法国
服役时间??2005??1987??1985?????1996
推重比??7.5??7.57??7.1??8??8.5
涡轮前温度(K)??1747??1750??1665??1590??1850
加力全推力(kN)??13200??13227??12500??9000??8000



[注]:上表中的推重比是我国和美国标准的,与俄罗斯标准不同。例如AL-31的推重比按俄罗斯标准计算是8.2,而按我国和美国标准计算是7.1。







★数字化控制★



WS-10将是中国第一种实现“全权限数字电子控制”(Full Authority Digital Electronic Control ,FADEC)的发动机。



而WS-10的“全权限数字电子控制系统”(FADEC)歼-11的KSU-1-42数字式电传操作系统交联后,能根据飞行状况自动调节发动机的工作状态,从而提高飞行效率和发动机的工作可靠性。实际上,这已经是“综合飞行/推力控制系统”(Integrated Flight and Propulsion Control System,IFPCS)了。



下一步应该是将其“综合飞行/推力控制系统” (Integrated Flight and Propulsion Control System,IFPCS)与火控系统(Fire Control System,FCS)交联,实现“综合火力/飞行/推力控制系统”(IFFPCS)。当然这已经是第四代战斗机的水平了,也是中国航空人今后5-10年的努力方向。日前,俄罗斯国防部宣布:俄罗斯空军的苏―27将全部升级为苏―27SM。这将“使苏―27SM具有与苏―30MK大致相同的作战能力。”国内媒体一片大哗,感觉中国又被老毛子给骗了。
花了大把的美元引进生产的200架苏―27SK,刚生产出100多架就已经成了80年代的过时产品。唉,郁闷。  

其实不然,俄罗斯早在2002-2003年就已经向中国出口了“近100套”苏―27SM的改进组件,而这与俄罗斯空军自己的苏―27SM改进组件“几乎是相同的。”(当然,在一些重要的电子战以及抗干扰性能上,出口产品往往会被弱化,这也是国际惯例。)事实上,俄罗斯空军正是利用为中国空军升级苏―27获得的资金来升级自己的苏27的。



苏―27SM改进了雷达,导航和计算机,座舱有3个彩色多功能液晶显示器。并应用了1553B数据总线(我国歼8II早在上世纪90年代就已装备,而在俄罗斯空军中却是首次装备。歼11装备了1553B数据总线以后可以与歼8II在空中自由交换作战数据。)开放结构,扩展了武器挂载能力。






★雷达★:



这次中国空军歼―11的升级的重头戏是将其原先使用的N-011(甲虫-27)脉冲多谱勒雷达(雷达天线直径为1078毫米,能同时跟踪10个目标并同时攻击4个)升级为“隼”式有源相控阵雷达。
其升级的技术路线与美国相同――都是在原来的脉冲多谱勒雷达的主机上换装主动电子扫描阵列天线(AESAA)(美国在有源相控阵雷达技术成熟以后,已经将F-15的APG-63和F-16的APG-68改进为APG-63(V)2和APG-68“快捷波束雷达”),使用新型计算机与软件整合而成。



“隼”有源相控阵雷达:
“隼”有源相控阵雷达的原形在2001年莫斯科航展(MAKS)上首次展出,已在苏-30MK进行过多次飞行实验,原本西方媒体预计2003年入役,不过现在看来2002年就已经将其主动电子扫描阵列天线(AESAA)出口到了中国,这说明“隼”的研制大大超出西方媒体的预计。它将发展为一个系列:天线直径980毫米的将用于苏-27系列以及苏30MK系列的改进,天线直径700毫米的将用于米格-29系列的改进。
用于苏-27改进的“隼”有源相控阵雷达在其主动电子扫描阵列天线(AESAA)上集成有约1000个X波段的T/R模块。方位/俯仰扫描极限角+/-70度,对战斗机目标前,后半球的探测距离分别为180千米/80千米(低空时为170千米/60千米),对驱逐机,导弹快艇,地面桥梁,移动坦克的探测距离分别为300千米,180千米,150千米,25千米。可同时跟踪30个目标并同时攻击6个。
雷达重245千克,体积0.55立方米,采用空气加液体冷却。



说到这里,应该谈一谈苏30MK。



中国引进的苏30MKK份3个批次共78架(目前已交付两批)。苏30MKK1与苏30MKK2
装备的是N-011(甲虫-27)脉冲多谱勒雷达,苏30MKK3装备的是“隼”有源相控阵雷达,在苏30MKK3交付以后,苏30MKK1与苏30MKK2上使用的N-011(甲虫-27)脉冲多谱勒雷达的主机上将换装“隼”有源相控阵雷达的主动电子扫描阵列天线(AESAA),升级为“隼”有源相控阵雷达。(但是海军的苏30MKK与空军的苏30MKK在计算机软件上略有不同。)



印度引进的苏30MKI装备了N-011M无源相控阵雷达(实际上就是苏-30MKK所配N-011脉冲多谱勒雷达的无源相控阵改型):
雷达天线直径超过1000毫米,工作在L,X波段,方位扫描极限角达+/―90度,对雷达散射截面积2平方米的前后半球探测距离分别是80―120千米和30―40千米,对预警机这样的大型目标探测距离达400千米,对地面目标探测距离达200千米,能同时跟踪15个目标并同时攻击6个。
在印度空军的一次测试中:使用N-011M无源相控阵雷达的苏-30MKI与装备RDY雷达(当时西欧最先进的战斗机机载雷达)的幻影2000―5(台湾也装备了它哦!!!)进行电子对抗测试时,后者被认为是超豪华的内置电子干扰系统和雷达本身始终无法对N-011M无源相控阵雷达形成有效干扰,而苏-30MKI的“火网” 电子干扰系统(中国空军引进的苏-30MKK亦有装备)却成功干扰了幻影2000―5的RDY雷达。



虽然从数据上看“隼”式有源相控阵雷达的作用距离以及可同时攻击的目标数并不比苏30MKI装备的N-011M无源相控阵雷达优越。但是“隼”是有源相控阵雷达,其技术上比N-011M无源相控阵雷达先进半代,作战效能的优越是无疑的:“N-011M无源相控阵雷达的作用距离虽然远,但在雷达屏幕上看只能看到一片亮点,无法确认那个目标有威胁,也很难确认那个目标是自己人。”以至于在演习中常常发生苏30MKI击落己方战机的事件。



“隼”式有源相控阵雷达作用距离虽然不如N-011M。但是其探测精度,多普勒锐化比,抗干扰能力,敌我识别能力都大大强于N-011M。其作战效能至少强于目前“台风”“阵风”分别使用的ECR-90和RBE-2(两者都是无源相控阵雷达,预计最快也要2006年才能升级为有源相控阵雷达。)




苏30MK已经说得够多了。还是把话题拉回到歼11升级项目的核心――“隼”有源相控阵雷达上面来。



虽然“隼”已经是先进的有源相控阵雷达,但他仍然采用了需要冷却的大功率行波管,这说明他尚未实现固态化。而F-22的APG-77是全固态化的雷达。其AESAA是真正的固态有源相控阵天线。(每个T/R模块功率仅200瓦)可以推测:“隼”有源相控阵雷达的平均故障间隔应远远低于APG-77D的2000小时估计与同时飞固态的APG-80相当500小时。(但也要大大高于N-011M无源相控阵雷达的200小时的水平。)



同时,虽然“隼”的天线直径与APG77相近,但是其T/R组件的数量只有APG77的一半(1000个)这说明俄罗斯在有源相控阵雷达技术的核心――T/R组件的制造和设计水平与美国尚有明显的差距。但“隼”的T/R组件的数量多于日本F2上使用的APG1(750个T/R组件,天线直径750-800mm)。






★光电吊舱★
此次歼11的升级可能还包括了机翼下挂在的光电吊舱。目前只知道是由俄罗斯乌拉尔光学和机器厂(UOMZ)开发的。






★发动机★
此次歼11的升级只包括雷达,电子设备以及软件的升级,并不涉及任何发动机的升级与改造。但歼11的中长期升级计划(至少要到2006年以后了。)是包括矢量推进发动机的。现在不妨先展望一下。



(1)??矢量推进发动机――势在必行
为中国空军的第三代战斗机装备矢量推进发动机已经成为中国航空人的普遍共识。
美国空军进行的相关研究表明,在1对1的格斗空战中,具有俯仰推力矢量的战斗机与同种的普通战斗机在高度10800米(马赫数0.9)格斗获胜比率为0.78:0.22(提到格斗效能2.5倍)。在高度1500米,马赫数0.5,获胜比则达到0.89:0.11(提到格斗效能7.1倍).这还只是考虑了俯仰推力的情况。



(2)??种种迹象表明:矢量推进发动机可能立足国内,而不是俄罗斯。
中国人的谈判风格是世界闻名的――大批量的进口一定要附带技术转让,否则就顶多是进口少量成品进行比较和研究。从苏27到S300,从道尔到基洛,中国引进德国磁悬浮高速铁路陷入僵局,应该说都是这一风格的体现。



中国的领导人哪个也不傻,谁不知道磁悬浮比新干线先进一代,谁不知道买新干线有可能被当成汉奸呀?可是新干线是附带全部技术转让的,可以使中国的高铁技术实实在在的前进20年。德国的磁悬浮虽然能让中国的高铁前进40年,但德国人就是不转让车头技术,这40年是水中月,镜中花呀。半岛心中高喊:“就是走着去上海也不坐日本新干线。”可是现实又是那末难以抉择,就好像“爱我的人”和“我爱的人”难以抉择一样。红玫瑰与白玫瑰。



当然,最理想的情况是:德国人眼看买卖要黄,最终就范,转让所有技术。而日本人不仅空欢喜一场,还给中国人当了活道具――始乱终弃。哈哈哈(周星驰式的狂笑)……



扯远了,回到正题。



矢量推进技术的关键主要是数字化控制和钛合金推力矢量喷管的制造。数字化控制中国的水并不在俄罗斯之下,是世界水平的。
关键是钛合金推力矢量喷管的制造。钛合金推力矢量喷管与加力燃烧室的连接处温度高达2000摄氏度,压力达5-7个大气压,制造这种推力矢量喷管是一个国家科技力量的整体体现,俄罗斯是决不会转让的,就是对他的干儿子――印度也不转让,更别说是中国了。



中国航空人清楚地看到了这一点,痛下决心。并于多年前立项。中国推力矢量技术研究与WS-10同步进行。估计随着2005年WS-10的服役,其矢量推进改形WS-10A也将很快服役。



说到这里就不得不提一下WS-10。



WS-10的研制也快20年了,终成正果。随着2005年WS-10的服役中国战机终于有了一颗“中国心”。需要说明的是:WS-10的却是在美国一型民用机的核心机的基础上研制的,并不是此前网上所说的:WS-10是AL-31的国产化型号。



将其性能列表如下,就不多费口舌了。
??WS10??F110??AL-31??PB199??M88-2
装机??歼-10/歼-11??F-14/F-15/F-16??苏27/苏30??狂风??阵风
国别??中国??美国??俄罗斯??欧洲??法国
服役时间??2005??1987??1985?????1996
推重比??7.5??7.57??7.1??8??8.5
涡轮前温度(K)??1747??1750??1665??1590??1850
加力全推力(kN)??13200??13227??12500??9000??8000



[注]:上表中的推重比是我国和美国标准的,与俄罗斯标准不同。例如AL-31的推重比按俄罗斯标准计算是8.2,而按我国和美国标准计算是7.1。







★数字化控制★



WS-10将是中国第一种实现“全权限数字电子控制”(Full Authority Digital Electronic Control ,FADEC)的发动机。



而WS-10的“全权限数字电子控制系统”(FADEC)歼-11的KSU-1-42数字式电传操作系统交联后,能根据飞行状况自动调节发动机的工作状态,从而提高飞行效率和发动机的工作可靠性。实际上,这已经是“综合飞行/推力控制系统”(Integrated Flight and Propulsion Control System,IFPCS)了。



下一步应该是将其“综合飞行/推力控制系统” (Integrated Flight and Propulsion Control System,IFPCS)与火控系统(Fire Control System,FCS)交联,实现“综合火力/飞行/推力控制系统”(IFFPCS)。当然这已经是第四代战斗机的水平了,也是中国航空人今后5-10年的努力方向。
有很多不准确:
首先我国歼-11的升级改进计划已经和俄罗斯人没有什么关系了。可能采用俄罗斯人东东是原产的苏-27SK。
用于苏-27SK改进的应该是隼无源相控阵天线而不是隼主动有源相控阵雷达。前者97年首次在MAKS亮相。
我国第一批苏-30MKK装备的是采用NO01VE天线的RLPK-27雷达。第二批配备的为NO01VEP天线。第三批配备ZHUK-MSE雷达。但最终提升到ZHUK-MSFE水平。
NO-10/11这样是天线名称。而甲虫-27才是雷达名称。
费尔佐克的甲虫系列包括甲虫-27采用是NO10天线。改进型甲虫-M/-MS采用NO10M天线。
采用NO11是吉哈米洛夫为苏-35研制的RLSU-27雷达。苏-37升级到NO11无源相控阵天线。前衍生出苏-30MKI的RLSU-30MK雷达。
参加印度空军演习的苏-30仍旧为苏-30K的标准.2002年印度还在进行苏-30MKI的航电兼容试验工作。
没那么乐观。