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---超视距作战能力与歼-8B系列战机

徐真君

歼-8飞机是我国自行研制生产的第一种双发歼击机。使用雷达制导空空导弹进行全天候,全方位的超视距作战是歼-8飞机长期以来不懈的追求。本文试图以围绕截击作战,超视距作战的发展对歼-8系列飞机的作战能力进行简单的梳理。由于在歼-8家族中最重要,也是数量最多的分支为歼-8B系列飞机(为行文方便,本文将歼-8II原型机,歼-8II01批次与歼-8II02批次统称为歼-8B型机),本文将主要围绕其进行讨论。

1.缺乏雷达制导空空导弹的歼-8B系列飞机的空战能力

雷达制导空空导弹在空战中的使用情况

雷达制导空空导弹具有全天候,全向攻击能力,在实际空战中,雷达制导空空导弹经历了一个渐渐成熟的过程。第一代雷达制导空空导弹(如PL-1)性能低下在此不做讨论,随后发展了第二代(如AIM-7D,E, PL-4),第三代(如AIM-7M,F,Aspide,PL-11,R-27系列导弹等)与第四代雷达制导空空导弹(AIM-120系列,R-77,PL-12等)。一般把距离10KM以上范围的空战称为超视距作战,采用武器大多为雷达制导空空导弹。

越南战争中,美军在与越共的“米格”系列前线歼击机的空战中开始大量使用雷达制导空空导弹,战果并不算理想,其原因包括敌我识别困难,导弹武器系统自身性能不够成熟可靠等原因。1966年2月至1968年3月,美国使用的AIM-7C,D,E型导弹的命中率为9%。在1972年5月至1973年1月,美共发射AIM-7E-2导弹216枚,击落米格机23架。这里要注意的是,越战中的米格机缺乏完备的雷达警戒,电子干扰系统,战果多为偷袭所得。

1973年10月中东战争中,阿拉伯国家战机被击落334架,AIM-7系列战果为7架敌机,AIM-9击落敌机38架,以色列谢里夫-2近距导弹战果为151架(在蛇-3以前,以色列格斗导弹就已经赢得了其应有的地位,台湾看战果辉煌,也买了谢里夫-2),其余为航炮的战果。

1982年以叙空战中,以色列击落叙利亚战机85架,全部战果由空空导弹取得,红外格斗导弹击落敌机数量占空战战果的80%以上。

1982年马岛战争中英国“海鹞”战斗机发射的27枚AIM-9L导弹击落了24架阿根廷飞机。

1989年1月4日,美国两架F-14战机在地中海遭遇两架米格-23战机,两架F-14以战斗队形疏开,高度91米,米格-23高度2100米,F-14长机先后在20,18千米左右发射AIM-7M导弹,未中,两架米格-23逼近F-14僚机,F-14僚机调整俯仰,在相距9千米发射第三枚AIM-7M迎头击中一架米格-23,另一架被机动到米格-23后半球的F-14长机用AIM-9M击落。由于双方有高度差,而叙利亚的米格-23机载火控雷达缺乏下视能力,未发射导弹。

在海湾战争中美国人得出结论,认为在有完善的空情指挥引导(E-3A)的帮助下,中距空空导弹可以更多地被投入使用。在这场一边倒的战争中,AIM-7M,F导弹击落伊拉克飞机25架,战果首次超越了近距格斗导弹(15架)。AIM-7M,F导弹成功率达到了越战的三倍多:36%。

综上,在1991年海湾战争以前,空战模式仍然主要为视距内(一般定义为10KM内)的近距空战。双方战机的典型交战模式是咬尾进入对方后半球进行攻击--第三代红外格斗弹大幅改善了射击条件,在目标机前半球也可以进行射击,但在正迎头时对目标的截获距离只有3KM上下,射击机会转瞬即逝。其实不仅是正迎头,空空导弹的攻击包线是个不规则的图形,受到动力射程,导引头性能,引信性能等的限制。此外,虽然在前半球也可以射击,但为了尽量避免互射这种可能的结局,双方飞官们还是会在接近中试图绕到对方后半球射击,消灭敌人,保存自己。即便是超视距空战,有着良好空情支援的一方也绝对愿意从尾后接近,不给目标机的火控雷达发现,跟踪自己的机会,以偷袭漂亮地结束战斗。当然,未来空战格斗扔然是不可避免的。

208雷达与PL-8导弹组合的的战斗力

歼-8B飞机是我国设计制造的第一种可以放下大口径天线的机载火控雷达与较完备机载设备的歼击机平台,然而由于航空电子与机载导弹武器研制的落后,大部分的歼-8B,D飞机都没有装备雷达制导空空导弹。歼-8B飞机以208型雷达与进口的意大利Aspide导弹在1995年成功完成了中国战机的第一次超视距空空导弹打靶。在后续靶试成功后歼-8II第02批次开始了交付,但由于国内第三代雷达制导空空导弹直到2004年才批量装备部队,导致歼-8B,D型战机长期处于“有枪无弹”的尴尬中。再者208雷达虽然能够为Aspide导弹制导,却不能够充分发挥第三代雷达型空空导弹的性能,限制了飞机的战斗力,因此只有试训中心等少数单位的歼-8B飞机配备了进口的Aspide导弹。可以说大多数的歼-8B,D型战机是不使用雷达制导空空导弹的,甚至一些批次的歼-8D飞机的208B雷达并没有安装连续波照射器。

在TOP-GUN训练中,驾驶F-5甚至A-4的教官们经常可以在对方用中距空空导弹“先视先射”的情况下把对手击落--,参考第三代雷达空空导弹的实战表现,有着相对齐全的雷达告警系统与电子对抗系统的歼-8B,D型飞机还是有希望与装备第三代雷达制导空空导弹的敌机进入近距格斗的。

【这里要顺便提一下苏联的中距空空导弹。相比美国AIM-7系列,苏联的R-27等导弹采用中段惯性+无线电指令的制导方式(类似第四代雷达型空空导弹的中段制导方式),载机只在导弹飞行末段才发射连续波为导弹照射目标,雷达告警系统(RWR)显示“受到雷达跟踪”与“受到连续波照射”对目标机飞行员而言是有明显区别的,后者明白无误的表明自己正受到导弹攻击。而苏联采用末段连续波照射,在接近甚至进入烧穿距离(burn through range,定义为目标被干扰遮挡的最小距离)时才开启连续波进行照射,给目标机飞行员的反应时间非常少,在看到RWR显示自己被雷达制导导弹攻击并开始进行反制措施的时候,来袭导弹已然近在眼前了。苏联这种制导方式理论上确实比AIM-7系列导弹的更为优秀,然而国内外似乎对R-27系列导弹少有正面评价,在国内甚至有“空中礼花”的浑名。可能是因为在近年空战中俄系战机多次落败于欧美战机的缘故。笔者认为这些战例绝大部分是在欧美战机占据绝对信息优势的单方透明的战场取得的,并不能证明R-27系列导弹本身性能如何。在统计空战战果的权威网战ACIG.org上,R-27导弹在俄系对俄系战机的空战中取得了若干战果,这种交战双方信息化条件比较对等的条件下取得的战果,恐怕倒更能说明导弹本身的性能。此外可能还有一个更根本的原因,即雷达制导空空导弹本身的性能局限--如果第三代雷达制导空空导弹在实力“一边倒”的单方透明站场上普遍具有30%多的命中率,那么若是双方势均力敌的较量,攻击成功率显著下降也不是不可能。】

在近距空战方面,试飞英雄葛文墉将军在其回忆录中对比了歼-8白与歼-7飞机,认为两者机动性能基本处在同一水平。为了给大口径火控雷达与更多机载设备留出空间,歼-8B改为两侧进气,采用2元3波系进气道,提高了中低空亚音速条件下进气效率,主翼翼型在歼-8锥形扭转基础上进行了修型改进,提高了亚音速巡航与中低空机动性能。采用电控差动平尾提高了水平机动性。飞机前机身结构发生较大改变,空机重量增加520KG重量,但采用了推力更大的WP-13发动机。总的来说歼-8B系飞机在机动性能上达到了二代机的较好水平。然而相对于同时代的歼-7H,E等飞机最大的优势,则是在格斗空战中可以采用“扩展截获”模式,真正发挥第三代红外格斗导弹的大离轴角发射性能。

“扩展截获”即雷达扫描轴线(或“光电雷达”)与红外导弹导引头交联,导引头随动于雷达轴线的瞄准模式,越战中,美国从AIM-9G导弹开始运用这种瞄准方法,并将其称为sidewinder extended acquisition mode,即“响尾蛇扩展截获模式”。随后这种模式被广泛应用于各国战机。这种模式的好处是可以充分地发挥导弹(尤其是第三代红外格斗导弹)的离轴发射能力。这种方式在我国也被称为雷达随动/离轴发射。采用雷达随动/离轴发射方式使用PL-8导弹时,可以充分发挥出PL-8导弹的性能,拓展导弹的攻击范围。

而不具备机载火控雷达(只有无线电测距仪,或称雷达测距器)的歼击机,发射红外格斗导弹只能采用以下发射模式:

定轴瞄准/定轴发射,或孔径瞄准/孔径发射。这种模式中导弹光轴,弹轴与飞机轴线保持重合,飞行员通过平显或光学瞄准具套住目标,导弹位标器截获目标后才发射导弹。位标器在导弹发射后自动解锁跟踪目标。

定轴瞄准/离轴发射,或孔径瞄准/自动跟踪发射。这种模式以孔径瞄准方式瞄准,导弹位标器截获目标后即被解锁,导弹在位标器跟踪角度内自动跟踪目标后发射。

定轴扫描/离轴发射,或扫描瞄准/自动跟踪发射。这种方式下位标器视场以一定的角度绕导弹轴线进行扫描,截获后导弹转入自主跟踪后发射。
(试飞英雄葛文墉将军在法国试飞幻影-2000时就体验了这种瞄准方式,飞行中目标机进入导引头搜索范围时魔术-II导弹自动截获目标并转入了跟踪。这也体现了第三代红外格斗空空导弹的优良性能。葛文墉将军写道:“我过去使用的导弹视场为2°,要用1.5°的瞄准光环套住目标才能使导弹导引头截获目标机。使用M-550II导弹,只要使目标机进入8°以内的瞄准区就可以自动截获,这就容易多了。而且可以和雷达交联,增加截获,发射机会。”)

雷达随动/离轴发射模式相比以上三种瞄准模式,可以充分地发挥导弹的大离轴角发射能力,精确计算导弹发射包线,增加截获,发射机会。真正发挥出导弹的威力。

歼-8B,D系列飞机采用大口径的机载火控雷达与先进的PL-8系列导弹的组合(机头进气的歼-8A飞机在1990年完成了PL-5B导弹离轴发射的升级改装。但数量少,再此不做讨论),采用雷达随动/离轴发射模式时相比歼-7B,H,E型机在导弹攻击范围上有明显优势(采用JL-7系列雷达的数量较少的歼-7C,D型飞机理论上也可采用雷达随动/离轴发射模式,但机动性能相比歼-7其他型号与歼-8系列飞机逊色不少),不论是前半球,侧向还是后半球,都比歼-7B,H,E系列飞机有着更大的导弹攻击范围。歼-7H,E型飞机也可挂PL-8导弹,但由于缺乏火控雷达,导弹的离轴发射角扔被限制在一个较窄的范围内,远小于PL-8导弹自身能够达到的离轴指标。

在这里要说明,头瞄方式只是雷达随动/离轴发射方式的延伸。即头瞄视线带动雷达扫描轴线(或“光电雷达”),雷达扫描轴线带动导弹位标器运动,做到“看哪儿瞄哪儿打哪儿”。跳过雷达,直接以头瞄轴线带动导弹位标器运动的头瞄方式不是不可以,但只是应急方式,这种情况下机载火控系统不能计算导弹的射击包线。测算目标距离速度,计算是否达到射击条件,是否能击落敌机全靠飞行员的感觉。(这也是虽然歼-7E飞机装备了高性能的PL-8导弹,但并没有引入头瞄的原因。进入新世纪后,装备了小型机载火控雷达的歼-7G飞机配备了头瞄,可以充分发挥第三,四代红外格斗导弹的性能,加上其在二代机中优良的机动性能,歼-7G初步具有了在格斗方面向第三代战机挑战的底气。)

和国内战机相比,歼-8B,D战机在作战性能上优于歼-7B,H,E型机。但歼-7系列飞机如果战术运用得当,完全有可能扭转局势。比如果躲到208型雷达的低空下视盲区中,则可抵消机载火控雷达为歼-8B,D型机带来的优势。与国外战机相比,歼-8B,D飞机可以压制幻影-III(虽然幻影-III配备了R-530空空导弹,但其主战武器仍然是魔术,响尾蛇,谢里夫-2,蛇-3等红外格斗导弹), F-5, F-104, 米格-21等东西方第二代战机,与装备中距拦射/空空导弹的米格-23,F-4等主力二代战机相比处于劣势,但可与之周旋,对抗。

总体看,歼-8B型飞机作为国内第一种可以安装大口径天线的机载火控雷达与较完备机载设备的平台,由于机载武器发展水平的落后迟迟没有装备雷达制导空空导弹以进行全天候,全向拦射。但因拥有相对完备的告警,电子对抗设备和能够比较充分地发挥第三代格斗导弹性能的机载设备,作战性能还是较大陆以往的机型上了个较大的台阶。

中国人民军队的重大任务之一始终为震慑台独势力,防止台湾走向最后的分裂。1996年,台湾先后接收了幻影-2000与F-16这两种具备完善作战能力的第三代战斗机,不但具备全面的超视距空战能力,在格斗性能上也远超过歼-8B型机。甚至台湾本土凭借美国防务工业的帮助研发的IDF战机也完全可以在与歼-8B的作战中取得优势。作为当时拿的出手的最好的大陆自产战机,歼-8B的性能已经不能胜任夺取台海制空权的任务。

2. 全天候拦射能力与歼-8飞机截击能力

苏联截击机发展带来的启示

歼-8系列飞机的设计指标要求其不但要与敌F-104,F-4空战,还要具备较大的航程和较好的全天候截击性能,拦截对手的超音速轰炸机如B-58, 战斗轰炸机如F-105。二代机是这样,三代机的最初要求也是如此。歼-10A战机不但能够与三代机进行作战,还具有良好的截击性能。

在二次世界大战之后,为了高效率,全天候地拦截可能入侵的敌高空侦查机与轰炸机等目标,美苏开始了专用截击机的研制。作为大陆航空工业的入门老师,苏联在1948年成立了国土防空军。相对于灵活轻小的前线歼击机,苏联国土防空军对其截击机的要求是必须装备雷达,能够全天侯作战。然而当时雷达操作繁琐,一人忙不过来,则需要专门的雷达操作员/武器操作员。这样一来,双人制还装备雷达的飞机自然比前线歼击机重很多,为了飞行性能则飞机最好采用双发,还要有较长的续航时间以满足在广袤的俄罗斯领土上空巡航。可以一定程度上牺牲机动性(因为其拦截目标是机动性更差的高空侦察机,战略轰炸机等目标)。

为了满足国土防空军的要求,苏联几大设计局都开始了新机研制。在研制新型截击机的过程中,苏联简单丑陋的实用主义作风被表现得淋漓尽致:当时苏联比较成功的前线歼击机是米格-17,几大设计局都开始在米格-17上进行改良以满足国土防空军的要求。米高扬设计局和拉沃契金设计局分别开发出了“双发双人带雷达的米格-17”:I-320与La-200,这两种丑陋的飞机都没有通过国家验收(I-320被推倒后米高扬设计局重新设计了I-360,就是后来著名的米格-19昼间前线歼击机)。而雅克夫列设计局则显推出了“全新设计”的飞机:机头大口径雷达罩,以便安装大口径天线雷达,左右机翼下吊挂轴流式的RD-5发动机,双座串联布局,自行车式主起落架。武器采用2门37毫米航炮和航空火箭弹(雅克-25K开始试验装备雷达制导空空导弹)。比起丑陋臃肿的I-320与La-200,这种被称为雅克-120巡逻截击机的亚音速飞机要漂亮优雅的多,性能也令人满意。通过验收后,雅克-120被称为雅克-25巡逻截击机,很快于1954年进入了防空军部队。
此后在雅克-25的基础上发展了采用更强劲的RD-9发动机(即涡喷-6原型),使用雷达型空空导弹的雅克-27截击机和采用R-11AF2-300发动机,装备雷达制导空空导弹的雅克-28P,后者在1964年装备了国土防空军。雅克-28P和苏霍伊设计局的苏-9,苏-11,图波列夫设计局的图-128一起,构成了60年代苏联国土防空军的主力战机。从苏联截击机发展与装备的几个型号可以看出,苏联对于截击机的要求相对单一,不对截击机的空战机动性能做出过多要求。
苏联第一代截击机雅克-25与落选者I-320,La-200都沿用发展了米格-17前线歼击机的布局。笔者不禁抛想,如果抛开对歼-8的指标不谈,单就当时远远落后于苏联的中国航空工业而言,若想发展具备全天候截击能力的截击机,雅克-25渐进到雅克-28P(1964年开始服役)的道路恐怕最符合当时航空工业的水平:双人座设计不但可以更好地进行雷达操作,而且大机头空间也在一定程度上降低了机载雷达研制的难度。亚,跨音速后掠翼布局的构型大陆也相对更为熟悉:当机头进气的歼-8基本型飞机在1964年开始方案论证时,大陆已经生产了大量的后掠翼布局的米格-17前线歼击机,并且才刚刚可以稳定生产后掠翼布局的米格-19S型前线歼击机。尽管大陆对米格-21F-13飞机进行了2年的“技术摸透”,但对其进行“双发放大”,而且不但要求其具有“双2指标”和良好的截击飞行性能,还要求其能与对手的战斗机如F-4,F-104作战,其难度是可想而知的:这相当于把前线歼击机(当时还没能进行成功仿制的米格-21F-13)和全天候截击机(雅克-28P,苏-9,11,15等)的性能合二为一。
相比当时狂热的东风104,东风113,甚至“单发歼-8”,米格-21F-13的“双发放大版”已然算是相对保守的设计。但对于大陆远远落后于苏联的航空工业来说,截击,空战双优的歼-8基本型飞机仍然是一个相当勇于进取,并且极具赶超意识的歼击机发展计划。这也决定了歼-8基本型会面临一条荆棘丛生,长达20年之久的发展道路(从提出研制到歼-8A定型)。
歼-8基本型研制过程的艰难在一定程度上使得空军装备部门一度丧失了信心,提出了仿制并大量生产“歼-7大改”(歼-7C,即仿制米格-21MF)飞机以补充当时急缺的全天候截击机(当时夜航团只装备少量落后的歼-6新甲与歼-5甲型全天候歼击机)。1978年6月12日中央军委主持召开国防工作会议研究空军装备,罗瑞卿将军在总结中说:到1982年2000架歼-7,要有1000架是大改的(歼-7C)。不能说一手抓歼-7,一手抓歼-8,要集中力量抓歼-7,歼-8让路。尽管后被任命为歼-7C总师的王南寿先生也曾表示,米格-21后期型能全天候作战,但飞机单项主要指标还不如歼-7(米格-21F-13)。而歼-8本来就是按全天候设计的,各种飞行和作战性能都比歼-7“罗马型”好(指米格-21MF)。而且是自己设计的,驾轻就熟,一定会比“罗马型”搞的好。但由于空军态度坚决,还是开展了米格-21MF的仿制。事实证明,仿制生产米格-21MF并非明智的决定。

自动截击引导系统的发展

早期雷达操作繁琐,采用雷达制导空空导弹的飞机不少都采用双座设计。好处是可以减轻飞行员负担,让武器操作员专心从事雷达操做,发射雷达制导拦射导弹。截击机有时需要较长的留空时间,双座飞机飞行员也相对轻松些。随着自动截击引导系统的发展成熟,为了获得更好的高空高速截击性能,苏-9,苏-11,苏-15等截击机采用了单座设计,飞行员的主观能动性被弱化,全自动拦截引导系统通过无线电数据指令与自动驾驶仪交联,将飞机引导到截击点并且遥控飞行员进行机载雷达的搜索与导弹攻击。在后期成熟的自动截击引导系统的控制下,整个截击作战过程中飞行员的任务只是对机上仪表进行监控,防止发生意外情况。
拿大陆航空工业的老师苏联来说,部分的雅克-25开始装备Gorizont-1(地平线-1)地面控制截击数据链。 雅克-28P则装备了Lazur (普鲁士蓝)地面控制截击数据链。苏-9,苏-11装备Lazoor数据链系统。苏-15初期型装备Lazur-S数据链,而苏-15TM装备了Vozdukh-1M型数据链链与SAU-58自动控制系统,可以完全自动化地进行对空拦截作战。
美国也开发了同样的自动化引导系统,装备了F-102,F-106型截击机,作战思想和苏联截击引导体系完全一致。自动截击引导系统理论上能够较好的拦截中高空入侵目标,但却弱化了飞行员本身的能动性,而且对付高机动性目标能力不足,还较难拦截低空,超低空飞行目标。随着微电子技术的进步,机载雷达体积,重量大为减小,机载火控系统向多功能,小型化发展,人机操作界面更加友好,专用截击机的发展走向了尾声。很快美国就用F-4与F-15系列多用途战机取代了专门为自动截击引导系统开发的F-102与F-106。苏联也开发了性能更全面的米格-23P,米格-23MLD型歼击机装备国土防空军,成为苏联80年代最重要的截击机之一。这里要说明的是,相比欧美战机,苏联战机更加依赖地面控制系统控制战机作战,不但其防空军,其前线歼击机如第三代战机米格-29就装备了“绿松石” Э502-20无线电指令控制系统和САУ-29-2自动控制系统。在苏联的体系中,发射雷达制导空空导弹也是在地面指挥系统的控制下进行的,换言之,脱离这个体系单独进行作战的苏系飞机(如米格-29,苏-27基本型)飞行员进行导弹攻击操作时可能会被糟糕的人机界面搞的手忙脚乱。

中国大陆由于电子工业水平长期落后,在强调歼-8高空高速截击性能的同时并没有相应的自动化截击引导系统为其配套。长期使用的语音,秘语地空沟通方式不但容易被干扰,而且会发生歧义,引导效率,精度低下,可能导致延误战机致使拦截失败。
80年代末中国大陆终于告别了原始的语音,秘语引导方式,开始在歼-8B,歼-7C型全天候歼击机上安装数据传输/导航系统,与地面半自动防空指挥系统交联,协助歼击机进行拦截作战。
歼-8B飞机安装了483数据传输/导航设备,地面指挥系统可以向飞机传输航向,高度,速度等指令,飞行员从耳机接收转化成语音的信号指令(装备平显后则将指令直接显示在平显上),帮助飞行员完成截击任务。歼-8B装备的自动驾驶仪,对在云中,夜间等复杂条件下使用机载火控雷达进行搜索并进行雷达制导空空导弹拦射作战具有重要作用。此外,对歼-8B人机操作界面的改良也为日后实现超视距拦射作战起到了关键的作用。

3. 追逐光明的历程

危机四伏的年代

屠基达先生曾在回忆录中写道:“让歼-7飞机有一双好眼睛,既能较远的看前方,又能识别敌方位置指引导弹,是我们曾经为之奋斗多年的往事。。。。。现在由于雷达技术的进步,可以小型化了,不改飞机机头,也可以装上雷达,歼-7G型机在年轻一代设计师们的努力下实现了这个心愿,虽然晚了一点,但圆了解决歼-7飞机近视眼的梦。歼-7飞机终于有了一对好眼睛!” 在90年代末21实际初,中国航空电子工业终于突破了高性能机载脉冲多普勒雷达的技术瓶颈,歼-7有了理想的雷达;而安装了高性能雷达的歼-8战机,配合国产第三,四代雷达制导空空导弹,获得了令人满意的超视距空战能力,圆了多年来为之奋斗,却未能实现的梦想。
早在1965年,我国通过研究从越南战场获得的AIM-7空空导弹残骸与追踪外国相关报道,就已经开始了第二代雷达制导空空导弹PL-4的研制,作为歼-8(与歼-9)飞机的配套武器。
PL-4属于第二代雷达制导空空导弹,采用圆锥扫描体制,不具备下射能力。最大射程18千米,性能类似AIM-7E-2 ,射程较小。有不少评论认为当时要求导弹轻巧,减小导弹重量,造成PL-4射程较短。笔者认为这倒更可能是由于雷达性能限制的缘故。虽然歼-8基本型的激波锥空间相比米格-21F-13有了很大改善,但歼-8装备的204雷达性能并不比装备歼-7C的JL-7雷达出色(从歼-8E型机用JL-7A雷达换装204雷达中可见一斑,JL-7雷达对歼-6飞机这样的目标最大探测距离可达28KM),要求PL-4有更大的射程属于浪费。
PL-4导弹作为歼-8飞机的配套武器,在1968年进行了导弹原理样机试制, 1973年-1980年进行了三次大型导引系统外场试验。1983-1984年进行了发动机点火试验,战斗部引爆试验以及导弹武器火控系统室内外联试。由于还存在技术问题没能得到解决,而且到了80年代第二代雷达制导空空导弹的性能已经明显落后,PL-4下马,原研制单位转入了第三代雷达制导空空导弹的研制。
歼-8,歼-8A型飞机在80年代初先后投产,作为歼-8B飞机的过渡,生产数量不多。没有全天候拦射能力的歼-8“一壳两用机”与歼-8A飞机虽然具有较好的高空高速能力和初步的全天候作战能力,但应对来自北方的空袭威胁还是力不从心。当时装备的PL-2导弹属于第一代红外制导空空导弹,只能探测到目标的尾焰,歼-7,歼-8飞机必须绕到高速飞行的Tu-22M尾后才能进行导弹瞄准,发射,然而PL-2尾追高速目标时的有效射程非常小,在拦截苏联Tu-22系列轰炸机的高速突防时射击窗口不但短暂,甚至还要小心Tu-22机尾用后视雷达控制的尾炮的高精度射击,此外第一代红外制导近距导弹抗干扰性能差,在这样的条件下的拦截难度可想而知。如果Tu-22M在云中飞行,则即便是具备初步全天候作战能力的歼-8“一壳两用机”与歼-8A飞机也难以对其进行导弹攻击。
80年代,低空突防已经转变为主要的突防手段。由于Tu-22系列装备的AS-4,AS-6空对面导弹需要在万米高空投放,Tu-22系列轰炸机还做不到全程低空突防。最低发射高度300米的AS-16空对面导弹和具有完善航电设备的Tu-22M3的服役使得苏联航空兵可以用地形跟踪方式进行全程低空突防。缺乏预警机的大陆雷达网容易出现低空空情保障不连贯,而当时大陆的全天候战斗机缺乏下视能力,使得拦截作战更为困难。
空军HQ-2地空导弹(HQ-61A与HQ-7近程地空导弹在80年代末才完成了定型)机动性较差,射击低界高达1000米(HQ-2A,B经过了改进,射击低空目标性能有了一定的提高),加上高炮部队,面对漫长的国境线与广阔的空域,同样难以保证有效地拦截可能入侵的苏联航空兵。
从这个角度我们或许可以理解歼-7H飞机的诞生背景。80年代初,大陆从以色列购买了国际先进水平的蛇-3型红外格斗导弹,并引进全套生产技术开始仿制,这就是PL-8系列导弹。虽然歼-8“一壳两用机”与歼-8A具有有限的全天候作战能力,但204型雷达性能落后,并且作为歼-8B系列飞机的过渡型机,机头进气型歼-8数量有限。而歼-7B飞机轻小,做为取代昼间型歼-6的新型歼击机已经开始大量成产,相比歼-8这样复杂的双发中型机要廉价许多。其缺点是不具备全天侯作战能力,只能在昼(夜)简单气象像下作战,并且不能发挥蛇-3/PL-8导弹的大离角发射能力。但利用第三代红外格斗导弹的优秀性能,可以进行定轴扫描/离轴发射,射击条件仍然比PL-2导弹宽松了许多。大量的歼-7H(即歼-7B改装蛇-3/PL-8导弹的型号,1986年开始装备部队,1993年停产,共交付221架)可以在昼(夜)简单气象下利用数量优势和导弹本身的高性能部分地弥补高性能作战飞机的缺失。---超视距作战能力与歼-8B系列战机

徐真君

歼-8飞机是我国自行研制生产的第一种双发歼击机。使用雷达制导空空导弹进行全天候,全方位的超视距作战是歼-8飞机长期以来不懈的追求。本文试图以围绕截击作战,超视距作战的发展对歼-8系列飞机的作战能力进行简单的梳理。由于在歼-8家族中最重要,也是数量最多的分支为歼-8B系列飞机(为行文方便,本文将歼-8II原型机,歼-8II01批次与歼-8II02批次统称为歼-8B型机),本文将主要围绕其进行讨论。

1.缺乏雷达制导空空导弹的歼-8B系列飞机的空战能力

雷达制导空空导弹在空战中的使用情况

雷达制导空空导弹具有全天候,全向攻击能力,在实际空战中,雷达制导空空导弹经历了一个渐渐成熟的过程。第一代雷达制导空空导弹(如PL-1)性能低下在此不做讨论,随后发展了第二代(如AIM-7D,E, PL-4),第三代(如AIM-7M,F,Aspide,PL-11,R-27系列导弹等)与第四代雷达制导空空导弹(AIM-120系列,R-77,PL-12等)。一般把距离10KM以上范围的空战称为超视距作战,采用武器大多为雷达制导空空导弹。

越南战争中,美军在与越共的“米格”系列前线歼击机的空战中开始大量使用雷达制导空空导弹,战果并不算理想,其原因包括敌我识别困难,导弹武器系统自身性能不够成熟可靠等原因。1966年2月至1968年3月,美国使用的AIM-7C,D,E型导弹的命中率为9%。在1972年5月至1973年1月,美共发射AIM-7E-2导弹216枚,击落米格机23架。这里要注意的是,越战中的米格机缺乏完备的雷达警戒,电子干扰系统,战果多为偷袭所得。

1973年10月中东战争中,阿拉伯国家战机被击落334架,AIM-7系列战果为7架敌机,AIM-9击落敌机38架,以色列谢里夫-2近距导弹战果为151架(在蛇-3以前,以色列格斗导弹就已经赢得了其应有的地位,台湾看战果辉煌,也买了谢里夫-2),其余为航炮的战果。

1982年以叙空战中,以色列击落叙利亚战机85架,全部战果由空空导弹取得,红外格斗导弹击落敌机数量占空战战果的80%以上。

1982年马岛战争中英国“海鹞”战斗机发射的27枚AIM-9L导弹击落了24架阿根廷飞机。

1989年1月4日,美国两架F-14战机在地中海遭遇两架米格-23战机,两架F-14以战斗队形疏开,高度91米,米格-23高度2100米,F-14长机先后在20,18千米左右发射AIM-7M导弹,未中,两架米格-23逼近F-14僚机,F-14僚机调整俯仰,在相距9千米发射第三枚AIM-7M迎头击中一架米格-23,另一架被机动到米格-23后半球的F-14长机用AIM-9M击落。由于双方有高度差,而叙利亚的米格-23机载火控雷达缺乏下视能力,未发射导弹。

在海湾战争中美国人得出结论,认为在有完善的空情指挥引导(E-3A)的帮助下,中距空空导弹可以更多地被投入使用。在这场一边倒的战争中,AIM-7M,F导弹击落伊拉克飞机25架,战果首次超越了近距格斗导弹(15架)。AIM-7M,F导弹成功率达到了越战的三倍多:36%。

综上,在1991年海湾战争以前,空战模式仍然主要为视距内(一般定义为10KM内)的近距空战。双方战机的典型交战模式是咬尾进入对方后半球进行攻击--第三代红外格斗弹大幅改善了射击条件,在目标机前半球也可以进行射击,但在正迎头时对目标的截获距离只有3KM上下,射击机会转瞬即逝。其实不仅是正迎头,空空导弹的攻击包线是个不规则的图形,受到动力射程,导引头性能,引信性能等的限制。此外,虽然在前半球也可以射击,但为了尽量避免互射这种可能的结局,双方飞官们还是会在接近中试图绕到对方后半球射击,消灭敌人,保存自己。即便是超视距空战,有着良好空情支援的一方也绝对愿意从尾后接近,不给目标机的火控雷达发现,跟踪自己的机会,以偷袭漂亮地结束战斗。当然,未来空战格斗扔然是不可避免的。

208雷达与PL-8导弹组合的的战斗力

歼-8B飞机是我国设计制造的第一种可以放下大口径天线的机载火控雷达与较完备机载设备的歼击机平台,然而由于航空电子与机载导弹武器研制的落后,大部分的歼-8B,D飞机都没有装备雷达制导空空导弹。歼-8B飞机以208型雷达与进口的意大利Aspide导弹在1995年成功完成了中国战机的第一次超视距空空导弹打靶。在后续靶试成功后歼-8II第02批次开始了交付,但由于国内第三代雷达制导空空导弹直到2004年才批量装备部队,导致歼-8B,D型战机长期处于“有枪无弹”的尴尬中。再者208雷达虽然能够为Aspide导弹制导,却不能够充分发挥第三代雷达型空空导弹的性能,限制了飞机的战斗力,因此只有试训中心等少数单位的歼-8B飞机配备了进口的Aspide导弹。可以说大多数的歼-8B,D型战机是不使用雷达制导空空导弹的,甚至一些批次的歼-8D飞机的208B雷达并没有安装连续波照射器。

在TOP-GUN训练中,驾驶F-5甚至A-4的教官们经常可以在对方用中距空空导弹“先视先射”的情况下把对手击落--,参考第三代雷达空空导弹的实战表现,有着相对齐全的雷达告警系统与电子对抗系统的歼-8B,D型飞机还是有希望与装备第三代雷达制导空空导弹的敌机进入近距格斗的。

【这里要顺便提一下苏联的中距空空导弹。相比美国AIM-7系列,苏联的R-27等导弹采用中段惯性+无线电指令的制导方式(类似第四代雷达型空空导弹的中段制导方式),载机只在导弹飞行末段才发射连续波为导弹照射目标,雷达告警系统(RWR)显示“受到雷达跟踪”与“受到连续波照射”对目标机飞行员而言是有明显区别的,后者明白无误的表明自己正受到导弹攻击。而苏联采用末段连续波照射,在接近甚至进入烧穿距离(burn through range,定义为目标被干扰遮挡的最小距离)时才开启连续波进行照射,给目标机飞行员的反应时间非常少,在看到RWR显示自己被雷达制导导弹攻击并开始进行反制措施的时候,来袭导弹已然近在眼前了。苏联这种制导方式理论上确实比AIM-7系列导弹的更为优秀,然而国内外似乎对R-27系列导弹少有正面评价,在国内甚至有“空中礼花”的浑名。可能是因为在近年空战中俄系战机多次落败于欧美战机的缘故。笔者认为这些战例绝大部分是在欧美战机占据绝对信息优势的单方透明的战场取得的,并不能证明R-27系列导弹本身性能如何。在统计空战战果的权威网战ACIG.org上,R-27导弹在俄系对俄系战机的空战中取得了若干战果,这种交战双方信息化条件比较对等的条件下取得的战果,恐怕倒更能说明导弹本身的性能。此外可能还有一个更根本的原因,即雷达制导空空导弹本身的性能局限--如果第三代雷达制导空空导弹在实力“一边倒”的单方透明站场上普遍具有30%多的命中率,那么若是双方势均力敌的较量,攻击成功率显著下降也不是不可能。】

在近距空战方面,试飞英雄葛文墉将军在其回忆录中对比了歼-8白与歼-7飞机,认为两者机动性能基本处在同一水平。为了给大口径火控雷达与更多机载设备留出空间,歼-8B改为两侧进气,采用2元3波系进气道,提高了中低空亚音速条件下进气效率,主翼翼型在歼-8锥形扭转基础上进行了修型改进,提高了亚音速巡航与中低空机动性能。采用电控差动平尾提高了水平机动性。飞机前机身结构发生较大改变,空机重量增加520KG重量,但采用了推力更大的WP-13发动机。总的来说歼-8B系飞机在机动性能上达到了二代机的较好水平。然而相对于同时代的歼-7H,E等飞机最大的优势,则是在格斗空战中可以采用“扩展截获”模式,真正发挥第三代红外格斗导弹的大离轴角发射性能。

“扩展截获”即雷达扫描轴线(或“光电雷达”)与红外导弹导引头交联,导引头随动于雷达轴线的瞄准模式,越战中,美国从AIM-9G导弹开始运用这种瞄准方法,并将其称为sidewinder extended acquisition mode,即“响尾蛇扩展截获模式”。随后这种模式被广泛应用于各国战机。这种模式的好处是可以充分地发挥导弹(尤其是第三代红外格斗导弹)的离轴发射能力。这种方式在我国也被称为雷达随动/离轴发射。采用雷达随动/离轴发射方式使用PL-8导弹时,可以充分发挥出PL-8导弹的性能,拓展导弹的攻击范围。

而不具备机载火控雷达(只有无线电测距仪,或称雷达测距器)的歼击机,发射红外格斗导弹只能采用以下发射模式:

定轴瞄准/定轴发射,或孔径瞄准/孔径发射。这种模式中导弹光轴,弹轴与飞机轴线保持重合,飞行员通过平显或光学瞄准具套住目标,导弹位标器截获目标后才发射导弹。位标器在导弹发射后自动解锁跟踪目标。

定轴瞄准/离轴发射,或孔径瞄准/自动跟踪发射。这种模式以孔径瞄准方式瞄准,导弹位标器截获目标后即被解锁,导弹在位标器跟踪角度内自动跟踪目标后发射。

定轴扫描/离轴发射,或扫描瞄准/自动跟踪发射。这种方式下位标器视场以一定的角度绕导弹轴线进行扫描,截获后导弹转入自主跟踪后发射。
(试飞英雄葛文墉将军在法国试飞幻影-2000时就体验了这种瞄准方式,飞行中目标机进入导引头搜索范围时魔术-II导弹自动截获目标并转入了跟踪。这也体现了第三代红外格斗空空导弹的优良性能。葛文墉将军写道:“我过去使用的导弹视场为2°,要用1.5°的瞄准光环套住目标才能使导弹导引头截获目标机。使用M-550II导弹,只要使目标机进入8°以内的瞄准区就可以自动截获,这就容易多了。而且可以和雷达交联,增加截获,发射机会。”)

雷达随动/离轴发射模式相比以上三种瞄准模式,可以充分地发挥导弹的大离轴角发射能力,精确计算导弹发射包线,增加截获,发射机会。真正发挥出导弹的威力。

歼-8B,D系列飞机采用大口径的机载火控雷达与先进的PL-8系列导弹的组合(机头进气的歼-8A飞机在1990年完成了PL-5B导弹离轴发射的升级改装。但数量少,再此不做讨论),采用雷达随动/离轴发射模式时相比歼-7B,H,E型机在导弹攻击范围上有明显优势(采用JL-7系列雷达的数量较少的歼-7C,D型飞机理论上也可采用雷达随动/离轴发射模式,但机动性能相比歼-7其他型号与歼-8系列飞机逊色不少),不论是前半球,侧向还是后半球,都比歼-7B,H,E系列飞机有着更大的导弹攻击范围。歼-7H,E型飞机也可挂PL-8导弹,但由于缺乏火控雷达,导弹的离轴发射角扔被限制在一个较窄的范围内,远小于PL-8导弹自身能够达到的离轴指标。

在这里要说明,头瞄方式只是雷达随动/离轴发射方式的延伸。即头瞄视线带动雷达扫描轴线(或“光电雷达”),雷达扫描轴线带动导弹位标器运动,做到“看哪儿瞄哪儿打哪儿”。跳过雷达,直接以头瞄轴线带动导弹位标器运动的头瞄方式不是不可以,但只是应急方式,这种情况下机载火控系统不能计算导弹的射击包线。测算目标距离速度,计算是否达到射击条件,是否能击落敌机全靠飞行员的感觉。(这也是虽然歼-7E飞机装备了高性能的PL-8导弹,但并没有引入头瞄的原因。进入新世纪后,装备了小型机载火控雷达的歼-7G飞机配备了头瞄,可以充分发挥第三,四代红外格斗导弹的性能,加上其在二代机中优良的机动性能,歼-7G初步具有了在格斗方面向第三代战机挑战的底气。)

和国内战机相比,歼-8B,D战机在作战性能上优于歼-7B,H,E型机。但歼-7系列飞机如果战术运用得当,完全有可能扭转局势。比如果躲到208型雷达的低空下视盲区中,则可抵消机载火控雷达为歼-8B,D型机带来的优势。与国外战机相比,歼-8B,D飞机可以压制幻影-III(虽然幻影-III配备了R-530空空导弹,但其主战武器仍然是魔术,响尾蛇,谢里夫-2,蛇-3等红外格斗导弹), F-5, F-104, 米格-21等东西方第二代战机,与装备中距拦射/空空导弹的米格-23,F-4等主力二代战机相比处于劣势,但可与之周旋,对抗。

总体看,歼-8B型飞机作为国内第一种可以安装大口径天线的机载火控雷达与较完备机载设备的平台,由于机载武器发展水平的落后迟迟没有装备雷达制导空空导弹以进行全天候,全向拦射。但因拥有相对完备的告警,电子对抗设备和能够比较充分地发挥第三代格斗导弹性能的机载设备,作战性能还是较大陆以往的机型上了个较大的台阶。

中国人民军队的重大任务之一始终为震慑台独势力,防止台湾走向最后的分裂。1996年,台湾先后接收了幻影-2000与F-16这两种具备完善作战能力的第三代战斗机,不但具备全面的超视距空战能力,在格斗性能上也远超过歼-8B型机。甚至台湾本土凭借美国防务工业的帮助研发的IDF战机也完全可以在与歼-8B的作战中取得优势。作为当时拿的出手的最好的大陆自产战机,歼-8B的性能已经不能胜任夺取台海制空权的任务。

2. 全天候拦射能力与歼-8飞机截击能力

苏联截击机发展带来的启示

歼-8系列飞机的设计指标要求其不但要与敌F-104,F-4空战,还要具备较大的航程和较好的全天候截击性能,拦截对手的超音速轰炸机如B-58, 战斗轰炸机如F-105。二代机是这样,三代机的最初要求也是如此。歼-10A战机不但能够与三代机进行作战,还具有良好的截击性能。

在二次世界大战之后,为了高效率,全天候地拦截可能入侵的敌高空侦查机与轰炸机等目标,美苏开始了专用截击机的研制。作为大陆航空工业的入门老师,苏联在1948年成立了国土防空军。相对于灵活轻小的前线歼击机,苏联国土防空军对其截击机的要求是必须装备雷达,能够全天侯作战。然而当时雷达操作繁琐,一人忙不过来,则需要专门的雷达操作员/武器操作员。这样一来,双人制还装备雷达的飞机自然比前线歼击机重很多,为了飞行性能则飞机最好采用双发,还要有较长的续航时间以满足在广袤的俄罗斯领土上空巡航。可以一定程度上牺牲机动性(因为其拦截目标是机动性更差的高空侦察机,战略轰炸机等目标)。

为了满足国土防空军的要求,苏联几大设计局都开始了新机研制。在研制新型截击机的过程中,苏联简单丑陋的实用主义作风被表现得淋漓尽致:当时苏联比较成功的前线歼击机是米格-17,几大设计局都开始在米格-17上进行改良以满足国土防空军的要求。米高扬设计局和拉沃契金设计局分别开发出了“双发双人带雷达的米格-17”:I-320与La-200,这两种丑陋的飞机都没有通过国家验收(I-320被推倒后米高扬设计局重新设计了I-360,就是后来著名的米格-19昼间前线歼击机)。而雅克夫列设计局则显推出了“全新设计”的飞机:机头大口径雷达罩,以便安装大口径天线雷达,左右机翼下吊挂轴流式的RD-5发动机,双座串联布局,自行车式主起落架。武器采用2门37毫米航炮和航空火箭弹(雅克-25K开始试验装备雷达制导空空导弹)。比起丑陋臃肿的I-320与La-200,这种被称为雅克-120巡逻截击机的亚音速飞机要漂亮优雅的多,性能也令人满意。通过验收后,雅克-120被称为雅克-25巡逻截击机,很快于1954年进入了防空军部队。
此后在雅克-25的基础上发展了采用更强劲的RD-9发动机(即涡喷-6原型),使用雷达型空空导弹的雅克-27截击机和采用R-11AF2-300发动机,装备雷达制导空空导弹的雅克-28P,后者在1964年装备了国土防空军。雅克-28P和苏霍伊设计局的苏-9,苏-11,图波列夫设计局的图-128一起,构成了60年代苏联国土防空军的主力战机。从苏联截击机发展与装备的几个型号可以看出,苏联对于截击机的要求相对单一,不对截击机的空战机动性能做出过多要求。
苏联第一代截击机雅克-25与落选者I-320,La-200都沿用发展了米格-17前线歼击机的布局。笔者不禁抛想,如果抛开对歼-8的指标不谈,单就当时远远落后于苏联的中国航空工业而言,若想发展具备全天候截击能力的截击机,雅克-25渐进到雅克-28P(1964年开始服役)的道路恐怕最符合当时航空工业的水平:双人座设计不但可以更好地进行雷达操作,而且大机头空间也在一定程度上降低了机载雷达研制的难度。亚,跨音速后掠翼布局的构型大陆也相对更为熟悉:当机头进气的歼-8基本型飞机在1964年开始方案论证时,大陆已经生产了大量的后掠翼布局的米格-17前线歼击机,并且才刚刚可以稳定生产后掠翼布局的米格-19S型前线歼击机。尽管大陆对米格-21F-13飞机进行了2年的“技术摸透”,但对其进行“双发放大”,而且不但要求其具有“双2指标”和良好的截击飞行性能,还要求其能与对手的战斗机如F-4,F-104作战,其难度是可想而知的:这相当于把前线歼击机(当时还没能进行成功仿制的米格-21F-13)和全天候截击机(雅克-28P,苏-9,11,15等)的性能合二为一。
相比当时狂热的东风104,东风113,甚至“单发歼-8”,米格-21F-13的“双发放大版”已然算是相对保守的设计。但对于大陆远远落后于苏联的航空工业来说,截击,空战双优的歼-8基本型飞机仍然是一个相当勇于进取,并且极具赶超意识的歼击机发展计划。这也决定了歼-8基本型会面临一条荆棘丛生,长达20年之久的发展道路(从提出研制到歼-8A定型)。
歼-8基本型研制过程的艰难在一定程度上使得空军装备部门一度丧失了信心,提出了仿制并大量生产“歼-7大改”(歼-7C,即仿制米格-21MF)飞机以补充当时急缺的全天候截击机(当时夜航团只装备少量落后的歼-6新甲与歼-5甲型全天候歼击机)。1978年6月12日中央军委主持召开国防工作会议研究空军装备,罗瑞卿将军在总结中说:到1982年2000架歼-7,要有1000架是大改的(歼-7C)。不能说一手抓歼-7,一手抓歼-8,要集中力量抓歼-7,歼-8让路。尽管后被任命为歼-7C总师的王南寿先生也曾表示,米格-21后期型能全天候作战,但飞机单项主要指标还不如歼-7(米格-21F-13)。而歼-8本来就是按全天候设计的,各种飞行和作战性能都比歼-7“罗马型”好(指米格-21MF)。而且是自己设计的,驾轻就熟,一定会比“罗马型”搞的好。但由于空军态度坚决,还是开展了米格-21MF的仿制。事实证明,仿制生产米格-21MF并非明智的决定。

自动截击引导系统的发展

早期雷达操作繁琐,采用雷达制导空空导弹的飞机不少都采用双座设计。好处是可以减轻飞行员负担,让武器操作员专心从事雷达操做,发射雷达制导拦射导弹。截击机有时需要较长的留空时间,双座飞机飞行员也相对轻松些。随着自动截击引导系统的发展成熟,为了获得更好的高空高速截击性能,苏-9,苏-11,苏-15等截击机采用了单座设计,飞行员的主观能动性被弱化,全自动拦截引导系统通过无线电数据指令与自动驾驶仪交联,将飞机引导到截击点并且遥控飞行员进行机载雷达的搜索与导弹攻击。在后期成熟的自动截击引导系统的控制下,整个截击作战过程中飞行员的任务只是对机上仪表进行监控,防止发生意外情况。
拿大陆航空工业的老师苏联来说,部分的雅克-25开始装备Gorizont-1(地平线-1)地面控制截击数据链。 雅克-28P则装备了Lazur (普鲁士蓝)地面控制截击数据链。苏-9,苏-11装备Lazoor数据链系统。苏-15初期型装备Lazur-S数据链,而苏-15TM装备了Vozdukh-1M型数据链链与SAU-58自动控制系统,可以完全自动化地进行对空拦截作战。
美国也开发了同样的自动化引导系统,装备了F-102,F-106型截击机,作战思想和苏联截击引导体系完全一致。自动截击引导系统理论上能够较好的拦截中高空入侵目标,但却弱化了飞行员本身的能动性,而且对付高机动性目标能力不足,还较难拦截低空,超低空飞行目标。随着微电子技术的进步,机载雷达体积,重量大为减小,机载火控系统向多功能,小型化发展,人机操作界面更加友好,专用截击机的发展走向了尾声。很快美国就用F-4与F-15系列多用途战机取代了专门为自动截击引导系统开发的F-102与F-106。苏联也开发了性能更全面的米格-23P,米格-23MLD型歼击机装备国土防空军,成为苏联80年代最重要的截击机之一。这里要说明的是,相比欧美战机,苏联战机更加依赖地面控制系统控制战机作战,不但其防空军,其前线歼击机如第三代战机米格-29就装备了“绿松石” Э502-20无线电指令控制系统和САУ-29-2自动控制系统。在苏联的体系中,发射雷达制导空空导弹也是在地面指挥系统的控制下进行的,换言之,脱离这个体系单独进行作战的苏系飞机(如米格-29,苏-27基本型)飞行员进行导弹攻击操作时可能会被糟糕的人机界面搞的手忙脚乱。

中国大陆由于电子工业水平长期落后,在强调歼-8高空高速截击性能的同时并没有相应的自动化截击引导系统为其配套。长期使用的语音,秘语地空沟通方式不但容易被干扰,而且会发生歧义,引导效率,精度低下,可能导致延误战机致使拦截失败。
80年代末中国大陆终于告别了原始的语音,秘语引导方式,开始在歼-8B,歼-7C型全天候歼击机上安装数据传输/导航系统,与地面半自动防空指挥系统交联,协助歼击机进行拦截作战。
歼-8B飞机安装了483数据传输/导航设备,地面指挥系统可以向飞机传输航向,高度,速度等指令,飞行员从耳机接收转化成语音的信号指令(装备平显后则将指令直接显示在平显上),帮助飞行员完成截击任务。歼-8B装备的自动驾驶仪,对在云中,夜间等复杂条件下使用机载火控雷达进行搜索并进行雷达制导空空导弹拦射作战具有重要作用。此外,对歼-8B人机操作界面的改良也为日后实现超视距拦射作战起到了关键的作用。

3. 追逐光明的历程

危机四伏的年代

屠基达先生曾在回忆录中写道:“让歼-7飞机有一双好眼睛,既能较远的看前方,又能识别敌方位置指引导弹,是我们曾经为之奋斗多年的往事。。。。。现在由于雷达技术的进步,可以小型化了,不改飞机机头,也可以装上雷达,歼-7G型机在年轻一代设计师们的努力下实现了这个心愿,虽然晚了一点,但圆了解决歼-7飞机近视眼的梦。歼-7飞机终于有了一对好眼睛!” 在90年代末21实际初,中国航空电子工业终于突破了高性能机载脉冲多普勒雷达的技术瓶颈,歼-7有了理想的雷达;而安装了高性能雷达的歼-8战机,配合国产第三,四代雷达制导空空导弹,获得了令人满意的超视距空战能力,圆了多年来为之奋斗,却未能实现的梦想。
早在1965年,我国通过研究从越南战场获得的AIM-7空空导弹残骸与追踪外国相关报道,就已经开始了第二代雷达制导空空导弹PL-4的研制,作为歼-8(与歼-9)飞机的配套武器。
PL-4属于第二代雷达制导空空导弹,采用圆锥扫描体制,不具备下射能力。最大射程18千米,性能类似AIM-7E-2 ,射程较小。有不少评论认为当时要求导弹轻巧,减小导弹重量,造成PL-4射程较短。笔者认为这倒更可能是由于雷达性能限制的缘故。虽然歼-8基本型的激波锥空间相比米格-21F-13有了很大改善,但歼-8装备的204雷达性能并不比装备歼-7C的JL-7雷达出色(从歼-8E型机用JL-7A雷达换装204雷达中可见一斑,JL-7雷达对歼-6飞机这样的目标最大探测距离可达28KM),要求PL-4有更大的射程属于浪费。
PL-4导弹作为歼-8飞机的配套武器,在1968年进行了导弹原理样机试制, 1973年-1980年进行了三次大型导引系统外场试验。1983-1984年进行了发动机点火试验,战斗部引爆试验以及导弹武器火控系统室内外联试。由于还存在技术问题没能得到解决,而且到了80年代第二代雷达制导空空导弹的性能已经明显落后,PL-4下马,原研制单位转入了第三代雷达制导空空导弹的研制。
歼-8,歼-8A型飞机在80年代初先后投产,作为歼-8B飞机的过渡,生产数量不多。没有全天候拦射能力的歼-8“一壳两用机”与歼-8A飞机虽然具有较好的高空高速能力和初步的全天候作战能力,但应对来自北方的空袭威胁还是力不从心。当时装备的PL-2导弹属于第一代红外制导空空导弹,只能探测到目标的尾焰,歼-7,歼-8飞机必须绕到高速飞行的Tu-22M尾后才能进行导弹瞄准,发射,然而PL-2尾追高速目标时的有效射程非常小,在拦截苏联Tu-22系列轰炸机的高速突防时射击窗口不但短暂,甚至还要小心Tu-22机尾用后视雷达控制的尾炮的高精度射击,此外第一代红外制导近距导弹抗干扰性能差,在这样的条件下的拦截难度可想而知。如果Tu-22M在云中飞行,则即便是具备初步全天候作战能力的歼-8“一壳两用机”与歼-8A飞机也难以对其进行导弹攻击。
80年代,低空突防已经转变为主要的突防手段。由于Tu-22系列装备的AS-4,AS-6空对面导弹需要在万米高空投放,Tu-22系列轰炸机还做不到全程低空突防。最低发射高度300米的AS-16空对面导弹和具有完善航电设备的Tu-22M3的服役使得苏联航空兵可以用地形跟踪方式进行全程低空突防。缺乏预警机的大陆雷达网容易出现低空空情保障不连贯,而当时大陆的全天候战斗机缺乏下视能力,使得拦截作战更为困难。
空军HQ-2地空导弹(HQ-61A与HQ-7近程地空导弹在80年代末才完成了定型)机动性较差,射击低界高达1000米(HQ-2A,B经过了改进,射击低空目标性能有了一定的提高),加上高炮部队,面对漫长的国境线与广阔的空域,同样难以保证有效地拦截可能入侵的苏联航空兵。
从这个角度我们或许可以理解歼-7H飞机的诞生背景。80年代初,大陆从以色列购买了国际先进水平的蛇-3型红外格斗导弹,并引进全套生产技术开始仿制,这就是PL-8系列导弹。虽然歼-8“一壳两用机”与歼-8A具有有限的全天候作战能力,但204型雷达性能落后,并且作为歼-8B系列飞机的过渡型机,机头进气型歼-8数量有限。而歼-7B飞机轻小,做为取代昼间型歼-6的新型歼击机已经开始大量成产,相比歼-8这样复杂的双发中型机要廉价许多。其缺点是不具备全天侯作战能力,只能在昼(夜)简单气象像下作战,并且不能发挥蛇-3/PL-8导弹的大离角发射能力。但利用第三代红外格斗导弹的优秀性能,可以进行定轴扫描/离轴发射,射击条件仍然比PL-2导弹宽松了许多。大量的歼-7H(即歼-7B改装蛇-3/PL-8导弹的型号,1986年开始装备部队,1993年停产,共交付221架)可以在昼(夜)简单气象下利用数量优势和导弹本身的高性能部分地弥补高性能作战飞机的缺失。
最后一越/ The Final Break

1995年初,歼-8B型歼击机挂载Aspide导弹升空进行打靶。由于机载雷达突然出现异常在相距15公里处才发现靶机,但仍然成功完成了中国首次超视距空空导弹攻击(航空报报道,从雷达发现目标到导弹发射最快需要6秒钟,说明对人机操作界面的改良效果显著。曾经的官方报道将此称颂为把“和平鸽”打造成“战鹰”,使新型战机形成战斗力)。虽然208型雷达搜索距离近(平面搜索距离为40千米),但通过半自动化防空系统的引导,歼-8B理论上可以较好地完成全天候,全向拦射作战。在后续靶试成功后歼-8II第02批次随后开始了批量生产。但由于国产第三代雷达制导空空导弹研制泄后,歼-8B,D型机陷入了长达数年无弹可用的境地;同时,航空兵突防模式已经从高空高速突防转变到了超低空突防,下视能力十分有限的208雷达制导Aspide导弹的组合也在90年代失去了部分装备价值。
单脉冲雷达无法屏蔽地面杂波,难以进行下视探测,制导采用多普勒频移技术的单脉冲测角导引头的第三代雷达型空空导弹时,不能发挥导弹的下射能力。而脉冲多普勒雷达利用雷达波的多普勒效应将目标回波从地面杂波中分辨出来。生活中人们都有这样的经验:当火车从远到近驶过时,我们听到的声音将越来越尖锐,单凭耳朵看我们就能判断出火车是正在远离还是开向我们,这种由声源的运动使声音频率发生变化的现象就被称为多普勒效应。作为波的一种,无线电波也存在这种多普勒效应,由于地面是静止的,而在低空的目标机却有着相对较高的运动速度,因此低飞的目标机与地面反射回来的地面杂波的频率是不同的,通过脉冲多普勒处理技术分析回波频率的不同就能可以分辨出低空飞行的目标,雷达便由此具备了下视探测能力。现代化的机载脉冲多普勒雷达在所有高度上对目标都有良好的上视和下视探测能力,可以较好地发挥出第三,四代雷达制导空空导弹的战斗力。在后续装备部队的歼-8改进型号中,换装先进的机载火控雷达等航空电子设备以充分发挥导弹武器效能始终是改进的核心内容。
经历了80年代后期“和平典范”项目的磨练,我国航空技术人员接触了西方发达国家先进的航空电子技术与理念。90年代末21世纪初,航空电子工业终于突破了现代化机载脉冲多普勒雷达的技术瓶颈。在上世纪末和本世纪初我国先后开发出了装备现代脉冲多普勒雷达,具有较好超视距空战能力的歼-8H,歼-8F等机型。随着苏联解体,冷战格局谢幕,我国与外界进行了更广泛的航空技术交流,航空系统开发的第四代雷达制导空空导弹PL-12与航天系统开发的第三代雷达制导空空导弹PL-11在近乎同时期定型并且作为制式武器分别装备了歼-8F与歼-8H等机型。部分老型歼-8B,D飞机也按照相应标准进行了升级,终于获得了较全面的超视距空战能力,提高了装备效能。
如果按歼-8II第01批次装备部队开始计算,在10多年后歼-8B系列才具备了令人满意的超视距空战能力。借屠先生的话说,虽然晚了点,但圆了梦。按较新的歼-8B改型飞机来算,歼-8型飞机还将服役20多年的时间。装备现代化机载火控雷达和第三,四代雷达制导空空导弹与红外格斗导弹的歼-8B改型飞机将为国土防空做出应有的贡献。

当歼-8飞机获得较完善空战能力的时候,作为二代机平台的歼-8已然走向暮年,此时我国已经开始了第四代战机的研制。这点上,歼-10是非常幸运的,歼-10飞机平台的开发时间基本与机载电子设备,武器系统的开发同步。这对大陆军事航空工业来说是个好兆头:可以预见,我国未来航空电子技术的发展不会拖飞机战斗力的后腿,而是超前发展。

注: 处于早期水平的机载火控系统计算能力较弱,只能比较好的计算“直线碰撞”情况,故对高机动性目标的攻击命中率会有较大下降。随着航空电子技术的进步,机载火控系统在计算中能充分考虑目标机动的情况,使雷达制导空空导弹从“拦射导弹”转变为真正意义上的超视距空战武器。故文中涉及歼-8B型机采用208雷达发射Aspide导弹时都保守地采用了“拦射”等词语。
本文可以让大家多些思考,少些谩骂和无理指责。说的永远要比做的轻松。
徐真居是不是离子鱼啊
飞狼 发表于 2010-3-17 21:37


    嘿嘿,就那么几个人喜欢吹J8,即使不是也是那个团伙。
飞狼 发表于 2010-3-17 21:37
离子鱼在鼎盛王朝是被考太师骂的对象;而蘑菇乃考太师钦定的考察接班人,有入大内继统的趋势,未来的考柿子!冻蒜!
为什么鸡巴的尾鳍感觉像是偏右?是图片中的错觉还是真实就是那样设计?
davidlgx 发表于 2010-3-17 21:48

怎么一定都听不懂,劳烦你用现代汉语解释一下
不错!
马克之。。。。
Fox4 发表于 2010-3-17 22:11
J-8的腹鳍是起落架收起后才完全放下的。
这架J-8起落架没有完全收起,所以腹鳍也未完全放正。
有的人又是看到标题就开骂,真没素质。
歼八二改得再好,也就是个发挥余热的作用,作为警戒巡逻飞机用用还行,毕竟飞机够大,装上超视距空空导弹可以表威,装上反辐射导弹还可作为攻击对方雷达的电子战飞机。除此以外没有别的什么用途了。PKF22?他要能PK,美国还费这么大的劲生产F22干啥,直接装备F4和你玩命得了。
MD的F22是作为HERO使用的..玩过魔兽咩?HERO带小兵PK...
全面换装4代机那是不可能的
米格走廊 发表于 2010-3-18 00:19
真奇怪,全篇文章我都看不到有F-22出现。
米格走廊 发表于 2010-3-18 00:19

歼8攻击f22,你说不能就不能啊?

还发挥余热,警戒巡逻,看来连中国空军怎么作战你都不太了解啊!

现在咱们是“一体化作战”了,大预只要能够发挥作用,歼8就可以用,我给你上几张猛图,你要知道,歼8是作为重点型号出现的,在今天的意义比歼10更大。





那个,J8作为重点型号出现,在今天的意义比J10更大。。。。。。拜倒。。。
飞狼 发表于 2010-3-17 21:37


    肯定不是离子鱼那一伙的。离子鱼那伙写啥都啰里啰嗦的,而且思路不清,不懂系统
遥控直升机 发表于 2010-3-18 07:57

让他看到了非气死不可
米格走廊 发表于 2010-3-18 00:19

那些吹J8高空高速无敌论的小白不知道下视对上视的优势,不知道高空高速状态下会机动性下降,更不知道其实在绝大部分空域F-22比J8快得多。
遥控直升机 发表于 2010-3-18 07:57


    行了行了,别光说不练,你也写点作品让我等新来的菜鸟学习一下啊
回复 4# 飞狼

老兄不认识飞扬著名的色蘑吗?xunatur是也。本坛不少学霸和他估计都相熟。{:wu:}
ps:lz转帖不写出处可不应该啊。
ggb.type13 发表于 2010-3-18 01:21

;P人家E-3都装备几十年了,系统谁成熟啊?J8那所谓的超音速机动性强只是相对3代机而言,更何况雷达和传感器还远不如F-22,RCS更是差了几个数量级~
我敢说这里开骂的没有谁认真把这篇文章看完了
这篇文章哪里为J8B歌功颂德了?通篇只是在讲中国空军和中国航空界追求超视距和截击能力这一过程的艰辛,不知道那些人在骂的是什么?
长日 发表于 2010-3-18 09:23

:D就是一篇给广大童子看的科普文章而已,没什么料也没什么私货,还是不错的文章,就是某些地方思路感觉还不是很顺。
酸菜鱼 发表于 2010-3-18 09:05


    俺滴作品在:雷达天线技术一书中,某章节。电子出版社
回复 16# ggb.type13


  对你拜倒。。。。。。。。。。。。。。。。。。。彻底的无语
freiheit 发表于 2010-3-18 09:06
不知道,本人孤陋寡闻
遥控直升机 发表于 2010-3-18 07:57
呵呵,很赞同
离子鱼还有江雨等的文章我也感觉很罗嗦,篇幅很长,就在那里绕,很像为了凑字数,没什么干货
鸡巴的人操火箭可不是浪得虚名
飞狼 发表于 2010-3-18 08:21

没办法,人家不是文科生啊,要体谅。:D